A Global Enhanced Vibrational Kinetic Model for Radio-Frequency Hydrogen Discharges and Application to the Simulation of a High Current Negative Hydrogen Ion Source
针对Busek公司研制的新型强流负氢离子源（HCNHIS），建立了全局增强振动动力学（GEVKM）模型。和伍斯特理工学院HCNHIS由一个高压射频放电（RFD）室，其中产生的氢分子的高振动态，旁路系统，喷嘴，和一个低压负氢离子产生区域，其中$\text{H}^-$产生的低能量电子的离解连接到旋转振动激发的氢分子。GEVKM是从用于电感耦合RFD室的圆柱形几何形状的Wang Chang-Uhlenbeck方程导出的多温度化学反应等离子体的矩方程发展而来的。模型中包含的物种为$\text{H}(n), n=0-3, \text{H}_2(v), v=0-14, \text{H}^+, \text{H}_2^+, \text{H}_3^+, \text{H}^-$和$e$。将体积平均稳态连续性方程与电子能量方程、总能量方程和腔壁传热方程耦合求解，得到等离子体组分的体积平均数密度、电子温度、重粒子温度和腔壁温度。GEVKM的补充是一套全面的表面和体积化学过程的振动和电离动力学的氢等离子体。为旁路管和喷嘴中的流动开发的分析边界条件考虑了稀疏效应，并通过将RFD室中的压力预测与压力测量值进行比较来验证。GEVKM在不同等离子体反应器的宽压力和吸收功率范围内进行了验证和确认，并用于HCNHIS的RFD室的参数研究，氢气入口流量为5-1000 sccm，吸收功率为200-1000 W。
2017-09-20 physics.plasm-ph
Synthesis of Membrane-Electrode Assembly for Fuel Cells by Means of (Sub)-Atmospheric Plasma Processes
报道了一种简单的两步常压等离子体法制备质子交换膜燃料电池膜电极的方法。首先，通过在RF大气等离子体炬的后放电中喷涂Pt胶体溶液将催化剂纳米颗粒接枝到碳基底上。在第二步中，在DBD的放电中用等离子体合成的聚合物膜覆盖所得到的修饰电极。磺化聚苯乙烯膜的合成通过同时注入苯乙烯和三氟甲磺酸单体，在载气（Ar或He）的存在下。通过XPS、ToF-SIMS和FTIR（IRRAS）对膜进行化学表征，并通过SEM研究其沉积速率。
2018-02-06 physics.app-ph physics.plasm-ph
From Basics to Frontiers: A Comprehensive Review of Plasma-Modified and Plasma-Synthesized Polymer Films
本文综述冷等离子体在聚合物表面改性与PECVD薄膜合成中的参数、机制及应用，系统梳理RSGP、CAP模型及其在生物医学、过滤、能源和自修复材料中的前景。
2023-10-25 physics.app-ph physics.plasm-ph
LDPE Surface Modifications Induced by Atmospheric Plasma Torches with Linear and Showerhead Configurations
低密度聚乙烯（LDPE）表面等离子体改性，以改善其纳米结构和润湿性。这些改性可以显著改善后续层的沉积，例如具有特定阻隔性能的膜。为此，我们比较了两个大气等离子体炬与不同的配置（喷头与线性）引起的治疗。通过X射线光电子能谱、水接触角接触角测量和原子力显微镜观察，证实了LDPE膜在化学表面组成和表面形态方面的改性。两个后放电处理之间的比较是实现了几个火炬到基板的距离（间隙），处理时间，和氧气的流速方面的蚀刻速率，粗糙化率，氧气扩散到subsur-face和亲水性。通过将这些结果与放电后的化学组成相关联，我们识别并比较了负责化学表面功能化、表面粗糙化和蚀刻的物种。
2016-04-29 physics.plasm-ph
SoPlasmaFoam: an OpenFOAM-based solver for streamer and dielectric barrier discharges with adaptive mesh refinement
Centre for Research & Technology, Hellas (CERTH)（希腊研究与技术中心）；University of Western Macedonia（西马其顿大学）
研究基于OpenFOAM构建求解器SoPlasmaFoam，通过耦合泊松方程求解带电粒子输运。评估对流方案，分析泊松输运耦合，引入边界条件。该求解器经验证并展示多区域能力，为多物理模拟提供模块化基础。
2026-07-07 cs.CE physics.comp-ph physics.plasm-ph
From plasma to pattern: observation and characterization of periodic structure formation in dielectric breakdown channels of electron-irradiated insulators
本文通过材料表征与理论建模，证明电子辐照PMMA介电击穿通道中约80 μm周期性结构由放电阶段z箍缩熵模等离子体不稳定性主导形成，并建立了预测绝缘体放电形态的框架。
