近日，我院等离子体物理团队在阵列微空心阴极放电研究方面取得新进展，相关工作“Mechanism of the unsynchronized discharge for array micro-hollow cathode sustained discharge”发表在国际期刊《Plasma Sources Science and Technology》（2025，34:065003）。硕士研究生方振松为论文第一作者，何寿杰副教授和李庆研究员为论文共同通讯作者。
微放电是电极尺寸在亚毫米量级，气压可以达到大气压范围的一种放电形式，已经广泛应用于材料表面改性、污染治理和光谱检测等领域。获得稳定可控的放电等离子源是其应用的基础，为了提高放电体积，一般采用多组单元放电并联的阵列放电形式。但是在实际操作中，不同放电单元间的放电存在严重的非同步性，严重制约了其应用。
针对此问题，该课题组对微空心阴极阵列放电中的非同步性机理进行了实验和模拟研究。研究结果表明，导致不同空腔放电不同步的因素有三个：阴极腔孔腐蚀，阴极材料在介质表面的再沉积和放电屏蔽效应。不同空腔间存在顺序放电。阴极腐蚀和材料再沉积会促进腐蚀空腔内的放电，因此第二阳极与腐蚀严重空腔之间的间隙，相比第二阳极与无腐蚀或弱腐蚀空腔之间的间隙更易被击穿。当阴极表面覆盖介质层后，不同空腔间的放电同步性得到显著改善，并能获得大体积等离子体。利用经过改进的电极结构，在纯氦气环境下，得到了体积为11.0cm3，电子密度达到3.0×1017m-3的高密度大体积放电等离子体。
该工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金和中央引导地方项目等多项科研项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1088/1361-6595/ade0e7
