Collision of Ionization Waves in Long Discharge Tubes
本研究的重点是在长放电管（1米长，直径1.5厘米）充满氖或氩在压力约1乇，特别是在最简单的情况下，这种干扰，这是相反的正极性IW的碰撞电离波（IW）的相互作用。通过同时施加相同的高压脉冲，从管的两个电极触发波，并向管中心传播，直到它们碰撞。碰撞的空间和时间稳定性是通过减少初始击穿的时间延迟来实现的，初始击穿触发IW通过采用壁表面电子的记忆效应和光脱附。当脉冲重复频率超过100 Hz时，记忆效应显著。多个IW从电极跃迁形成特定的单电极放电，从而IW碰撞的问题转化为两个相对的单电极放电相互作用的观察。IW干扰模式通过其运动学特征（x-t图）与非碰撞波的运动学特征（x-t图）的偏差来登记。这种方法表明，两个电离波朝着彼此行进，速度降低，随后的发射退化。管中心附近未检测到IW发射的区域被认为是IW抑制区。区域宽度取决于电压幅度、气体类型和压力。
2018-12-31 physics.plasm-ph
Experimental Observation of a Dusty Plasma Crystal in the Cathode Sheath of a DC Glow Discharge Plasma
传统上，在射频（RF）放电等离子体中观察和研究了尘埃等离子体晶体，并且它们在DC辉光放电等离子体中的形成仍然具有实验挑战性。本文报道了在直流辉光放电等离子体阴极鞘层中首次观测到稳定的尘埃等离子体库仑晶体。在DPEx装置中进行观察，其中在氩等离子体的背景下产生单分散三聚氰胺甲醛颗粒的晶体。通过大量的测量，包括径向对关联函数、Voronoi图、Delaunay三角剖分、结构序参量、尘埃温度和库仑耦合参数，证实了该结构的晶体性质。允许这样的晶体形成的DPEx设备的特殊功能划定和一些主要的物理特性的晶体进行了讨论。
2018-11-13 physics.plasm-ph
Characterisation of carbon dust produced in sputtering discharges and in the Tore Supra tokamak
托卡马克内壁部件的溅射会导致等离子体边缘注入过饱和蒸汽。由此产生的冷凝有利于形成团簇，团簇可以通过进一步的吸积产生固体颗粒。溅射放电被认为是在石墨基托卡马克装置中观察到的碳尘形成的重要原因。溅射碳原子的通量在我们的实验室放电的条件下进行评估，以及它们的能量分布的演变。它示出，通过与放电氩原子的碰撞发生冷却机制，导致成核阶段。由此产生的尘埃粒子和收集在Tore Supra托卡马克的尘埃样品的碳结构之间的比较。结构差异进行了讨论，并可以与特定的等离子体条件。
2006-04-27 physics.plasm-ph
PHOTOPiC: Calculate photo-ionization functions and model coefficients for gas discharge simulations
本文提出了一个计算光电离函数和拟合参数的程序，以建立一个有效的光电离模型。该程序对光谱发射强度、光电离产额和吸收系数的乘积进行积分，计算出各气体的光电离函数和混合物的总光电离函数。通过对总光电离函数的拟合，得到了Helmholtz光电离模型的系数。包括由$\rm N_2$、$\rm O_2$、$\rm CO_2$和$\rm H_2O$分子组成的数据库，用户可以修改该数据库。该程序为等离子体流体模型提供了更精确的光电离函数和源项。
2020-05-20 physics.app-ph physics.plasm-ph
Growth of ordered dusty structures in the glow discharge
研究了直流辉光放电等离子体中有序尘埃结构的体积、形状和密度与等离子体条件的关系。该结构是在体积电荷场中形成的。在实验研究中，我们使用了直径高达60微米的氧化铝大颗粒（尺寸分布函数未确定）。放电管垂直设置，内径2.6 cm，电极间距45 cm。粒子从放电管的顶端注入到光谱纯度为氖的等离子体中。随机化实验结果的重复性优于实测值的5%。确定了各种尘埃有序结构的存在区域及其对等离子体物理条件（放电电流和压力）的依赖关系。当结构中粒子间距离恒定且粒子位置具有良好的时间稳定性时，该结构被定义为类似于“等离子体晶体”。否则，我们观察到的过程中的“尘埃晶体”熔化，在这种情况下，结构被定义为“尘埃液体”。实验数据是通过计算机测量系统获得的，该系统可以观察、记录和分析“激光片”截面中宏观颗粒结构的图像。通过向辉光放电等离子体中均匀注入大粒子，对尘埃结构的生长进行了实验研究。这些具有良好统计可靠性的实验表明，结构内部的平均颗粒间距离是恒定的，而与结构体积无关。建立了尘埃晶体熔化过程中结构体积的不变性。
2004-10-19 physics.plasm-ph
The magnetized dusty plasma discharge : negative and positive space charge modes
本文分析了尘埃等离子体中跨越磁场的放电结构。尘埃大颗粒带负电，但由于质量大而未被磁化。电子是高度磁化的，离子具有中等磁化强度。这导致不同物质在磁场上的不同传输速率。根据磁场的大小和不同物质上的相对电荷，尘埃颗粒可能是主要的电流载体。然后，电极附近的空间电荷云将由不同物质的相对迁移率确定。放电可以以两种模式中的一种模式操作，即以强阴极下降为特征的正空间电荷（PSC）模式和以宽阳极下降为特征的负空间电荷（NSC）模式。尘埃粒子特有的特征也可以在放电结构中发挥作用，例如颗粒上的可变平衡电荷，取决于局部电位和物种温度，重力对颗粒动力学的影响，以及颗粒的充电速率。尘埃颗粒也可以形成一种有序的结构，即尘埃等离子体晶体。不同种类的流体模型被用来计算所产生的放电的结构，将上述效果。从PSC模式的过渡到NSC模式的磁场，压力和灰尘的性质是不同的。
