低温等离子体应用技术.docx
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低温等离子体应用技术
附件5．学院（系、所）全英研究生课程简介（中英文各一份）
课程名称：
低温等离子体应用技术
课程代码：
131.521
课程类型：
□博士专修课程√硕士专修课程
考核方式：
全英文考试
教学方式：
全英文讲授
适用专业：
高电压技术应用、等离子体物理
适用层次：
√硕士√博士
开课学期：
2012秋
总学时：
32
学分：
2
先修课程要求：
高电压技术，电路理论，大学物理
课程组教师姓名
职称
专业
年龄
学术方向
刘大伟
副教授
等离子体
32
等离子体技术及应用
刘明海
教授
等离子体
44
等离子体技术及应用
课程负责教师留学经历及学术专长简介：
该课程负责教师刘大伟2009年毕业于英国LoughboroughUniversity,他的主要科学研究领域包括气体放电、低温等离子体源、等离子体诊断、等离子体模拟计算、等离子体和脉冲功率技术在环境及生物医学等方面的应用等。
他对容性放电产生等离子体的关键机理、脉冲射频等离子体射流阵列及其应用有着深入研究；在主要期刊上发表学术论文共13篇（均为第一作者、通讯作者或实际完成人），而且都被SCI收录；担任Phys.ofPlasmas,PlasmaSourcesSci.&Technol和ThinSolidFilms.等多个英文期刊的评审人；获得国家自然科学基金和教育部留学归国人员启动基金等多项研究经费资助。
刘明海，男，教授，博士生导师。
94年7月和97年11月在中国科学技术大学近代物理系理学获得硕、博士学位；99年11月中国科学院等离子体物理研究所博士后流动站出站；2000年在华中科技大学电气与电子工程学院担任科研与教学工作，2002年10月赴日本名古屋大学工学部电气研究科进修，04年10月回国。
主要从事低温等离子体物理的理论与实验研究，承担或参与了国家自然科学基金、国家安全重大基础（军口973）研究项目、国防预研项目、航空航天基金等多项研究课题。
主要研究领域有：
低温等离子体材料表面改性技术研究，光电材料、隐身材料的等离子体制备技术研究，等离子体隐身技术的机理与实验研究；高气压大面积等离子体放电技术及其参数测量研究；大面积均匀表面波等离子体的实验与应用研究。
公开发表科学论文40余篇，其中大多数为SCI收录。
中国物理学会会员，日本电气学会会员，中国物理快报（英文）特约评审。
课程教学目标：
等离子体技术现阶段广泛应用于电子、航空航天、环境保护和生物医疗等众多领域，并对我国国民经济的快速发展做出卓越贡献。
为了加速该领域高水平研究生的培养，拟开设“气体放电与等离子体技术”这门课，并采用英文授课。
该课程将首先系统讲述等离子体的基本理论；然后对等离子体的产生方法（辉光放电、电晕放电、电弧放电、高频放电、介质阻挡放电等）进行全面讲解；在此基础上进一步讲述低温等离子体的数学计算模型及实验测量方法，主要包括低温等离子一维和二维仿真模型、等离子体光谱和放电瞬态过程的测量方法，并介绍国际等离子体界使用上述理论和实验研究方法系统在等离子体动力学、等离子体化学、容性和感性放电、等离子电学和光学特性测量等方面研究的进展；最终，介绍等离子体在各领域应用研究的最新进展情况。
通过本课程的学习，使学生熟练掌握等离子体的基本理论，能够根据不同种类等离子的结构特点，选择适当的模型对不同问题进行简化分析与仿真计算，并掌握对等离子进行电学和光学测量的方法，了解国际等离子体界研究的最新进展，为加快等离子应用相关的研究进展提供理论和实验基础。
第一章介绍
§1.1什么是气体放电物理
§1.2典型的直流放电形式
§1.3气体放电分类
§1.4气体放电研究的历史背景
第二章直流放电中带电粒子的迁移、能量、扩散
§2.1弱电离气体中电子的迁移
§2.2电离气体的电导率
§2.3电子能量
§2.4电子扩散
§2.5离子
§2.6双极扩散
§2.7电荷密度纵向不均匀等离子体中的电流
§2.8电子的流体力学描述
第三章振荡电场及电磁波作用下电离气体中电子的相互作用
§3.1振荡电场中电子的运动
§3.2电子能量
§3.3连续介质中电动力学的基本方程
§3.4高频等离子体的导电性与介电常数
§3.5等离子体中电磁波的传播
§3.6振荡等离子体中电磁波的全反射
第四章带电粒子的产生和衰减
§4.1直流放电中的电子碰撞电离
§4.2其他电离机制
§4.3体复合
§4.4负离子的形成与衰减
§4.5电荷扩散损失
§4.6固体中电子发射
§4.7二次电子发射导致的电荷增加
第五章弱电离气体中电子的动力学方程
§5.1速度分布函数描述电子
§5.2动力学方程的建立
§5.3分布函数角关系的近似
§5.4电子能谱方程
§5.5能谱方程的有效条件
§5.6由动力学方程推出的若干结论的比较
§5.7仅考虑弹性损失的电子静态谱
§5.8氮气和空气的数值结果
§5.9任意强度的空间不均匀场
第六章电子探针
§6.1电路介绍
§6.2单探针的电流电压特性
§6.3稀薄等离子体电流诊断的理论基础
§6.4测量分布函数的步骤
§6.5稀薄等离子体流向探针的离子电流
§6.6真空二级管电流和靠近带电体的空间电荷层
§6.7双探针
§6.8高压等离子体探针
第七章不同频率范围气体的击穿
§7.1击穿的基本特性
§7.2适当大Pd值下匀强场中击穿与自持放电的激发
