Main species and physicochemical processes in cold atmospheric-pressure He + O2 Plasmas

Plasma Processes and Polymers

Volumn 7, Issue 9-10, 2010, Pages 846-865

  Liu, Ding Xin ^a   Rong, Ming Zhe ^a   Wang, Xiao Hua ^a   Iza, Felipe ^b   Kong, Michael G ^b   Bruggeman, Peter ^c  

^a XI'AN JIAOTONG UNIVERSITY   (China)

^b LOUGHBOROUGH UNIVERSITY   (United Kingdom)

^c EINDHOVEN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Netherlands)

Author keywords

atmospheric pressure glow discharges (APGD); biomedical; cold plasma; modeling; oxygen

Indexed keywords

ATMOSPHERIC PRESSURE GLOW DISCHARGE; BIOMEDICAL; BIOMEDICAL APPLICATIONS; CHARGED SPECIES; CHEMICAL PROCESS; COLD PLASMAS; DISSIPATION SHIFT; DISSOCIATIVE EXCITATIONS; ELASTIC COLLISION; ELECTRON ATTACHMENT; ELECTRON ENERGIES; GLOBAL MODELS; LOW OXYGEN; LOW TEMPERATURES; MODELING; OXYGEN CONCENTRATIONS; PHYSICOCHEMICAL PROCESS; REACTIVE OXYGEN SPECIES; SIMULATION RESULT;

ATMOSPHERIC CHEMISTRY; ATMOSPHERIC PRESSURE; ENERGY DISSIPATION; GLOW DISCHARGES; OXYGEN; PHOTODISSOCIATION;

PLASMAS;

EID: 78149442126     PISSN: 16128850     EISSN: 16128869     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/ppap.201000049     Document Type: Article

References (83)

