1. 그림 3.1.2 불활성가스의 전리 충돌 단면적 가스종류 He Ne Ar Kr Xe
전리전압 (V)
표 불활성가스의 전리 전압
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2. 그림 3.1.3 He 원자의 에너지 레벨 : Singlet(S=0) 과
Electronic Configuration of Xe
그림 He 원자의 에너지 레벨 : Singlet(S=0) 과
Triplet(S=1) 으로 나누어 있다.
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3. selection rule for dipole radiation
천이가 금지된 레벨 : Metastable ( 긴수명 )
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4. 표 3.1.2 불활성 가스의 Resonance level 과 Metastable level 의 에너지와 수명
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5. Penning Mixture
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6. 그림 3.1.4 Ar/Ne 혼합가스비에 따른 방전 개시 전
압의 감소
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7. • Excitation (rotational, vibrational, electronic) :
충돌 반응의 종류
(a) 전자의 충돌에 의한 반응
• Excitation (rotational, vibrational, electronic) :
e + M  M* + e
• Dissociative attachment :
e + M2  M- + M+ + e
• Dissociation :
e + M2  2M + e
• Ionization :
e + M  M e
• Dissociative ionization :
e + M2  M+ + M + 2e
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8. (b) 무거운 입자(heavy particles) 간의 비탄성 충돌에 의한 반응 • Penning dissociation :
M* A2  2A + M
• Penning ionization :
M* A  A M + e
• Charge transfer :
M A  A M
• Collisional detachment :
M A-  A M + e
• Associative detachment :
A A  A e
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9. • Ion-ion recombination : M+ + A2+  A2 + M
• Electron-ion recombination :
e A+  A
e A+ + M  A + M
• Atom recombination :
2A + M  A2 + M
• Atom abstraction :
A + BC  AB + C
• Atom addition :
A BC + M  ABC M
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10. (c) 혼성(Heterogeneous) 반응 ( S : 플라즈마와 접하고 있는 고체 표면 )
• Atom recombination :
S - A + A  S + A2
• Metastable de-excitation :
S + M*  S + M + h
• Atom abstraction :
S - B + A  S + AB
• Sputtering :
S - B + M+  S B + M
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11. Plasma laboratory, SNU

12. Electron Energy Balance (탄성충돌만 고려)
Mean Electron Energy
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13. A) Electron Impact Ionization
플라즈마의 생성과 소멸
1. Ionization
A) Electron Impact Ionization
여기서
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14. I : 전리전압
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15. Townsend’s Ionization Coefficient
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16. gas h=I(eV) (Å) (10-18 cm2 ) He 24.6 504 7.4 Ne 21.6 575 7.8
B) Photoionization
gas h=I(eV) (Å) (10-18 cm2 ) He Ne Ar
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17. Photoionization Cross Section
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18. C) Ionization by Excited Atoms
Ionization by Atoms or Molecules requires
Ionization by Resonance Excited Atom
Ionization by Metastable Atom
(Penning Effect)
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19. D) Associative Ionization A + A*  A2+ + e
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20. A) Electron-ion recombination
2. Bulk Recombination
A) Electron-ion recombination
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21. B) Dissociative Recombination A2+ + e  A + A*
Dissociative Recombination Coeff.
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22. Conversion reaction 가스 He Ne Ar Kr Xe
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23. For
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24. C) Radiative Recombination
D) Ion-ion Recombination
E) Attachment and Detachment
Important for Electronegative gas
(O, O2 ,Cl, SF6)
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25. Charged Particle Density where flux D : Diffusion Coeff.
3. Diffusion Loss
Charged Particle Density
where flux
D : Diffusion Coeff.
Mean electron lifetime
where
L1, L2, L3 : 3변의 길이
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26. : Characteristic temperature
Characteristic Temp of Ne, Ar
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27. Ambipolar Diffusion
Since and
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28. 3.2 기체 방전 특성 3.2.1 기체 방전의 전류대전압 특성 곡선 그림 3.2.1 기체 방전의 전류 - 전압 특성곡선
3.2 기체 방전 특성
기체 방전의 전류대전압 특성 곡선
그림 기체 방전의 전류 - 전압 특성곡선
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29.  non-self sustained discharge (no current flows when tube is blocked)
* Prebreakdown Stage
특징 :  Small Current ( A)
 non-self sustained discharge
(no current flows when tube is blocked)
 균일저장
 발광이 거의 없음.
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30. 가) Townsend Discharge 특성 (  - process )
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31. 표 3.2.1 불활성 가스의 Ionization coefficient와 적용범위
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32. 나) Townsend 의 2차 계수 (  - process )
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33. 
,  로 부터
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34. 전극간격에 따른 Townsend 전류의 변화 (균일전장)
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35. Breakdown 조건
방전 개시 전압은
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36. Plasma laboratory, SNU

37. Breakdown 조건
방전 개시 전압은
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