Study of formation of the short live afterglow (SLA) of a nitrogen microwave discharge

ETUDE DES MECANISMES DE FORMATION DE LA ZONE D'IONIZATION SECONDAIRE EN POST-DECHARGE D'UN PLASMA MICRO-ONDE D'AZOTE

Esmaeil Eslami (1)

1 LSP - Laboratoire de Spectrométrie Physique

Electrical discharge in pure nitrogen and in mixture containing nitrogen gas at pressure in the range of 100-1000 Pa have a wide range of industrial applications. This work is devoted o the characterization of the long live species produced in a 440 Ps pure nitrogen, 433 MHz or 2.45 GHz microwave discharge and transported to the afterglow by the gas flow. Emission an high sensitivity absorption spectroscopy techniques are used for the measurement of the absolute density of these species: namely, electrons, N2+ ions, molecules in the N2(A33u+) and N2(a'13u-) metastables state and N(2P0) metastable atoms, as well as the rotational and vibrational distributions in the molecular state. These determinations allow o characterize the respective role of these species in the various mechanisms proposed in the literatures for the formation of the SLA. In particular, with the measured densities of N2(A33u+) and N2(a'13u-) metastables molecules and of charges particles in hand, we rule out the metastable association mechanism as the ionization source in the afterglow.

Les plasma générés dans l`azote pure ou les mélanges azotes a des pressions modérées (100-1000 Ps) sont des milieux très réactifs et particulièrement attractifs pour les applications industrielles. Ce travail st consacre a la caractérisation des espèces a longue durée de vie formées par une décharge micro onde 433 Mhz ou 2.45 GHz dans l`azote a la pression 440 Pa et ensuite transférées dans la post décharge par l`écoulement du gaz. Les techniques de spectroscopiques d'émission et d`absorption a haute sensibilité, sont misses en œuvre pour mesurer la densité absolue des électrons, des ions N2+, des molécules metastables N2(A33u+) et N2(a'13u-) et des atomes dans les états metastables N(2P0), mais également les répartitions vibrationnelles et rotationnelles dans les états moléculaires. Ces mesures permettent de bien caractériser le rôle respectif de ces espèces dans les différents mécanismes proposes dans la littérature pour la formation de la zone d'ionisation secondaires. En particulier, les données sur les densités de metastables N2(A33u+) et N2(a'13u-) et des particules charges, nous permettent de réfuter le mécanisme d'ionisation associative des molécules metastable comme étant la principale source d'ionisation dans la post décharge.

Mots clés: Nitrogen plasma; microwave discharge; post discharge; short lived afterglow; emission and absorption spectroscopy

Mots clés: plasma d'azote; decharge micro onde; post decharge; ionisation secondaire; spectroscope d'emission and absorption

Domaines: Physique Atomique [physics.atom-ph]

Esmaeil Eslami. ETUDE DES MECANISMES DE FORMATION DE LA ZONE D'IONIZATION SECONDAIRE EN POST-DECHARGE D'UN PLASMA MICRO-ONDE D'AZOTE. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université de Grenoble; Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00311977⟩