Nanogözenekli zeolit malzemeye dayalı yeni gaz boşalma elektronik cihazının özellikleri

Nanogözenekli zeolit malzeme, gaz boşalma yapısına ilk defa entegre edilerek zeolit elektrotlu düzlemsel gaz boşalma elektronik cihazında (GBEC) akım-voltaj karakteristikleri ve gaz boşalma ışık emisyonu (GBIE), atmosferik basınca kadar geniş bir basınç aralığında p (4-760 Torr), farklı elektrotlar arası mesafeler d (50-250 μm) ve zeolit katot çapları D (9-28 mm) için oda sıcaklığında ve hava ortamı mikroboşalmalarında deneysel olarak çalışıldı. Geleneksel yarıiletken katotlu cihaz atmosferik basınçta etkili çalışamadığından dolayı yarıiletken yerine geliştirilebilir ileri bir malzeme olan nanogözenekli yalıtkan zeolit kullanıldı. Sistemin etkin bir şekilde çalışması, nanogözenekleri gaz moleküllerine karşı iyi bir soğurucu olan ve Türkiye' de doğal olarak bol miktarda bulunan zeolitin kullanılması temeline dayanmaktadır. GBEC' den elde edilen akım ve GBIE' nin karşılaştırılması, düşük basınçtan atmosferik basınca kadar glow mikroboşalmalarda homojenliliğin belirlenmesi için incelendi. Zeolit katot içindeki GBIE' nin uygulanan voltaj eşik değerine ulaştığında yüzeyden geliştiği bulundu. Atmosferik basınçta homojen GBIE, hava ortamında elde edildi. Zeolit katotlu GBEC' nin gaz basıncı ve elektrik alan yeterince yüksek olduğunda geniş emisyon alanlı UV-radyasyon kaynağı olarak kullanılabileceği gösterildi. Kararlı gaz boşalmasının optimal çalışma şartları (akım-voltaj, ışıma-voltaj) belirlendi. Zeolit elektrotlu GBEC' nin ilk defa akım-iletim mekanizmaları yorumlandı. Zeolit malzemelerin özelliklerine dayalı olarak plazma-yüzey etkileşimlerinin mekanizmaları tanımlandı. Zeolitin GBEC' de kullanılmasıyla, kendi iç-yapısında bulunan nadir toprak katyonları ile gerçekleşen iyonik iletimlerine, gözeneklerinde ve gaz boşalma aralığında elektron çoğalması mümkün olduğundan elektron iletiminin de eklendiği gösterildi. GBEC' de zeolit elektroda has olan yüksek elektrik alanlara ulaştıktan sonra akımın geri besleme voltaj modunda çalıştırılmasına rağmen kendiliğinden sert artış modu gösterildi. Ayrıca zeolit katodun çap değişiminin etkiside incelendi. Atmosferik basınçta büyük çaplı zeolit katot kullanıldığında kırılma voltajının önemli derecede düştüğü gösterildi. Zeolit malzemelerin düzlemsel GBEC' de katot olarak kullanılmasıyla hem kırılma voltajını azaltması, hem de kararlı, homojen ve geniş emisyon alanlı UV-görünür bölgede ışıma vermesinden dolayı düşük güç tüketiminde çalışan mikroplazma cihazlarını geliştireceğine inanıyoruz.