2004-11-11 physics.plasm-ph
Why isolated streamer discharges hardly exist above the breakdown field in atmospheric air
我们调查流注形成对流层，在电场以上的击穿阈值。利用全三维粒子模拟，我们研究了自然背景电离和光电离对放电形态的综合影响。在以前的研究中，基于确定性流体模型没有背景电离，所谓的双头流光出现。但在我们改进的模型中，许多电子雪崩开始在不同的位置生长。最后，雪崩集体屏蔽了放电内部的电场。这发生在我们称之为“电离屏蔽时间”之后，对此我们给出了分析估计。由于这个时间是相当的流光形成时间，我们得出结论，孤立的流光是不可能存在的领域远高于大气中的空气击穿。
2013-08-23 physics.plasm-ph
A scaling law for the dust cloud in radio frequency discharge under microgravity conditions
本文采用带电尘埃粒子在离子流作用下的重叠散射势近似，导出了射频放电中远离空尘边界的静止尘埃云的“状态方程”。所得到的方程定义的离子数密度，载气原子的质量，和电子温度的函数的尘埃粒子的电位。在不同的系统中的粒子数密度的粒子半径和电子温度的标度律制定。基于所提出的方法，在云的体积中的大颗粒周围的空腔的半径估计。计算结果与文献中的实验数据符合较好。
2015-06-13 physics.plasm-ph
Investigation of Space-Time Structure of the Discharge with an Electrolytic Anode and Face-Type, Air Half-Space Directed Cathode (Gatchina's Discharge)
尽管球形闪电模型的能力有限，但放电的化学活性尘埃等离子体是一个非常有趣的物理对象。Gatchina的放电为研究尘埃-气体火球提供了可能性，它代表了一个复杂的非稳态过程，将相对长寿的高焓微观状态的产生和破坏与非理想尘埃等离子体和气体动力学形式相结合，导致出现球形发光物体。在目前的工作中，我们研究了空间结构的放电及其动力学的帮助下，电气和光学测量。
2008-04-07 physics.plasm-ph
Hierachical Multiscale Modeling of Positive Corona Discharges
本文提出一种层次多尺度建模方法，通过全尺度模型计算等离子体区域并建立边界条件，用于简化宏观电晕放电模拟。
2025-11-27 physics.plasm-ph
Propagation characteristics of dust$-$acoustic waves in presence of a floating cylindrical object in the DC discharge plasma
研究了$-$自激尘埃声波的实验观测及其在有、无漂浮圆柱体时的传播特性。实验是在直流辉光放电尘埃等离子体中进行的。尘埃粒子悬浮在等离子体与阴极鞘层的界面处。在尘埃介质中自发激发的DAW，并发现在较低的压力下，在阈值放电电流以上的离子漂移的方向（沿重力）传播。这种低频波的激发是尘埃云中离子-尘埃流不稳定性的结果。当存在一个半径大于尘埃德拜长度的漂浮圆柱体时，传播的尘埃声波的特性得到了改变。而不是在垂直方向上传播，发现在存在的浮动对象（保持垂直或水平）的DW斜向传播。此外，水平排列的漂浮物在鞘层区域的锥形尘埃云中形成波浪结构。的变化的传播特性的DAWs解释的基础上修改的电位（或电场）分布，这是一个后果的耦合鞘周围的圆柱形物体和阴极。
2016-05-03 physics.plasm-ph
The Secondary Ionization Wave and Characteristic Map of Surface Discharge Plasma in a Wide Time Scale
电压分布随不同时间尺度的变化会导致沉积能量和电流体动力的重新分布，但其机理和标度律尚不清楚。在理论和数值分析的基础上，我们发现当电子密度下降到一个临界水平而电压仍在上升时，在电压上升的斜坡上会形成二次表面电离波。提出了大气压下1~ns ~ 0.1~s时间尺度的能量和电流体动力特性图，为表面放电的目标导向设计打开了大门。
2020-05-19 physics.app-ph physics.plasm-ph
Mechanism behind self-sustained oscillations in direct current glow discharges and dusty plasmas
本文对直流辉光放电中离子自持振荡的机理作了另一种解释。这样的描述是区别于流体模型，其中振荡归因于正反馈机制与粒子的光电离和电子从阴极的光电发射相关联提供的一个。在这里，振荡是由于离子和由其在边界电极处感应的表面电荷之间的相互作用而产生的。这一机理为直流辉光放电中电压-电流特性曲线的负阻区出现自持振荡提供了一个合理的解释。此外，这种替代性的描述为实验室等离子体中等离子体火球的形成提供了一个优雅的解释。已经发现，振荡频率随离子的表面电荷密度而增加，但其速率明显慢于其随电场而增加的速率。该机制还描述了尘埃等离子体中离子的自持振荡，这表明尘埃等离子体和直流辉光放电中的自持振荡涉及共同的物理过程。
2013-04-09 physics.plasm-ph
Melting transition of two-dimensional complex plasma crystal in the DC glow discharge
