Vliv příměsí na disociaci molekulárních plynů v plazmatu

Mgr. Martina Volfová, Ph.D.

Doctoral thesis

Influence of admixtures on molecular gas dissociation degree in low-temperature microwave plasma

Anotácia:

Práce se zabývá výzkumem disociace molekulárních plynů v nízkoteplotním mikrovlnném plazmatu buzeném ve směsích N2-O2, dále pak v N2-H2 a H2-O2. Částice produkované takovýmito výboji mají bohaté praktické uplatnění -- různé povrchové úpravy materiálů, čištění, či sterilizace bakterií pro lékařské účely. Experimentální uspořádání umožňuje přidávat příměs dvěma způsoby: 1) společně s hlavním plynem do výboje, 2) do dohasínajícího plazmatu. Koncentrace částic v dohasínání jsou měřeny metodou EPR (elektronová paramagnetická rezonance) a OES (optická emisní spektroskopie), pro detekci elektronů je použita rezonátorová metoda využívající EPR rezonátor. Výsledky naměřených závislostí sledovaných koncentrací pro směs N2-O2 jsou srovnávány s počítačovou simulací. Tato srovnání nám umožňují lepší náhled do probíhajících procesů a umožňují optimalizaci produkce požadovaných částic pro praktické využití. Na závěr jsou uvedeny některé tipy pro další pokračující výzkum.

Abstract:

This work is dedicated to the research of the molecular gas dissociation in low-temperature microwave plasma ignited in N2-O2, N2-H2 and H2-O2 gas mixtures. The species produced by the discharge have a wide range of practical applications -- various surface treatments, surface cleaning, or plasma sterilization for medical purposes. In our experimental set-up, it is possible to apply the admixture in two ways: 1) together with the main gas into the discharge, or 2) into the post-discharge. The concentrations of the species are measured by means of the EPR (electron paramagnetic resonance) method and OES (optical emission spectroscopy), the concentration of the electrons is measured by means of the resonator method (using the EPR resonator itself). The measured concentration dependencies for N2-O2 gas mixture are compared with a computer simulation. This simulation should bring us a better insight into the list of reactions and provide us a better optimalization of the production of the desired species. Finally, there are some tips for the next research.

Keywords

nitrogen, plasma, afterglow, post-discharge, oxygen, N2-O2, hydrogen, EPR, active, discharge, microwave, reactions

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 11. 5. 2012

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 20. 6. 2012
• Vedúci: prof. Mgr. Vít Kudrle, Ph.D.
• Oponent: doc. Mgr. Pavel Kudrna, Dr., doc. RNDr. František Krčma, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / odbor:
Physics (4-years) / Plasma Physics