氩等离子体击穿电压与熄灭电压的差异及其与$4p-4s$原子态跃迁的关系

利用弛豫振荡电路，测量了两个针状探针之间直流放电微等离子体的击穿电压（$V_{\mathrm{BD}}$）和熄灭电压（$V_{\mathrm{Q}}$）。获得了氩微等离子体的高分辨率修正帕邢曲线，包括代表等离子体熄灭电压的熄灭电压曲线。结果表明，对于描述许多实际微器件的点对点微间隙（例如两个针状探针之间的微间隙），帕邢定律既不适用，场发射也不明显。虽然通常$V_{\mathrm{BD}}>V_{\mathrm{Q}}$，但观察到根据氩的环境参数（如压力和驱动电路），等离子体可以存在于具有相等$V_{\mathrm{BD}}$和$V_{\mathrm{Q}}$的不同状态。利用发射线光谱，表明如果电场偶极矩的原子激发主要导致氩的亚稳态之一（在我们的研究中为$4P_{5}$），则$V_{\mathrm{BD}}$和$V_{\mathrm{Q}}$相等。