自洽尘埃晶体的形成及其熔化是射频等离子体中的一个众所周知的现象，但在直流辉光放电等离子体中仍然具有挑战性。在这里，我们报告的二维尘埃等离子体晶体的熔化，悬浮在阴极鞘层的直流辉光放电等离子体。实验在$Π-$形状的粉尘等离子体实验（DPEx）装置中进行，其中在氩等离子体背景中的限制条之间形成三聚氰胺甲醛颗粒的固定晶体。当中性压力降低时，稳定结构被破坏，变为流体状态。甚至在很低的压力下达到气体状态。中性压力范围内观察到这种熔化转变是一个数量级小于射频放电等离子体中报道的。通过评估不同特征参数的变化，如对关联函数，Voronoi图，局部键级，缺陷分数和尘埃温度作为背景中性压力的函数，确认了过渡。这种转变归因于有效粒子温度的增加，我们认为这是由于电荷波动和离子流的增加而发生的。该装置的特殊功能，有助于尘埃晶体的形成和它的熔化在直流辉光放电，可以实现研究与尘埃晶体在直流辉光放电等离子体装置中的各种现象。
2020-04-30 physics.plasm-ph
The Dust-Gas Fireball as a Special Form of the Electric Erosive Discharge Afterglow
本文给出了电蚀放电余辉等离子体的主要研究结果，以及由此等离子体形成的火球与球状闪电的某些特殊而深刻的相似之处。对我们的结果和其他一些作者的结果进行了分析，从而可以确定尘埃-气体化学火球的辐射性质和形状的稳定性，并对这些性质的机理作了一系列假设。本文的实验结果和考虑对于不同凝聚态的等离子体物理，火焰化学发光机理的确定，以及对球状闪电的理解和改进球状闪电的实验室模拟都是有意义的。
2006-04-15 physics.plasm-ph
Revealing the transient ionization dynamics and mode-coupling mechanisms of helicon discharge through a self-consistent multiphysics model
Chongqing University（重庆大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Peking University（北京大学）；Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立罗蒙诺索夫大学）；Kyushu University（九州大学）；Chungnam National University（忠南国立大学）
通过自洽多物理模型揭示回旋放电的瞬态离子化动力学及模式耦合机制，为等离子体源设计与优化提供预测工具。
2025-12-26 physics.plasm-ph
Probing background ionization: Positive streamers with varying pulse repetition rate and with a radioactive admixture
正流光需要在它们前面有一个自由电子源才能传播。流光可以通过光电离本身提供这些电子，或者电子可以由于外部背景电离而存在。在这里，我们调查的背景电离流光传播和形态的影响，通过改变气体成分和重复频率的电压脉冲，并通过添加少量的放射性氪85。我们发现，在高纯度氮气中的正流光放电的一般形态取决于背景电离：在较低的背景电离水平的流光分支更多，有一个更羽毛般的外观。当改变重复率和加入氪85时都观察到这一点，尽管放射性混合物的侧支较长。但是流光的速度和最小直径实际上与背景电离水平无关。在空气中，当重复率以及背景电离水平较高时，初始云会分解成半径较小的流光。当测量脉冲重复率和放射性混合物对放电形态的影响时，我们发现我们对背景电离水平的估计与这些观测结果一致;这使估计具有置信度。对于高达10 Hz的重复率，流光通道通常不遵循先前放电通道的路径。我们估计的离子和自由电子的复合和扩散的影响，从以前的放电，并得出结论，旧的踪迹在下一个电压脉冲的时刻基本上消失了，因此，下一个流光确实不能遵循旧的踪迹。
2011-09-26 physics.plasm-ph
Ionization waves (striations) in low-current DC discharges in noble gases obtained with a hybrid kinetic-fluid model
本文采用混合动力学-流体模型研究了惰性气体直流放电低电流等离子体柱中的电离波（条纹）。耦合的解决方案的动力学方程的电子，离子的漂移扩散方程，和泊松方程的电场澄清的等离子体分层的性质，在正柱和近电极效应。一个简化的两能级激发电离模型的条件时，由于逐步电离，气体加热，电子之间的库仑相互作用的非线性效应可以忽略不计。证实了非局域效应是低等离子体密度下直流放电中运动条纹形成的原因。氖中S、P、R型和氩中S型自激波的计算值与实验值符合较好。阐明了氦等离子体对分层稳定的原因。结果表明，当电离率是电场的非线性函数时，维持分层等离子体比无条纹等离子体更有效。然而，电离率对电场的非线性依赖性是不需要等离子体分层。氖中S、P和R型的条纹存在最小或没有电离增强。在我们的模拟中已经证明了柱长度对波性质的影响。
2022-12-11 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Determination of the levitation limits of dust particles within the sheath in complex plasma experiments
通过改变放电功率，在射频等离子体放电中，灰尘颗粒悬浮在通电电极上方不同高度处。从放电室顶部落下的颗粒的轨迹被用来重建作用在颗粒上的垂直电力。由此产生的数据，连同从自洽流体模型的结果，被用来确定在放电中的尘埃颗粒的悬浮下限和近似的高度以上的下电极，其中获得准中性，定位鞘边缘。然后将这些结果与当前的护套模型进行比较。它还表明，在鞘边缘的几个电子德拜长度内悬浮的粒子位于电场的线性增加的部分之外。
