Ученые из Казанского национального исследовательского технического университета имени А.Н. Туполева (КАИ) разработали зондовую систему, позволяющую эффективно регистрировать свойства плазмы, которая образуется при протекании электрического тока через газы.
Система представляет собой аналого-цифровой преобразователь, способный непрерывно трансформировать входной сигнал от зонда в цифровой сигнал. Разработанная система дополнительно использовала численное дифференцирование или метод модуляции. Исследователи дополнили систему измерения блоком очистки, который позволил избежать образования пленок и углеродных наноструктур на поверхности зонда, искажающих диагностику. Полученные данные потенциально могут использоваться в экспериментах с плазмой и при синтезе углеродных наноструктур.
Ученые провели экспериментальные исследования в газоразрядной трубке с полыми электродами, в которую помещался подвижный зонд. Зонд изготовлен из иридиевой проволоки, проведенной в стеклянный держатель. После освобождения газоразрядной трубки от воздуха в нее вводилась смесь гелия и метана, а затем генерировался короткий тлеющий разряд. В результате большую часть трубки занимала плазма. С помощью зондовой системы исследователи получили вольт-амперные характеристики зонда, а также их вторые производные по прикладываемому потенциалу. Форма графика второй производной отличалась от эталонной, что указывало на осаждение углеродных наноструктур и образование пленки на поверхности зонда.
Для того чтобы очистить зонд и получить достоверный график второй производной, авторы использовали метод ионной бомбардировки. Таким образом ученым удалось разработать систему, которая эффективно и точно оценивает основные параметры плазмы.
Отмечается, что метод может быть использован для изучения свойств разрабатываемых газоразрядных установок, для анализа состава газовых смесей и диагностики плазмы, с помощью которой синтезируются наноструктуры для электроники и фармацевтики.
В дальнейшем ученые КАИ планируют дополнить установку модулем очистки зонда электронным током и доработать управляющую программу.
Источник: InScience
распечатать статью