西安光机所等离子体器件研发取得突破性进展

原标题：西安光机所等离子体器件研发取得突破性进展

　　西安新闻网讯（西安报业全媒体记者 张潇）近日，西安光机所瞬态光学与光子技术国家重点实验室汤洁研究员课题组在低温等离子体器件研发方面取得突破性研究进展，在线发表于国际顶级综合性学术期刊《尖端科学》。本研究成果是该所首次以第一单位发表影响因子大于15的高水平研究性论文，标志着该所在前沿基础科学研究领域取得的重要突破，并加快该所在等离子体学科领域的应用步伐。

　　低温等离子体是做什么用的呢？据介绍，低温等离子体在生物医学、材料制备、薄膜沉积、纳米颗粒制造等领域有着重要的应用价值。近几十年来，在低温等离子体技术方面，为了提高等离子体射流工作效率，人们一直致力于研发大面积均匀弥散等离子体射流。等离子体阵列是一种常见的方法，在绝大多数情况下，这些阵列放电单元采用介质阻挡放电（DBD）结构，产生的等离子体射流截面尺寸局限于平方毫米量级。由于在各放电单元之间设置了电极和介质阻挡层，射流之间的间距达到几毫米甚至几十毫米。这种结构特征在很大程度上降低了等离子体射流的均匀性，极易导致样品表面处理不均或不全，出现遗漏工误，从而降低等离子体射流的工作效率和工作质量。另外，以廉价的氩气作为工作气体，在类似于DBD放电的结构中，极易形成细丝，阻碍均匀弥散等离子体的形成。

　　低成本、低功耗、大面积、均匀弥散等离子体射流的研发，一直是摆在人们面前悬而未决的一个极具挑战性的难题。

　　针对上述科学和技术问题，汤洁研究员课题组提出了一种伏安特性调制增强气体放电理论及方法，并基于这一理论或方法，突破传统等离子体射流体积尺寸小，均匀性差，工作效率低的局限，设计研发出一种大气常压介质阻挡放电增强型直流交替电极低温等离子体射流阵列。在该项工作中，首次提出并利用直流辉光放电自身的伏安特性来增强等离子体射流的体积、化学活性，以及工作效率。

　　解决了在直流辉光放电中同时获得低成本、低功耗、大面积、均匀弥散等离子体射流的瓶颈问题。该项研究成果将为低温等离子体技术应用的推广起到重要的促进作用。