2011-12-07 physics.plasm-ph
Influence of External Magnetic Field on Dust$-$Acoustic Waves in a Capacitive RF Discharge
本文报道了$-$自激尘埃声波在磁化射频放电等离子体中的传播特性。在尘埃等离子体中，当在约束势阱中加入更多的粒子后，可以自发激发出DAW，并发现DAW沿离子流方向传播。这种低频模式的自发激发是可能的，由于不稳定性与通过尘埃颗粒介质的离子流。背景电场和中性气压决定了激发态直驱波的稳定性。外磁场的强度对直拉丝的特性有很大的影响。强度为B $<$ 0.05 T的磁场仅在中等功率和中等气压下（P = 3.5 W和p = 27 Pa）改变尘埃等离子体中的波的传播特性。发现当磁场B $>$大于0.05 T时，直声表面波开始衰减，当磁场B $\sim$大于0.13 T时，直声表面波完全衰减。在将功率和压强分别降低到3W和23Pa后，在没有B的情况下激发的DAW稍微不稳定。在这种情况下，磁场仅稳定和修改了DW的传播特性，而B的强度增加到0.1 T或甚至更高。外磁场对粒子鞘层电场的影响是磁化射频放电等离子体中直序波导发生衰减的主要原因。
2019-09-29 physics.plasm-ph
Plasma flow around and charge distribution of a dust cluster in a rf discharge
采用粒子-单元-蒙特卡罗碰撞/粒子-粒子-网格（PIC-MCC/PPPM）方法研究了低压射频氩放电鞘层中三维尘埃团簇的等离子体流动和电荷分布。簇的几何形状及其在鞘中的位置被固定到实验值，禁止簇的机械响应。然而，在电学上，簇和等离子体环境也模仿实验情况，自洽地耦合。我们发现颗粒收集的电荷分布很广。的离子通量显示的尺度上的德拜长度强聚焦和阴影的内部和外部的集群由于离子的吸引力带负电荷的晶粒，而电子通量的特征在于在这个尺度上只有一个弱的空间调制的大小取决于射频相位。然而，在单个尘埃电势的尺度上，电子通量在团簇附近强烈偏离与等离子体鞘层相关的层流。它发展出对流模式来补偿尘埃团内部电子的耗尽。
2018-03-14 physics.plasm-ph
Rotating spokes, potential hump and modulated ionization in radio frequency magnetron discharges
本文利用二维粒子模拟研究了射频磁控放电中旋转轮辐的形成机制，揭示阴极鞘层电场触发梯度漂移不稳定性并导致电势驼峰与射频调制电离，模拟结果与实验及线性理论一致。
2023-05-25 physics.plasm-ph
Dust coupling parameter of radio-frequency-discharge complex plasma under microgravity conditions
研究了微重力条件下低压射频气体放电中形成的尘埃晶体中粒子的振荡。在我们以前的研究中获得的实验数据的分析表明，振荡是高度各向同性的，几乎均匀的尘埃晶体的体积;相邻粒子的振荡显着相关。我们证明了粒子半径矢量的标准偏差以及局部粒子数密度完全定义了粒子子系统的耦合参数。后者被证明是100的顺序，这是两个数量级低于估计的布朗扩散的颗粒与气体温度的耦合参数。这意味着在静止条件下粒子的显著动力学过热。大振幅的振荡的理论解释意味着在尘埃晶体中的粒子电荷波动的增加。理论估计是基于复杂等离子体的电离状态方程和等离子体微扰演化方程。它们被证明是匹配的实验数据处理的结果。估计的耦合参数的数量级的帐户存在的固-液相变在实验中观察到类似的系统。
2017-11-24 physics.plasm-ph
Spatiotemporal dynamics of nanosecond pulsed discharge in the form of a fast ionization wave: self-consistent two-dimensional modeling and comparison with experiments under negative and positive polarity
Laboratory of Plasma Physics (CNRS, Ecole Polytechnique, Univ. Paris-Sud, Observatoire de Paris, Sorbonne Université, l’Institut Polytechnique de Paris), Ecole Polytechnique（等离子体物理实验室（法国国家科学研究中心、巴黎综合理工学院、巴黎南大学、巴黎天文台、索邦大学、巴黎理工学院），巴黎综合理工学院）
本文通过自洽二维建模研究纳秒脉冲放电的时空动力学，对比负正极性实验数据，揭示快速离子化波的特性及等离子体行为。
2025-02-06 physics.app-ph physics.plasm-ph
Dust density waves in a dc flowing complex plasma with discharge polarity reversal
