Diese Arbeit untersucht den Entladungsmechanismus typischer flexibler mikro-Tuben Plasmen (FμTP), den Einfluss benachbarter Ziele, die zugrunde liegenden Ionisierungsprozesse sowie die charakteristischen Merkmale, die FμTP von der Koronaentladung unterscheiden. Ziel ist es, die Wechselwirkungen zwischen elektrostatischem Potenzial, dem zeitlichen und räumlichen Verhalten der Plasmaentwicklung und der analytischen Leistungsfähigkeit zu verstehen. Zur Unterscheidung von Edelgas-Ionen und angeregten Spezies wurde eine neue Datenverarbeitungsmethode entwickelt. Mithilfe raum-zeitlich aufgelöster optischer Emissionsmessungen konnten die primären Anregungs- und Ionisierungsprozesse in He-FμTP und Ar-FμTP identifiziert werden. Gleichzeitig wurde der bislang unterschätzte Einfluss eines benachbarten Leiters auf die Plasmadynamik nachgewiesen. In diesem Zusammenhang werden die optischen Evolutionseigenschaften von FμTPs mit drei unterschiedlichen Polaritäten vor einem metallischen Ziel systematisch unter variierenden Abständen untersucht. Aufgrund ähnlicher Entladungsgeometrien wird das FμTP häufig fälschlicherweise als Wechselstrom-Koronaentladung betrachtet. Zur Korrektur dieses Missverständnisses umfasst die vorliegende Studie eine optische Charakterisierung von Gleichstrom- und Wechselstrom-Koronaentladungen. Darüber hinaus werden die elektrostatischen Potenziale im Umfeld von Koronaentladungen und FμTPs analysiert und miteinander verglichen. Ergänzend werden verschiedene Gleichspannungs-Bias in die Ansteuerspannung des FμTP integriert, das mit einem Massenspektrometer (MS) gekoppelt ist, um die Auswirkungen auf die analytische Leistung zu bewerten. Die kombinierte Analyse umfasst optische Emissionsspektren, das Ringpotenzial um die Plasmaregion, die Zündung des Diagnoseplasmas sowie die Signalintensität im MS – jeweils für Koronaentladungen und FμTP. Die zentrale Rolle der Kapillare im FμTP wird hervorgehoben: Sie steuert die Plasmabewegung, verstärkt den Restladungseffekt und isoliert die Sekundärelektronenemission. Diese Eigenschaften machen FμTP zu einer eigenständigen Technologie mit klaren Vorteilen. Auf Basis dieser Experimente wird das FμTP neu definiert – nicht lediglich als Koronaentladung, sondern als geführte Plasmasäule bzw. Plasmajet mit breitem Anwendungspotenzial. Indirekte Hinweise deuten darauf hin, dass FμTP als Ionisierungsquelle effizienter und schonender sein könnte als herkömmliche Koronaentladungen. Diese Erkenntnisse vertiefen das Verständnis der Ionisierungsmechanismen und liefern wertvolle Impulse für die wissenschaftliche Forschung und die ingenieurtechnische Nutzung der Plasmatechnologie.
Hao Song (Thu,) studied this question.