1. M. G. Kong, G. Kroesen, G. Morfill, T. Nosenko, T. Shimizu, J. van Dijk, J. L. Zimmermann, New J. Phys. 2009, 11, 115012.
2. G. Fridman, G. Friedman, A. Gutsol, A. B. Shekhter, V. N. Vasilets, A. Fridman, Plasma Processes Polym. 2008, 5, 503.
3. F. Iza, G. J. Kim, S. M. Lee, J. K. Lee, J. L. Walsh, Y. T. Zhang, M. G. Kong, Plasma Processes Polym. 2008, 5, 322.
4. R. Hackam, H. Akiyama, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2000, 7, 654.
5. A. Mfopara, M. J. Kirkpatrick, E. Odic, Plasma Chem. Plasma Process. 2009, 29, 91.
6. M. Laroussi, IEEE Trans. Plasma Sci. 2002, 30, 1409.
7. X. Deng, J. J. Shi, M. G. Kong, J. Appl. Phys. 2007, 101, 074701.
8. A. N. Bhoj, M. J. Kushner, Plasma Sources Sci. Technol. 2008, 17, 035024.
9. T. Suzuki, T. Saburi, R. Tokunami, H. Murata, Y. Fujii, Thin Solid Films 2006, 506-507, 342.
10. P. Bruggeman, C. Leys, J. Phys. D: Applied Phys. 2009, 42, 053001.
11. M. A. Malik, A. Ghaffar, S. A. Malik, Plasma Sources. Sci. Technol. 2001, 10, 82.
12. C. J. Howard, J. Phys. Chem. 1979, 83, 3.
13. M. A. Lieberman, A. J. Lichtenberg, Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 2nd Ed., Wiley-VCH, NewYork 2005.
14. A. Friedman, Plasma Chemistry, Cambridge University Press, Cambridge 2008.
15. A. A. Ionin, I. V. Kochetov, A. P. Napartovich, N. N. Yuryshev, J. Phys. D: Appl. Phys. 2007, 40, R25.
16. A. Hicks, S. Norberg, P. Shawcross, W. R. Lempert, J. W. Rich, I. V. Adamovich, J. Phys. D: Appl. Phys. 2005, 38, 3812.
17. L. Lee, M. A. Lieberman, J. Vac. Sci. Technol. A 1995, 32, 368.
18. D. S. Stafford, M. J. Kushner, J. Appl. Phys. 2004, 96, 2451.
19. G. Y. Park, H. W. Lee, G. Kim, J. K. Lee, Plasma Processes Polym. 2008, 5, 569.
20. G. Y. Park, Y. J. Hong, H. W. Lee, J. Y. Sim, J. K. Lee, Plasma Processes Polym. 2010, 7, 281.
21. S. J. Kim, M. A. Lieberman, A. J. Lichtenberg, J. T. Gunmundsson, J. Vac. Sci. Technol. A 2006, 24, 2025.
22. D. X. Liu, P. Bruggeman, F. Iza, M. Z. Rong, M. G. Kong, Plasma Sources Sci. Technol. 2010, 19, 025018.
23. D. Liu, F. Iza, M. G. Kong, IEEE Trans. Plasma Sci. 2008, 36, 952.
24. T. Kimura, A. J. Lichtenberg, M. A. Lieberman, Plasma Sources Sci. Technol. 2001, 10, 430.
25. R. Deloche, P. Monchicourt, M. Cheret, F. Lambert, Phys. Rev. A 1976, 13, 1140.
26. T. Martens, A. Bogaerts, W. Brok, J. V. Dijk, Anal. Bioanal. Chem. 2007, 388, 1583.
27. F. J. Gordillo-Vazquez, J. Phys. D: Appl. Phys. 2008, 41, 234016.
28. J. T. Gudmundsson, E. G. Thorsteinsson, Plasma Sources Sci. Technol. 2007, 16, 399.
29. K. R. Stalder, R. J. Vidmar, G. Nersisyan, W. G. Graham, J. Appl. Phys. 2006, 99, 093301.
30. M. J. Kushner, Bull. Am. Phys. Soc. 1999, 44, 63.
31. I. A. Kossyi, A. Y. Kostinsky, A. A. Matveyev, V. P. Silakov, Plasma Sources Sci. Technol. 1992, 1, 207.
32. G. J. M. Hagelaar, L. C. Pitchford, Plasma Sources Sci. Technol. 2005, 14, 722.
33. D. D. Monahan, M. M. Turner, Plasma Sources Sci. Technol. 2008, 17, 045003.
34. S. S. Yang, S. M. Lee, F. Iza, J. K. Lee, J. Phys. D: Appl. Phys. 2006, 39, 2775.
35. D. W. Liu, F. Iza, M. G. Kong, Plasma Process. Polymers. 2009, 6, 446.
36. F. Iza, J. K. Lee, J. Vac. Sci. Technol. A 2006, 24, 1366.
37. F. Iza, J. K. Lee, M. G. Kong, Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 75004.
38. J. Choi, F. Iza, J. K. Lee, C. M. Ryu, IEEE Trans. Plasma Sci. 2007, 35, 1274.
39. G. J. Kim, F. Iza, J. K. Lee, J. Phys. D: Appl. Phys. 2006, 39, 4386.
40. Q. Wang, D. J. Economou, V. M. Donnelly, J. Appl. Phys. 2006, 100, 023301.
41. J. J. Shi, M. G. Kong, J. Appl. Phys. 2005, 97, 023306.
42. T. Martens, A. Bogaerts, W. J. M. Brok, J. V. Dijk, Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 041504.
43. P. Bruggeman, F. Iza, D. Lauwers, Y. Aranda, Gonzalvo, J. Phys. D: App. Phys. 2010, 43, 012003.
44. E. Stoffels, W. W. Stoffels, D. Vender, M. Kando, G. M. W. Kroesen, F. J. Hoog, Phys. Rev. E 1995, 51, 2425.
45. J. T. Gudmundsson, I. G. Kouznetsov, K. K. Patel, M. A. Lieberman, J. Phys. D: Appl. Phys. 2001, 34, 1100.
