표면유전체 장벽방전(SDBD)의 cathode layer 특성의 시각화 이론/모델/실험

폴리이미드 유전체의 SDBD를 상압에서 방전 후, SEM으로 관찰한 전극 주변의 특이한 현상을 정리한 논문이 올해 6월 Physics of plasmas에 출간되었다.
Physics of Plasmas 25, 064503 (2018);

처음 Draft는 V. Soloviev교수를 비롯한 여러 연구자들이 주장하는 1기압 공기에서 SDBD의 cathode layer의 길이는 22 um  (Glow에서는 11 um)이라는 것에 대한 실험적 검증을 강조하였는데, Reviewer가 Visualizaion 으로 역제안을 해주어 논문 제목에 visualization이 들어가게 되었다.

처음 J.Phys:D에 투고시, 편집부에서 Full paper로 다시 내라고 반려를 하였다. Full paper의 내용은 박사학위논문으로 천천히 작성하고 있다.

내가 개발하고 박사학위 청구논문으로 제출할 SDBD에 specific한 Visualization technique의 기본원리는 하기와 같다.

1. 전자가 흡착된 유전체와 산소양이온, 산소원자에 의한 폴리이미드의 식각은 SDBD cathode layer의 고유 특성에 따라 selectively하게 발생함.
2. 라디칼과 양이온 그리고 전자에 의한 화학반응의 timescale은 다름. (Visualization 이론의 한계)
3. 전자, 산소양이온, 산소원자, 라디칼에 의한 폴리이미드 식각은 Negative에서 주로 발생함. 즉 Surface-particle interation (전하, 라디칼들)의 반응은 negative polarity에서 발생. Positive에서의 식각 발생률은 매우 낮음. (V. Soloviev의 Positive streamer 모델링 인용)

 

2021년 10월 중국의 한 연구자가 Cathode layer 특성 조사 실험 논문에서 내 논문을 인용해주었다.

 

논문에 사용된 도식

 

2021년 10월에 AIP Advances에 출간된 중국 연구자의 논문.

중국 연구자의 논문에 대한 리뷰를 21년 5월에 할 것인지 연락받았는데, 회사일이 바뻐서 거절하였다.

10월 그 논문이 출간된 후, 읽어보았는데, 실험은 잘 했지만,  Cathode layer의 크기 규명은 실험에서 제외되었었다.