Çoklu gaz karışımı plazmalarının optik emisyon spektroskopisi
Optical emission spectroscopy of multiple gas mixing plasmas
Yazar: SUAT PAT
Danışman: PROF. DR. NACİ EKEM
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Çoklu Gaz Karışımı Plazmalarının Optik Emisyon Spektroskopisi vSuat PATÖZETNational Institute for Laser Plasma and Radiation Physics (NILPRP), Lowtemperature plasma laboratory, Bucharest/Romania'da yıllardır, küçük deşarj boşlukderinlikli plazma ekran panelleri (P.D.P.) üzerine araştırmalar gerçekleştirilmektedir.Kullanılan plazma, bir elektro pozitif gaz (Ar, Ne, Kr ve Xe) ve bir elektro negatif gaz(H2, O2 ve Cl2) karışımı plazmalarında yüksek basınçlarda (100-400 Torr) üretilmiştir.Deşarjı oluşturmak için, genellikle 1-2 kV'luk gerilime ve kHz mertebesindefrekanslara sahip güç kaynağı kullanılmıştır.Bu çalışmada, plazma oluşturmak için yeni bir deşarj cihazı tasarımıgerçekleştirilmiştir. Büyük deşarj boşluk derinliğinde (36 mm) ve çapı 18 mm'lik budeşarj cihazı düşük gaz karışım basınçlarında (30-70 Torr) çalışacak şekildetasarlanmıştır. Bu deneyler esnasında, saf Ar, saf Ne, Saf He, %50Ar+%50H2,%50Ne+%50H2, %50He+%50H2, %15Ar+%15Ne+%70H2, %25Ar+%25Ne+%50H2,%35Ar+%35Ne+%30H2, %45Ar+%45Ne+%10H2 gaz ve çoklu gaz karışımlarıkullanılmıştır. Deşarjın bu çeşidi on yıl kadar önce NILPRP, Romanya'dageliştirilmiştir. Bu çalışmada, 25 kHz, 25kV atmalı güç kaynağı kullanılmıştır. Eldeedilen deşarjların spektrumlar, 200-850 nm aralığında optiksel çok kanallı analizör(O.M.A.) kullanılarak elde edilmiş ve değerlendirilmiştir. Elektriksel deşarjın akımı safgaz ve çoklu gaz karışımlarında oluşturulmuş ve incelenmiştir. Deneysel sonuçlar,deşarj akımının basınca bağlı olmadığını göstermektedir.Spektrumlardan elde edilen sonuçlar NILPRP araştırma grubunun yayınladığısonuçlara benzerdir. Monokromatizasyon etkisi yukarıdaki çoklu gaz karışımlarıkullanılarak yeni tip deşarj cihazında üretilebilmiştir.Ayrıca bu çalışmada, O.M.A.'nın farklı bir uygulaması olarak da, TermiyonikVakum Ark (T.V.A.) gümüş buhar plazması için farklı parametrelerde; plazma elektronsıcaklığı, parçacık yoğunluğu ve ideal olmayan etki değeri hesaplanmıştır.Anahtar Kelimeler: Plazma, Gaz boşalmaları, Spektroskopi, Optoelektronik sistemler,Optik emisyon spektroskopisi, Monokromatizasyon, M-etkisi, Plazma ekran panelleri

Abstract:
Optical Emission Spectroscopy Of Multiple Gas Mixing Plasmas viSuat PATSUMMARYOver the years extended studies on the narrow gap plasma display panels(P.D.P.) were performed at National Institute for Laser Plasma and Radiation Physics(NILPRP) at Low temperature plasma physics laboratory, Bucharest/Romania. The usedplasma were generated in multiple gas mixtures with an electropositive gas (Ar, Ne, Krand Xe) and an electronegative gas (H2, O2 and Cl2) at high pressure (100-400 Torr). Ingenerally, the discharge was ignited using a kHz scale power supply of 1-2 kV.In this study, a discharge device was mounted for plasma generation. Thedischarge device was designed in the form of extended gap (36 mm) with a diameter of18mm which was filled with low pressure multiple gas mixture (30-70 Torr). Used gasand multiple gas mixtures were pure Ar, pure Ne, pure He, %50Ar+%50H2,%50Ne+%50H2, %50He+%50H2, %15Ar+%15Ne+%70H2, %25Ar+%25Ne+%50H2,%35Ar+%35Ne+%30H2 and %45Ar+%45Ne+%10H2. These types of discharges weredeveloped at NILPRP, Romania more than a decade. In this research were ignited usinga 25 kHz power supply of pulsed 25 kV. Spectra of the discharges were obtained byusing optical multi channel analyzer (O.M.A.) in the range of 200-850 nm. Electricaldischarges current were produced and investigated in pure gas and mixture gases. It waspointed out that discharge currents were not depended on gas pressure.The obtained results on the spectra were similar to those reported by the groupof researchers from NILPRP. Monochromatization effect was generated by used abovegas mixture discharge in a discharge device with the above mentioned characteristics.In addition, as different applications of the optical multi channel analyzer(O.M.A.), plasma temperature, particle density and non-ideal factor were calculated byusing this technique at the Thermionic Vacuum Arc (T.V.A.) silver vapor plasma.Keywords: Plasma, Gas discharges, Spectroscopy, Optoelectronic systems, OpticalEmission spectroscopy, Monochromatization, M-effect, Plasma display pannel