2025-08-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.plasm-ph
Self-organization phenomena in cold atmospheric pressure plasma slit jet
射频等离子体狭缝射流，产生150 mm宽的射流体外的等离子体流，表现出令人兴奋的自组织现象，类似于自组织模式的介质阻挡放电（DBD）灯丝。类似地，如在DBD中，细丝被不允许两个细丝彼此靠近的抑制区包围。利用快速照相机成像，我们观察了所有研究气体供给（Ar，Ar/N $_2$，和Ar/O $_2$）中的放电特性。尽管如此，等离子体中细丝的视觉外观以及它们与电介质表面的相互作用仍显着依赖于气体进料。由于纯Ar中的击穿电压与所施加的击穿电压相比相对较低，因此经常形成新的细丝。这些新产生的细丝破坏了细丝间的特征距离，迫使系统重新排列。Ar中频繁的点燃和衰变过程导致短的灯丝寿命（0.020-0.035 s）和它们的高抖动速度（0.9-1.7 m/s），如用基于Gwendion库的图像处理定制代码所确定的。Ar/O $_2$和Ar/N $_2$混合物中的细丝数量较低。这是由于能量的损失，在激发的旋转和振动的水平和氧电负性。由于低电流侧放电过渡到完整等离子体细丝的可能性在气体混合物中受到限制，自组织模式很少被破坏，导致较少的运动和较长的寿命。与Ar或Ar/O $_2$不同，Ar/N $_2$中的收缩细丝被弥漫的等离子体羽流包围，可能与长寿命氮物种的存在有关。我们证明了在聚丙烯处理的自组织现象影响的处理均匀性。
2022-09-12 physics.plasm-ph
Synthesis and texturization processes of (super)-hydrophobic fluorinated surfaces by atmospheric plasma
通过大气等离子体的氟化表面的合成和织构化过程的研究，并提出通过综合研究的等离子体相和所得的材料表面。三种方法提高表面疏水性的超疏水表面的生产进行了评估：（i）聚四氟乙烯（PTFE）表面的改性，（ii）氟化涂层的等离子体沉积和（iii）将纳米粒子纳入这些氟化膜。在所有的方法中，等离子体气体的性质似乎是所需性质的关键参数。虽然用纯氦等离子体可以获得PTFE表面的更高蚀刻，但只有在向等离子体中加入O2时才能产生纹理化，这同时降低了总蚀刻。通过介质阻挡放电沉积CxFy膜导致疏水涂层的水接触角（WCA）为115{ \textdegree }，但只有辅助氩气放电诱导更高的WCA。最后，纳米颗粒沉积在氟化层下以增加表面粗糙度，从而产生超疏水混合涂层，其特征在于在表面处的水滴的非粘附性。
2016-04-29 physics.plasm-ph
Treatment of PDMS surfaces using pulsed DBD plasmas: comparing the use of different gases and its influence on adhesion
在这项工作中，我们提出了一些使用脉冲介质阻挡放电等离子体的聚二甲基硅氧烷（PDMS）表面的处理结果。比较使用不同气体和混合物（氩气、氩气加水蒸气、氦气、氦气加水蒸气、氮气和氮气加水蒸气）的等离子体处理的结果，测试每种等离子体的两个PDMS样品之间的粘附性。我们还研究了水的接触角的等离子体处理时间的PDMS表面与每种等离子体处理的函数。等离子体的特征在于通过光学发射光谱（OES），以确定发射的物种，并确定等离子体温度。通过比较OES获得的光谱与SpecAir模拟代码生成的光谱，估计每个过程的等离子体温度。还进行了输送到等离子体的功率的测量。作为结果，当施加长暴露时间（大于150秒）时，使用不同气体的所有工艺在PDMS样品之间显示出良好的粘附功效。然而，当只有少数放电施加到PDMS样品的氦等离子体过程呈现出最好的结果。原子力显微镜（AFM）分析的PDMS样品与氦等离子体处理表明，减少表面粗糙度，这增加了表面接触面积，提高了附着力。
2015-05-19 physics.plasm-ph
Practical Classical Molecular Dynamics Simulations for Low-Temperature Plasma Processing: A review
本文为综述类研究，介绍了分子动力学模拟作为有力工具，可在等离子体物理、化学及等离子体与材料/液体相互作用领域，为气相聚合等多种过程的研究提供重要洞见。
2023-12-13 physics.comp-ph physics.plasm-ph
A numerical analysis of the impact of gas pressure and dielectric material on the generation of body force in an air gas plasma actuator
University of Mazandaran（马赞德兰大学）；Kharazmi University（哈拉兹米大学）；Comenius University（科马尔图斯大学）
本研究通过数值分析探讨了气体压力和介电材料对等离子体激励器中体力生成的影响，旨在优化等离子体技术用于流动控制。
2024-04-20 physics.app-ph physics.plasm-ph physics.soc-ph
