El misterio de las centellas (1367)
Materials 2013, 6, 4011-4030; doi:10.3390/ma6094011
Materials
ISSN 1996-1944
www.mdpi.com/journal/materials
Articulo
Observations of Ball-Lightning-Like Plasmoids Ejected from Silicon by Localized Microwaves
Yehuda Meir 1, Eli Jerby*,1, Zahava Barkay 2, Dana Ashkenazi 1, James Brian Mitchell 3, Theyencheri Narayanan 4, Noam Eliaz 1, Jean-Luc LeGarrec 3, Michael Sztucki 4 and Oleg Meshcheryakov 5
1 Faculty of Engineering, Tel Aviv University, Ramat Aviv 69978, Israel; E-Mails: yehudam1@post.tau.ac.il (Y.M.); dana@eng.tau.ac.il (D.A.); neliaz@eng.tau.ac.il (N.E.)
2 Wolfson Applied Materials Research Center, Tel Aviv University, Ramat Aviv 69978, Israel; E-Mail: barkay@post.tau.ac.il
3 Institut de Physique de Rennes, UMR N 6251 du CNRS, Université de Rennes I, 35042, Rennes cedex, France; E-Mails: brian.mitchell@univ-rennes1.fr (J.B.M.); jean-luc.le-garrec@univ-rennes1.fr (J-L.L.)
4 European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble, F-38043, France; E-Mails: narayan@esrf.fr (T.N.); michi@sztucki.de (M.S.)
5 Wing Ltd., Odessa, 65000, Ukraine; E-Mail: wing99@mail.ru
* Author to whom correspondence should be addressed; E-Mail: jerby@eng.tau.ac.il; Tel.: +972-3-640-8048; Fax: +972-3-640-7860.
Recibido: 1 de agosto de 2013; en forma revisada: 2 de septiembre de 2013 / Aceptado: 3 de septiembre de 2013 / Publicado: 11 de septiembre de 2013
Resumen: Este artículo presenta la caracterización experimental de plasmoides (bolas de fuego) obtenidos al dirigir potencia de microondas localizada (<1 kW a 2,45 GHz) sobre un sustrato basado en silicio en una cavidad de microondas. El plasmoide emerge del punto de acceso creado en el sustrato sólido hacia el aire dentro de la cavidad de microondas. Los diagnósticos experimentales empleados para la caracterización de la bola de fuego en este estudio incluyen mediciones de dispersión de microondas, espectroscopia óptica, dispersión de rayos X de ángulo pequeño (SAXS), microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia de rayos X de dispersión de energía (EDS). Varias características de estos plasmoides como plasma polvoriento se extraen mediante un análisis teórico de las observaciones experimentales. Las agregaciones de partículas de polvo dentro del plasmoide se detectan a escalas nanométricas y micrométricas mediante mediciones SAXS in situ y SEM ex situ. La semejanza de estos plasmoides con el fenómeno natural de las centellas (BL) se analiza con respecto a la agrupación de nanopartículas de silicio y la formación de microesferas de silicio de oxidación lenta dentro del BL. Se analizan las aplicaciones potenciales y los derivados prácticos de este estudio (p. ej., conversión directa de sólidos en polvo, identificación de materiales mediante espectroscopia de ruptura (MIBS), ignición por termita y combustión).
El paper se puede descargar en este enlace: https://www.eng.tau.ac.il/~jerby/79.pdf