§7.3微波场的击穿及实验数据的解释
§7.4运用动力学方程计算电离频率和击穿临界值
§7.5光学击穿
§7.6放电区域中激发射频场的方法
§7.7射频及低频下的击穿
第八章稳定辉光放电
§8.1总体结构及可观察的特性
§8.2电极间放电的电流电压特性
§8.3暗放电以及空间电荷在阴极鞘层形成中的作用
§8.4阴极鞘层
§8.5阴极鞘层与正柱区的过渡区域
§8.6正柱区
§8.7气体加热及其对电流电压特性的影响
§8.8电负气体等离子体
§8.9快速气流放电
§8.10阳极鞘层
第九章辉光放电不稳定性及其影响
§9.1不稳定的原因及影响
§9.2准稳态参数
§9.3准稳态下电场及电子温度的扰动
§9.4热不稳定性
§9.5附着不稳定性
§9.6其他可能导致不稳定的机制
§9.7光条纹
§9.8正柱区收缩
全英文教材：
Y.P.Raizer,GasDischargePhysics,Corrected（Springer,1991）
主要参考书：
1.M.A.Lieberman,A.J.Lichtenberg,inPrinciplesofPlasma
DischargesandMaterialProcessing,2ndedn.（JohnWiley
andSons,HobokenNJ,2005）
2.赵青，刘述章，童洪辉，等离子体技术及应用，国防工业出版社，2009.2
课程名称：
Plasmatechnologyanditsapplication
课程代码：
131.521
课程类型：
□博士专修课程√硕士专修课程
考核方式：
ExaminationinEnglish
教学方式：
LectureinEnglish
适用专业：
Highvoltagetechnique,plasm
适用层次：
√Mater√Ph.D.
开课学期：
Aut.2012
总学时：
32
学分：
2
先修课程要求：
Physics,Highvoltagetechnique,Circuittheory,
课程组教师姓名
职称
专业
年龄
学术方向
DaweiLiu
Asso.Pro.
Highvoltageapplication
32
Gasdischargeand
itsapplication
MinghaiLiu
Pro.
Highvoltageapplication
42
Gasdischargeand
itsapplication
课程负责教师留学经历及学术专长简介：
Dr.DaweiLiureceivedtheB.Eng.fromChinaUniversityofGeosciencesin2002,andanM.Sc.andPh.D.fromLoughboroughUniversity,UKin2005and2009,respectively.From2002to2004hewaswithChinaUnicomCorporation.Since2009hehasbeenanassociateprofessorattheStateKeyLaboratoryofAdvancedElectromagneticEngineeringandTechnology,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,China.Hepublished14papersonthekeyinternationalplasmajournals,andreceivedfoundingfromNationalSciencefoundationandChineseEducationDepartment.Hisresearchinterestsincludenumericalandexperimentalstudyonlowtemperatureplasma,withspecialattentiononplasmaapplicationinbiomedicineandenvironmentprotection.
Pro.MinghaiLiureceivedanM.Sc.andPh.D.fromInstituteofPlasmaPhysicsChineseAcademyofSciencesin1994and1997.Since2000hehasbeenaprofessorattheStateKeyLaboratoryofAdvancedElectromagneticEngineeringandTechnology,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,China.From2002to2004,hewasaresearchprofessorinNagoyaUniversity,Japan.Hepublished40+papersonthekeyinternationalplasmajournals,andreceivedfoundingfromNationalSciencefoundationandChineseEducationDepartment.Hisresearchinterestsincludenumericalandexperimentalstudyonlowtemperaturepla
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