MICROPLASMAS LUMINESCENTES EM BAIXA E ALTA PRESSÃO

Abstract

Os microplasmas surgem como novos conceitos de aplicação nas diversas áreas da engenharia, para produção de sensores, iluminação, fontes de radiação, além de aplicações na área médica .  Neste trabalho, estudos ópticos e elétricos foram realizados em microplasmas luminescentes em pressões no intervalo de 10 a 800Torr, em gás argônio ou ar, operadas em corrente contínua. Os dispositivos de microplasmas são do tipo microcatodo oco aberto (duas folhas de metal separadas por isolante elétrico, atravessados por um furo com diâmetro de algumas centenas de micrometros), microcatodo oco fechado (MCOF) com furo catódico e microanodo oco (furo anódico) ou “cathode boundary layer” – CBL. Foram levantadas curvas características tensão-corrente e curvas de Paschen para algumas situações de descarga. Foi observada a curva de histerese na transição entre a ruptura do gás e a pré-descarga para baixas correntes. Algumas fotografias foram obtidas para se observar os diferentes modos de operação. Microdescargas em paralelo foram acesas em um único dispositivo na região de operação com resistividade positiva (região de Townsend). Através da espectroscopia óptica de emissão obteve-se alguns parâmetros destas microdescargas para a mistura de gases Ar+2%H₂ para o MCOF e o CBL, para a faixa de 1 a 5mA e a pressão variando de 210 a 500Torr:a temperatura do gás, obtida através das linhas rotacionais OH(A²?⁺, v=0?X²?, v’=0) foi de (500 ± 45)K para o MCOF e (700 ± 55)K para o CBL; a temperatura de excitação eletrônica foi de (8000 ± 540)K para ambas as modalidades; a densidade de elétrons variou de (5,0 ± 0,5)10¹³ a (2,0 ± 0,3)10¹⁴cm^-3 para o MCOF e de (8,0 ± 0,6)10¹³ a (5,5 ± 0,4)10¹⁴cm^-3 para o CBL.  Estes resultados mostram que, para uma determinada corrente elétrica de operação, a densidade de potência no corpo do plasma é maior na descarga CBL, na comparação deste com um MCOF similar.