46. J. Santos Sousa, G. Bauville, B. Lacour, V. Puech, M. Touzeau, L. C. Pitchford, Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 011502.
47. V. Leveille, S. Coulombe, Plasma Process. Polym. 2006, 3, 587.
48. B. Wang, W. Zhu, Y. Pu, Plasma Sci. Technol. 2005, 7, 3045.
49. N. Knake, K. Niemi, S. Reuter, V. Schulz-von der Gathen, J. Winter, Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 131503.
50. D. Ellerweg, J. Benedikt, A. von Keudell, N. Knake, V. Schulz-von der Gathen, New J. Phys. 2010, 12, 013021.
51. J. Park, I. Henins, H. W. Herrmann, G. S. Selwyn, J. Y. Jeong, R. F. Hicks, D. Shim, C. S. Chang, Appl. Phys. Lett. 2000, 76, 288.
52. T. Farouk, B. Farouk, A. Gutsol, A. Fridman, Plasma Sources Sci. Technol. 2008, 17, 035015.
53. S. Moreau, M. Moisan, M. Tabrizian, J. Barbeau, J. Pelletier, A. Ricard, L. H. Yahia, J. Appl. Phys. 2000, 88, 1166.
54. B. Eliasson, U. Kogelschatz, Basic data for modeling of electrical discharge in gases: Oxygen, Report KLR-86-11C, Brown Boveri Forschungszentrum CH-5405 Baden 1986.
55. W. A. Pryor, K. N. Houk, C. S. Foote, J. M. Fukuto, L. J. Ignarro, G. L. Squadrito, K. J. Davies, Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2006, 291, R491.
56. M. A. Khan, A. M. Al-Jalal, Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 171501.
57. K. Niemi, V. Schulz-von der Gathen, H. F. Dobele, J. Phys. D: Appl. Phys. 2001, 34, 2330.
58. B. F. Gordiets, C. M. Ferreira, V. L. Guerra, J. M. A. H. Loureiro, J. Nahorny, D. Pagnon, M. Touzeau, M. Vialle, IEEE Trans. Plasma Sci. 1995, 23, 750.
59. BOLSIG+ software version 1.1.,2008, (accessed April, 2010).
60. Y. Itikawa, A. Ichimura, K. Onda, K. Sakimoto, K. Takayanagi, Y. Hatano, M. Hayashi, M. Nishimura, S. Tsurubuchi, J. Phys. Chem. Ref. Data 1989, 18, 23.
61. R. K. Janev, W. D. Langer, J. K. Evans, D. E. Post, Elementary processes in hydrogen-helium plasmas: Cross Sections and Reaction Rate Coefficients, Springer, Berlin 1987.
62. S. Rauf, M. J. Kushner, J. Appl. Phys. 1999, 85, 3460.
63. R. R. Laher, F. R. Gilmore, J. Phys. Chem. Ref. Data 1990, 19, 277.
64. G. C. Tisone, L. M. Branscomb, Phys. Rev. 1968, 170, 169.
65. J. W. McConkey, C. P. Malone, P. V. Johnson, C. Winstead, V. McKoy, I. Kanik, Phys. Rep. 2008, 466, 1.
66. R. I. Hall, S. Trajmar, J. Phys. B: Atom. Molec. Phys. 1975, 8, L293.
67. Y. Itikawa, A. Ichimura, J. Phys. Chem. Ref. Data 1990, 19, 637.
68. P. D. Burrow, J. Chem. Phys. 1973, 59, 4922.
69. S. L. Akhmanov, K. S. Klopovskiy, A. P. Osipov, Manuscript 5472-83 deposited in VINITI, Moscow (in Russian) 1983.
70. Y. B. Golubovskii, V. A. Maiorov, J. Behnke, J. F. Behnke, J. Phys. D: Appl. Phys. 2003, 36, 39.
71. M. J. Wynn, J. D. Martin, J. Chem. Phys. 1970, 52, 191.
72. R. J. Vidmar, K. R. Stalder, Computations of the power to sustain plasma in air with relevance to aerospace technology. Final report prepared for Air Force Office of Scientific Research. Report No.: AFRLSRARRE040123. Contract No: F49620-01- 1-0414. Feb. 20, 2004.
73. S. D. T. Axford, A. N. Hayhurst, Proc. Math. Phys. Eng. Sci. 1996, 452, 1007.
74. O. Eichwald, M. Yousfi, A. Hennad, O. Lamrous, J. Appl. Phys. 1997, 82, 4781.
75. R. P. Cardoso, T. Belmonte, G. Henrion, N. Sadeghi, J. Phys. D: Appl. Phys. 2006, 39, 4178.
76. A. Good, Chem. Rev. 1975, 75, 561.
77. N. G. Adams, D. K. Bohme, D. B. Dunkin, F. C. Fehsenfeld, E. E. Ferguson, J. Chem. Phys. 1970, 52, 3133.
78. R. Atkinson, D. L. Baulch, R. A. Cox, R. F. Hampson, Jr, J. A. Kerr, M. J. Rossi, J. Troe, J. Phys. Chem. Ref. Data 1997, 26, 521.
79. NIST chemical kinetic database, (accessed April, 2010).
80. S. Hadi-Ziane, B. Held, P. Pignolet, J. Phys. D: Appl. Phys. 1992, 25, 677.
81. L. Deng, W. Shi, H. Yang, G. Sha, C. Zhang, Rev. Sci. Instrum. 2004, 75, 4455.
82. E. C. Zipf, Canadian J. Chem. 1969, 47, 1863.
83. Y. V. Savin, L. V. Goryachev, Y. A. Adamenkov, T. V. Rakhimova, Y. A. Mankelevich, N. A. Popov, A. A. Adamenkov, V. V. Egorov, S. P. Ilyin, Y. V. Kolobyanin, E. A. Kudryashov, G. S. Rogozhnikov, B. A. Vyskubenko, J. Phys. D: Appl. Phys. 2004, 37, 3121.