Plazma temel denklemleri ve düşük basınç plazmalarda langmuır probu ölçümleriyle optik ve elektriksel özelliklerin belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada, temel plazma denklemleri, plazmaların sınıflandırılması ve karakteristik özellikleri, bunların yanı sıra laboratuvar koşullarında düşük basınçta elde edilecek plazma için deneysel düzenek ve çeşitli teoriler detaylı bir şekilde anlatılmıştır. Düşük basınçlarda gaz karışım deşarjı elde etmek için kuvars deşarj odası (tüpü) oluşturulmuştur. Elektrik ve topraklama elektrotları arasında deşarj elde etmek için 13,56 MHz’lik radyo frekans (RF) güç kaynağı kullanılmıştır. Gaz karışım plazmaları oluşturmak için deşarj odasına elektronegatif gazlar olan H2 veya O2 ile elektropozitif gaz olarak He veya Ar gazları gönderilmiştir. Düşük basınçtaki deşarj odasında ısıl dengede olmayan karışım deşarjları elde edilmiştir. Langmuir probu ve optik emisyon spektroskopisi (OES) aracılığı ile bu laboratuvar karışım deşarjlarının elektron sıcaklığı, elektron yoğunluğu, Debye uzunluğu ve elektron enerji dağılım fonksiyonu gibi plazma parametreleri yani plazmanın optik ve elektriksel özellikleri belirlenmiştir. Bunun dışında, OES metodundan da deşarj içerisinde oluşan parçacık türlerinin belirlenmesinde yararlanılmıştır. Bu parametrelerin deşarja uygulan güç miktarı ve gaz karışım oranları ile nasıl değiştiği incelenmiş ve sonuçlar detaylı bir şekilde analiz edilmiştir.