本文报道了在直流放电复合等离子体中观测到的尘埃自激密度波。这些实验是在国际空间站上的Plasmakristall-4设施的微重力条件下进行的。在实验中，微粒云首先被捕获在电感耦合等离子体中，然后在恒定电流的直流放电中释放漂移几秒钟。之后，放电极性反转。发现包含漂移微粒云的DC等离子体在微粒漂移速度和等离子体发射方面是强烈不均匀的[Zobnin等人，等离子体物理25，033702（2018）]。除此之外，还观察到自激波图案的不均匀性：在微粒云的前缘（定义为头部），波具有比后缘（定义为尾部）更大的相速度。此外，极性反转后，波型出现了几个分叉：在两个旧波峰之间，形成了一个新的波峰。然而，这些分叉只发生在微粒云的头部。我们发现，漂移云内部电场的空间变化在波型的形成中起着重要的作用。理论估计和测量结果的比较证明了电场对波的相速度的显著影响。同样的理论方法适用于不稳定增长率，估计值和测量值之间的协议。
2018-07-11 physics.plasm-ph
Electron and ion thermal forces in complex (dusty) plasmas
本文导出了作用于悬浮在受温度梯度影响的弱电离等离子体中的带电颗粒的离子热力和电子热力的表达式。重点是研究气体放电中的复杂等离子体（尘埃）的条件。估计表明，对于通常在实验室气体放电中遇到的电子温度梯度$\sim {\mathcal O}$（eV/cm），电子热力可以成为作用于微米尺寸晶粒的其他力中的重要角色。
2013-01-14 physics.plasm-ph
Evolution of secondary electron spectrum during cosmic-ray discharge in the universe
本研究通过数值求解一维玻尔兹曼方程和欧姆定律，发现宇宙射线放电可加速次级电子并引发电子雪崩，其准稳态取决于电子占比，能解释分子云中的高电离率。
2024-06-25 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Ion dynamics in capacitively coupled argon-xenon discharges
氩-氙（Ar/Xe）等离子体被用作复杂等离子体的模型系统。在此基础上，利用粒子模拟/蒙特卡罗碰撞（PIC/MCC）方法研究了对称低压电容耦合射频放电。除了模拟，一个分析的能量平衡模型与模拟数据馈给进一步分析的结果。本文主要研究了以两种离子和一种混合气体为背景的等离子体中的离子动力学。通过改变单频放电的气体成分和驱动电压，讨论了放电的基本机制，如等离子体密度和能量色散的演变。因此，密切关注这些措施对电极表面离子能量分布函数的影响。结果表明，气体成分和驱动电压都可以显着影响离子动力学。氩与氙的混合比允许将一种离子种类的分布函数从无碰撞转移到碰撞主导。混合比用作离子通量和离子在表面处的撞击能量的控制参数。此外，氩离子化和氙离子化之间的协同效应被发现和讨论。
2021-02-17 physics.plasm-ph
A phenomenological model for the description of rotating spokes in HiPIMS discharges
在圆形平面磁控管上方的电离区域中，观察到高发射率的良好定义的区域，当放电驱动在HiPIMS制度。一旦它们的模式稳定下来，这些结构就以数百kHz范围内的恒定旋转频率在E x B方向上旋转。的现象的唯象模型的发展，在一个系统的非线性耦合偏微分方程的形式。该系统在与结构共同运动的坐标系中解析求解，其解给出了中性密度和施加电子密度形状后的等离子体密度。从电离、电子损失和中性粒子不断填充机制的平衡出发，在旋转坐标系中得到了电子和中性粒子密度的稳态组态。因此，实验观察到的辐条可以简单地通过这种高度减少的现象数量的组合来维持。最后，研究了中性粒子和等离子体密度对物理参数的敏感性。
2013-08-19 physics.plasm-ph
Chemical mechanisms inducing a dc current measured in the flowing post-discharge of an RF He-O2 plasma torch
通过质谱法、光学发射光谱法和电气测量来表征提供氦气和氧气的RF等离子体炬的后放电。我们已经证明了在放电后（1- 20 A）的直流电流的存在，归因于大气中的氮和含氧物质的潘宁电离。统治这种直流电流的机制进行了研究，通过实验，我们讨论了O2的流量，He的流量和距离的影响，从位于下游的材料表面的等离子体炬。
2016-04-29 physics.plasm-ph
Structural transformation of dusty plasma crystal in DC discharge plasma by changing confinement ring bias
本研究在LDPEx装置上通过调控约束环偏压改变约束势，在不影响整体等离子体参数的前提下，实现了尘埃等离子体晶体从稳定结构到核心固液共存的转变，并揭示了其由下层尘埃涨落触发的熔化机制。
2023-10-05 physics.plasm-ph
A Turing model of pattern formation in atmospheric pressure gas discharges
在这封信中，我们提出了一个图灵模型的形成模式的可见光发射强度在大气压气体放电。在双反应物图灵模型中，电子密度和电子温度分别起激活剂和抑制剂的作用，激活剂的扩散系数远小于抑制剂的扩散系数，电离和激发态原子的激发是主要的反应过程.该模型预测的条纹在一个1D系统，这在定量上同意与实验结果的空间变化尺度长度。此外，该模型还预测了实验观察到的放电结构的变化时，输入功率和气体压力的变化。
2011-01-18 physics.plasm-ph
Low-frequency one-electrode discharge in long tubes at low gas pressure