A Simple Method to Measure the Interaction Potential of Dielectric Grains in a Dusty Plasma
介绍了一种简单的微扰方法，该方法提供了实验测量两个单独的尘埃粒子之间的径向约束势和相互作用势的能力，悬浮在鞘层的射频（RF）氩放电。在这种技术中，单个尘埃粒子落入等离子体鞘中，与已经位于系统平衡点的第二个单独的尘埃粒子相互作用，而不会引入任何外部扰动。使用采用多项式拟合粒子位移X（t）的方法分析所得数据，以减少计算中的不确定性。采用这种技术，水平约束被证明是抛物线在很宽的范围内的压力和位移的平衡点。的相互作用势也被测量和显示是很好地描述了一个屏蔽库仑势，并随着压力的增加而减少。最后，计算了颗粒上的电荷和有效的粉尘筛分距离。它是第一次实验表明，在一个RF等离子体鞘层中的粒子上的电荷随压力的增加而减少，与理论预测一致。筛选距离也如预期的那样随着压力的增加而减小。该技术可用于尘埃等离子体中粒子参数的快速测定。
2010-08-19 physics.plasm-ph
Surface Modifications Caused by Cold Atmospheric Plasma Sterilization Treatment
通过冷大气等离子体（CAP）灭活敏感表面上的微生物是等离子体医学领域中的一个主要应用，因为它提供了一种简单有效的方法来对热敏材料进行灭菌。因此，人们必须知道等离子体处理是否会影响处理过的表面，从而导致长期的表面改性。本文研究了大气压表面微放电等离子体对不同材料的作用及其杀灭芽孢的行为。因此，不同的材料样品（不锈钢，不同的聚合物和玻璃）进行等离子体处理16小时，模拟使用SMD等离子体装置的多个等离子体处理。然后，使用表面分析方法如激光显微镜、接触角测量和X射线光电子能谱学（XPS）对材料样品进行分析。此外，该装置用于研究在不同处理时间接种在材料样品上的萎缩芽孢杆菌内生孢子的行为。等离子体处理的内生孢子的相互作用结果表明，在等离子体处理的15分钟内，孢子计数的对数减少可以达到4.3和6.2之间。此外，表面分析表明，等离子体处理后，探针材料表现出三种不同类型的反应，从无变化到材料自由表面能发生变化和氧化。因此，应该考虑到，即使冷大气等离子体处理是一种非热方法，以消除热敏材料上的微生物，它仍然会影响被处理材料的表面性能。因此，未来工作的重点必须是对等离子体引起的材料改性进行进一步分类。
2020-02-10 physics.plasm-ph
Pulsed voltage cold atmospheric plasma jet and gold nanoparticles enhance cytotoxic anticancer effect
该研究通过优化正脉冲电压CAPJ模式并联合金纳米颗粒，提升多种癌细胞的毒性杀伤效果，发现纳米颗粒摄取效率与抗癌作用正相关。
2023-12-07 physics.plasm-ph
Design of a Thomson scattering diagnostic for the SMART tokamak
本文设计了用于SMART球形托卡马克的汤姆逊散射诊断系统，通过2焦耳1064nm激光和28个空间点测量电子温度与密度，并优化测量点以分辨边缘台基。
2024-07-18 physics.plasm-ph
Path integral Monte Carlo simulations of dense carbon-hydrogen plasmas
碳氢等离子体和碳氢化合物材料是激光冲击实验学家、高能量密度物理学家和天体物理学家广泛关注的对象。碳氢化合物精确的状态方程对从惯性约束聚变到行星科学的各种研究都有重要的意义。通过结合高温下的路径积分Monte Carlo（PIMC）结果和低温下的密度泛函理论分子动力学（DFT-MD）结果，计算了烃类在1473个分布在一定组成范围内的独立（$ρ,T$）点的状态方程.这些方法准确地处理电子激发和多体相互作用的影响，从而提供了一个基准质量的状态方程，超过了半经验和基于费米的方法在温暖的致密物质制度。通过比较我们的第一原理EOS的LEOS 5112模型CH，我们验证了在这个模型中的比热假设，但建议，在低温下的Grueneisen参数太大。基于我们的第一性原理状态方程，我们预测聚苯乙烯的Hugoniot曲线在最大压缩时比无轨道DFT和SEF 7593预测的软2-5%。通过研究原子结构和化学键，我们发现在0.4-4兆巴的压力区间内，化学键的寿命急剧下降。我们发现线性混合的假设是有效的描述状态方程和冲击Hugoniot曲线的致密，部分电离的碳氢化合物考虑。我们预测的辉光放电聚合物的冲击压缩和调查的氧含量和C：H比的影响，其Hugoniot曲线。我们的全套第一性原理模拟结果可用于基准未来的理论研究有关的碳氢化合物EOS，并应有助于指导设计未来的千兆实验。
2017-10-18 astro-ph.EP astro-ph.SR cond-mat.other
Modeling Low-Temperature Plasmas Simulating Titan's Atmosphere
本研究通过CO-PRISM一维多流体模型模拟土卫六大气低温等离子体化学，揭示C2H2驱动的阳离子途径促进索林生成，并与实验固相组成趋势一致。
2025-09-09 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.plasm-ph
