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题名双阵列结构电离器件放电动态特性二维仿真
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作者
刘昌袆
陈翔
张媛
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机构
庆安集团有限公司
西安紫光国芯半导体有限公司
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出处
《物联网技术》
2023年第12期67-72,75,共7页
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文摘
基于纳米尖阵列的场致发射放电结构是电离式器件的核心,能有效降低放电电压,但同时也决定了该放电结构的放电电流较小难以被精确感知。本文提出了一种双阵列结构电离器件,该器件在相同激励下能够进一步提高放电强度。本文利用有限元方法,对双阵列结构下N_(2)-O_(2)空间的动态电场进行了数值模拟,对纳米尖阵列的放电过程进行了仿真计算。通过计算发现,在双阵列结构下,正负离子对电场强度的时空分布有着较大影响;通过对电子温度发展规律的计算,发现空间电子通过空间电场的焦耳热效应获取能量;最后,通过对电子流及离子流密度变化情况的计算,发现放电电流密度由电子流密度和离子流密度叠加而成,且二次电子发射是空间放电能够自持的重要因素。研究揭示了双阵列结构电离器件的放电机理,为常压微等离子体效应在气体放电领域的应用和推广提供参考。同时,研究涉及的理论和方法还可推广至微等离子体调控及混合离子检测等领域,具有重要的实际意义。
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关键词
双阵列结构
动态放电过程
电子温度
放电电流密度
N_(2)-O_(2)空间
焦耳热效应
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分类号
TP39
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
TM152
[自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
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题名纳米尖阵列屏蔽效应与发射面积耦合机理仿真
被引量：1
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作者
张晶园
刘昌祎
黄向东
张妮
李菁波
张涛
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机构
西安科技大学电气与控制工程学院
西安科技大学机械工程博士后流动站
西安科技大学理学院
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出处
《西安科技大学学报》
CAS
北大核心
2021年第5期912-920,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(51777167,11974275)
中国博士后科学基金项目(2018M643811XB)
+1 种基金
陕西省科技创新团队计划(2019TD-026)
陕西省教育厅自然科学基金项目(19JK0529)。
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文摘
基于纳米尖阵列的场致发射放电结构是微纳电离式器件的核心,能有效降低放电电压,但同时也决定该放电结构的放电电流较小难以被精确感知。对纳米尖阵列电极的电场屏蔽效应和有效发射面积的优化,是提高放电强度的有效方法,对此,利用有限元方法对N_(2)-O_(2)空间的动态电场进行数值模拟,对纳米尖阵列在不同间距下的放电过程进行仿真计算。计算发现:在纳米尖阵列中,随着纳米尖间距的增加,尖端间的屏蔽效应逐渐减弱,最终趋于各尖端独立放电的情况;并通过不同间距下尖端动态放电过程中的电子密度分布情况,对屏蔽效应进行进一步验证和说明;最后,通过探究屏蔽效应与发射面积间耦合关系对放电电流的影响,发现在纳米尖阵列中,尖端间距与尖端高度之间存在最佳比例,使纳米尖阵列的放电电流最大。研究揭示常压微电晕放电阵列电极屏蔽效应与发射面积的耦合机理,可用于调控微纳场致发射电离器件的放电效应,进而为此类器件输出性能优化提供一定的理论指导。
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关键词
电晕放电
动态放电过程
屏蔽效应
发射面积
N
2-O
2空间
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Keywords
corona discharge
dynamic discharge process
shielding effect
emission area
N 2-O 2 space
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分类号
TM152
[电气工程—电工理论与新技术]
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