本文研究了充有高纯氖或氩的长管在1-4乇压力下单电极电容放电的具体形式。放电的主要特征是给定极性的电压脉冲的低速率（小于10 kHz），其仅施加到管的一个电极，而另一个电极保持自由或缺失。这种类型的放电被称为单电极放电（OED），似乎没有在以前的研究中描述。放电被观察到作为一个发光的等离子体柱，其占据整个管或其部分取决于实际的电压幅度和其速率。电流-电压特性，点火阈值和OED长度变化模式展示了RF放电未知的功能。结果表明，OED中等离子体的产生机制包括电离波（IW）的形成和传播。结果表明，波动具有明显的衰减特征，并用时-位图法研究了衰减的模式。衰减指定了占用等离子体区域的长度以及其他OED参数。提出了波浪传播的运动学模型。该模型允许通过电流测量来估计不同OED点中的电场以及平均电子浓度;上述参数的典型值为$5 V/cm$和$10^9-10^{10}$ $cm^{-3}$。结果表明，IW前沿后的非均匀电场为实验中观察到的等离子体通道条纹的出现创造了条件。氖中的静态条纹在负极性OED中更有特色。结果表明，考虑到等离子体中存在亚稳态的电离漂移机制对OED条纹的描述似乎更为合适。
2020-01-23 physics.plasm-ph
Experimental observation of self excited co--rotating multiple vortices in a dusty plasma with inhomogeneous plasma background
本文报道了在非均匀扩散等离子体背景下，扩展尘埃柱中多个同向旋转涡旋的实验观测。感应耦合射频放电是在氩气的背景下在源区域，后来发现扩散在主实验室开始。产生次级DC辉光放电等离子体以将灰尘颗粒引入到等离子体中。这些微米尺寸的多分散灰尘颗粒在等离子体环境中被充电，并被扩散等离子体的双极电场传输，并被发现限制在势阱中，其中扩散等离子体的合成电场（双极E-场）和玻璃壁充电（鞘E-场）抵抗重力保持微米尺寸的颗粒。多个同向旋转（逆时针方向）的尘埃涡观察到在一个特定的放电条件下的尘埃云。当输入RF功率降低时，观察到从多个到单个尘埃涡旋的过渡。这些旋涡的发生解释的基础上的尘埃粒子的电荷梯度，这是正交的离子拖曳力。电荷梯度是沿尘埃云长度的等离子体不均匀性的结果。多重涡旋的具体性质和原因还有待于进一步的实验研究，但基于沙尘涡旋的特征尺度长度，对多重涡旋的定性认识已经有了初步的探讨。尘埃等离子体中存在一个特征尺度的涡旋，使得在不均匀等离子体背景的扩展尘埃等离子体中有可能形成多个涡旋。对颗粒旋涡运动的实验结果与理论模型进行了比较，发现有一定的一致性。
2017-01-12 physics.plasm-ph
Transport and trapping of dust particles in a potential well created by inductively coupled diffused plasma
设计了一个多功能线性尘埃（复合）等离子体装置，用于研究大体积中尘埃粒子的输运和动力学行为。扩散电感耦合等离子体是在氩气的背景下产生的。提出了一种新的通过次级直流辉光放电将尘埃粒子引入主等离子体的方法。发现这些灰尘颗粒被捕获在静电势阱中，该静电势阱是由于扩散等离子体引起的双极电场和真空室的带电玻璃壁产生的场的组合而形成的。通过调节等离子体参数和放电参数，可以根据要求精确控制尘埃云的体积。本装置可用于解决尘埃颗粒、自激尘埃声波和不稳定性的传输背后的基本物理。本文介绍了该装置的详细设计、等离子体的产生和表征、尘埃粒子的捕获和传输以及一些初步的实验结果。
2016-04-12 physics.plasm-ph
Inhibition and promotion of quasi-uniform to filamentary discharge transition in negative repetitive nanosecond surface dielectric barrier discharge
本文研究负极性重复纳秒表面介质阻挡放电中准均匀到丝状模式的转变，通过分析电流与沉积能量波形识别出三个特征频率范围，发现5-8 kHz内传播距离、电流幅值和沉积能量的非单调变化及电流极值数量仅在转变期改变，并给出放电模式控制曲线以指导脉冲电源优化。
2025-02-06 physics.plasm-ph
Ionization equation of state for the dusty plasma including the effect of ion--atom collisions
提出了微重力条件下低压气体放电中尘埃粒子云的电离状态方程。IEOS涉及尘埃等离子体带电成分的特定参数对。它是基于修改后的碰撞增强收集模型适应的维格纳-塞茨细胞模型的尘埃云。该模型考虑了离子-原子碰撞对尘埃粒子离子流的影响，并假设离子-粒子相互作用的屏蔽长度与Wigner-Seitz盒的半径具有相同的数量级。包括的效果导致一个显着减少的粒子电荷相比，以前开发的IEOS的基础上的轨道运动有限的模型。假设尘埃等离子体的Havnes参数是中等的，可以再现实验中测得的尘埃粒子数密度，特别是它对气体压力的依赖性。虽然IEOS不包括拟合参数，但它可以在很宽的尘埃等离子体参数范围内保证令人满意的精度。基于改进的IEOS，推导出了尘埃等离子体中双尘埃等离子体通道形成的阈值关系。
2019-06-12 physics.plasm-ph
Mode transitions and spoke structures in ExB Penning discharge
本文通过二维 particle-in-cell 模拟研究了圆柱形 ExB Penning 放电，发现随外部磁场增强放电经历一系列方位角模式转换，从 m>1 螺旋臂结构转变为 m=1 轮辐模式，并分析了电离、能量守恒及边界几何对模式动力学的影响。
2025-01-26 physics.plasm-ph
An Efficient Ionization Method for Pressure Up To Thousands of Pascals
