Yarı iletken gaz boşalma sisteminde plazma süreçlerinin özellikleri

Bu çalışmada termal olmayan plazma işlemleri neon (Ne) gazı ortamında düzlemsel bir boşalma hücresindeki gaz boşalması, yarıiletken elektrodun farklı alan çapları D, farklı elektrotlar arası mesafeleri d ve Ne gazı için atmosfer basıncına kadar incelendi. GaAs yarıiletken katotlu gaz boşalma sisteminin akım voltaj karakteristikleri (AVK) ve Işık Şiddeti-Voltaj Karakteristiği geniş bir gaz basıncı p (15÷760 Torr) aralığında deneysel olarak araştırıldı. Ne gazından elde edilen deneysel sonuçlar hava ortamındaki sonuçlarla karşılaştırıldı. p ? 220 Torr için Hava ortamında boşalma ışık emisyonu (BIE) şiddetinin oldukça azaldığı ve atmosfer basıncına doğru yok olduğu, buna mukabil Ne için özellikle atmosfer basıncına doğru en yüksek BIE şiddetine ulaşıldığı tespit edildi. Kararlı boşalma bölgeleri ve kontrol edilebilir çalışma rejimi termal olmayan plazma işlemleri için belirlendi. Elde edilen en önemli sonuçlardan biri Ne gazı ortamında, atmosfer basıncında Townsend boşalmasının elde edilmesidir. Yarıiletken gaz boşalma sisteminin (YGBS) kararsız olduğu şartlar belirlendi. EL2 derin elektronik seviyelerin varlığının, materyalin N-tipli NDD' sine ve sonuç olarak GaAs fotodetektöre yeterince yüksek voltaj uygulandığında akım osilasyonlarına yol açtığı tespit edildi. Ayrıca, YGBS'nde BIE'nin bölgesel olarak artma olanağı araştırıldı.Mikrokanallı yalıtkan ayırıcı kullanılarak gaz boşalma aralığında kırılma voltajının (Uk) yaklaşık 100 V azaldığı ve akım değerinin iki katı kadar arttığı tespit edildi. YGBS'nde mikrokanallı yalıtkan ayırıcının kullanılması ile Ne ortamında ışık şiddetinin 3 katı arttığı tespit edilmiştir. Kızılötesi görüntüleri görünür bölgeye çevirmek için dizayn edilmiş olan ışığa duyarlı YGBS'nde optimal çalışma şartları tespit edilmiştir. Ne gazı ortamında ve atmosfer basıncında çalışabilen, yarıiletken katotlu, geniş bir emisyon alanına sahip, UV ve görünür bölgede homojen bir ışık kaynağı geliştirildi.