报道了一种新型的射频天线，该天线由隔离的金属片组成，可以产生压力高达数千帕斯卡的等离子体。其基本机制包括电容耦合、电感耦合和磁镜的轴向限制。采用$1$ ~kW- $13.56$ ~MHz的电源，可在$2500$ ~Pa的压力下可靠地放电，并能稳定地维持放电数十分钟至数小时。这种电离方法特别适用于近空间等离子体推进和其他需要低于大气压的低温等离子体应用。
2018-11-29 physics.plasm-ph
Visco-elastic effects in strongly coupled dusty plasmas
我们报告的粘弹性效应在强耦合尘埃等离子体中的实验证据，通过调查的低频尘埃声波的传播特性，并通过激发横向剪切波在直流放电氩等离子体。
2016-04-15 physics.plasm-ph
Observation of Kolmogorov turbulence due to multiscale vortices in dusty plasma experiments
本研究在三维尘埃等离子体云的自激涡旋流中实验观测到充分发展的Kolmogorov湍流，通过功率谱和结构函数证实其特征标度律，发现速度梯度分布尾部有轻微偏差，且该现象在多种实验条件下均可复现。
2024-10-29 physics.plasm-ph
Influence of driving frequency on the metastable atoms and electron energy distribution function in a capacitively coupled argon discharge
一维粒子模拟被用来模拟从13.56 MHz到100 MHz的驱动频率范围内的电容耦合氩等离子体。氩化学组可以选择性地包括两个亚稳态水平，从而实现多步电离和亚稳态汇集。结果表明，在较高的激发频率下，亚稳态原子的加入使等离子体密度降低，但原子间的差异较大。多步电离对总密度的贡献随激发频率的增加而增加。电子温度随着亚稳原子的加入而升高，随着激发频率的增加而降低。在较低的激发频率下，Ar**（3p5 4p，13.1 eV）的密度高于Ar*（3p5 4s，11.6 eV），而在较高的激发频率下，Ar*（3p5 4s，11.6 eV）是主要的亚稳原子。亚稳态和电子温度分布从较低激发频率下的抛物线分布演变为较高激发频率下的鞍型分布。在亚稳条件下，电子能量分布函数（EEDF）的形状从低激发频率下的Druyvesteyn型变为高频等离子体激发下的双麦克斯韦型，而在无亚稳原子的情况下，观察到三温EEDF。
2018-05-02 physics.plasm-ph
Radiometric force in dusty plasmas
研究了一定数量尘埃颗粒污染的射频辉光放电等离子体。除了各种尘埃等离子体现象，一些具体的胶体效应应予以考虑。我们专注于辐射力，这是由不均匀的温度分布。除了热泳，尘埃等离子体中温度分布的作用是一个悬而未决的问题。结果表明，不均匀加热的颗粒由离子流的结果在一个新的电泳一样的力，这是特定的尘埃放电。在最近的微重力实验条件下，可以观察到这种辐射力。
2000-06-29 physics.ao-ph physics.plasm-ph
Correlation between two non-linear events in a complex dusty plasma system
利用流体理论建立了一个唯象模型，表明在非磁化的复杂等离子体系统中，尘埃空洞和尘埃孤子这两个看似独立的非线性结构的衰减强烈地依赖于等离子体电离参数.模型方程的数值解表明，尘埃空洞的演化及其随后的衰减在一个时间框架是密切相关的电离参数。类似的结果也适用于尘埃孤子的情况下，孤子的稳定性被发现严重依赖于电离参数。最重要的是，它是观察到的时间之前的尘埃孤子的崩溃的尘埃空衰变的开始时间，因此孤子衰变作为一个前兆空衰变发生在一个给定的尘埃等离子体系统。
2018-10-15 physics.plasm-ph
The effect of dust charge variation, due to ion flow and electron depletion, on dust levitation
利用流体模型计算了不同放电条件下等离子体的密度、电子温度和离子马赫数。尘埃电荷的计算使用OML理论的麦克斯韦电子和离子分布根据移位麦克斯韦。通过假设重力和静电力之间的力平衡，得到粉尘悬浮高度。粉尘电荷变化的重要性进行了研究。
2011-11-11 physics.plasm-ph
High frequency sheath modulation and higher harmonic generation in a low pressure very high frequency capacitively coupled plasma excited by sawtooth waveform
采用粒子模拟方法研究了锯齿波激励下低压甚高频电容耦合等离子体（CCP）的放电不对称性、高次谐波产生和电子加热机制.两个电流密度，50 A/m2和100 A/m2被选择用于在氩等离子体中的5 mTorr的恒定气压。驱动频率从13.56 MHz变化到54.24 MHz。在较低的驱动频率下，观察到接地电极处瞬时鞘边缘位置的高频调制。这些高频振荡在鞘层边缘附近产生多个电离束状结构，其驱动放电中的等离子体密度，并且在较低驱动频率下负责放电/电离不对称性。相反地，电极电压显示在较高驱动频率下的高次谐波产生，并且在体等离子体中观察到相应的电场瞬变。在较低的驱动频率下，电子加热是最大的鞘层边缘附近的电子冷却等离子体块内，然而，交替加热和冷却，即突发状结构，在较高的驱动频率下获得。这些结果表明，在这些放电中的电子加热将无法准确地描述简单的分析模型。
2020-07-19 physics.plasm-ph
Spoke formation in low temperature ExB plasmas. Transition from gradient-drift instability to ionization wave
在霍尔推进器或磁控管放电的实验中，已经观察到了在方位角方向上旋转的长波等离子体非均匀性（“旋转辐条”）。我们使用一个二维（2D），轴向方位角粒子在细胞蒙特卡罗碰撞（PIC-MCC）模型来研究直流（DC）磁控管放电的不稳定性的形成条件下接近最近的实验。尽管模型的简化的2D几何形状，模拟可以再现实验结果的主要特征。在阴极上方的给定位置处，对应于轮辐位置，模拟示出了等离子体密度的大幅度振荡以及在轮辐的前缘处的等离子体电势和电子温度的非常急剧的增加，如在时间分辨探针测量中那样。此外，模拟结果表明，不稳定性从线性相位中的梯度漂移型不稳定性随时间演变为非线性相位中的电离波，在第一相位中在+ExB方向上旋转，在第二相位中在-ExB方向上旋转。正如在实验中一样，发现辐条的数量随着压力的增加而增加。电子加热的机制和作用的Bx $\nabla$ B漂移电子加热和在一致性和方向的发言旋转进行了讨论。
2022-11-30 physics.plasm-ph
Influence of the Dufour effect on striations formation in radio-frequency discharges
本文建立0.5 Torr下射频驱动氩气放电一维模型，研究Dufour效应导致的热电输运对纵向条纹形成的影响，并通过线性稳定性分析确定临界热输运系数。
2024-02-21 physics.plasm-ph
Planar He plasma jet: plasma bullets formation, 2D bullets concept and imaging
基于介质阻挡放电（DBD）的大气压等离子体射流的应用通常受到由于其一维配置而导致的相对小的处理区域的限制。这封信描述的第一个结果表明，2D等离子体子弹和2D等离子体射流允许快速治疗大目标的产生。脉冲DBD在He和电离波沿电介质表面传播的成像表明，DBD的演变开始与形成的瞬态阳极辉光，然后才继续与阴极导向流光的发展。阳极辉光可以作为电离波沿着放电间隙外部的电介质表面传播。我们表明，等离子体子弹传播不限于一维几何形状（管），并可以组织在一个平面等离子体射流的形式，或其他2D（甚至3D）的形状。
2018-06-12 physics.plasm-ph
Effect of gas pressure on plasma asymmetry and higher harmonics generation in sawtooth waveform driven capacitively coupled plasma discharge
本研究通过PIC模拟探究锯齿波驱动对称电容耦合等离子体中气体压力对等离子体不对称性及高次谐波的影响，发现压力升高降低空间不对称性并抑制高次谐波，且二次电子发射影响可忽略。
2024-09-20 physics.plasm-ph
Flux and energy asymmetry in a low pressure capacitively coupled plasma discharge excited by sawtooth-like waveform -- a harmonic study
本研究通过粒子模拟探究锯齿波形谐波数量对无碰撞低压CCP放电不对称性的影响，发现谐波数调控可改变鞘层对称性与离子能量不对称性，但不产生离子通量不对称性，为等离子体加工调控提供参考。
2023-02-05 physics.plasm-ph
Response of the low pressure hot-filament discharge plasma to a positively biased auxiliary disk electrode
在稳态下，等离子体的损失率室壁平衡的电离率在热灯丝放电。这种损失率和电离率的平衡保持了体等离子体的准中性。本文研究了低压氦等离子体中存在辅助偏置金属盘时体块等离子体的性质。一个单一的朗缪尔探针和发射探针被用来表征等离子体的各种偏见（正和负）的金属盘，这是沿着放电轴内的等离子体放置。据观察，只有一个积极的偏置磁盘增加等离子体电位，电子温度和等离子体密度。此外，等离子体参数保持不变时，磁盘是负偏置。对两种不同尺寸的正金属圆盘的实验结果与已有的理论模型进行了比较，发现在给定的放电条件下，等离子体密度随圆盘偏压的变化呈现相反的规律。讨论了初级高能电子布居数在确定等离子体参数中的作用。这些实验结果定性解释的基础上产生的静电约束由于电子的损失偏置的金属盘电极。
2021-06-09 physics.app-ph physics.plasm-ph
Ionization-Induced Electrostatic Hose Instability in Electron-Beam-Sustained Plasmas
Sino-French Institute of Nuclear Engineering and Technology, Sun Yat-Sen University（中山大学中法核工程与技术学院）
发现电子束维持等离子体中由束流与电离产生的等离子体耦合驱动的新型静电软管不稳定性，发展了线性理论并通过PIC/MC模拟验证。
2026-06-16 physics.plasm-ph
Decomposition of Methane Diluted with Inert Gas in an RF Discharge Cell
本研究探讨射频电容耦合放电中放电结构与产物选择性的耦合关系，发现收缩放电模式可实现99.7%的甲烷分解率，为等离子体辅助甲烷转化提供优化依据。
2025-11-14 physics.plasm-ph
