Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Plasmaphysik Mittwoch
surements at a single spatial point with and without reconnection are
presented, and the implication for ion heating processes are discussed.
Fachvortrag P 15.3 Mi 16:05 Hörsaal D
Frequency effects in capacitively coupled hydrogen plasmas
- a numerical approach — •Aurel Salabas and Ralf Peter
Brinkmann — Lehrstuhl für Theoretische Elektrotechnik, Ruhr Universität
Bochum, Universitätsstrasse 150, 44780 Bochum
Capacitively coupled plasma (CCP) discharges sustained in pure H2
have been investigated using a self-consistent, two-dimensional fluid
model.
The model describes the charged-particle transport in CCP solving the
transport equations (the zero-, first- and second-order moments of Boltzmann
equation for the electrons and the zero- and first moments for the
ions) coupled with Poisson’s equation.
The calculations cover a large domain of frequencies (13.56 MHz), pressures
(0.2-8.0 Torr), rf applied voltages (150-450 V) and geometric dimensions
(1.6-12.8 cm radii and 1.6-6.4 cm interelectrode distances).
The study presents the effect of frequency variation on the space-time
behavior of different plasma parameters (charged particle densities, electron
mean energy, electric field distribution, ionization and dissociation
rates).
Fachvortrag P 15.4 Mi 16:25 Hörsaal D
Anwendung eines Stoß–Strahlungsmodells mit nichtlinearem
Solver zur Diagnostik an Niederdruckplasmen — •D.
Wünderlich 1,2 , U. Fantz 1 und K. Behringer 1,2 — 1 Lehrstuhl
für Experimentelle Plasmaphysik, Institut für Physik, Universität
Augsburg, 86135 Augsburg — 2 Max-Planck-Institut für Plasmaphysik,
85748 Garching, EURATOM Assoziation
Das von Atomen oder Molekülen emittierte Licht kann unter Verwendung
von Besetzungsmodellen zur Diagnostik für Plasmaparameter
verwendet werden. Diese Modelle liefern die Besetzungsdichten der
angeregten Zustände in Abhängigkeit von den Plasmaparametern. Eine
gängige und sehr vielseitig anwendbare Art von Besetzungsmodellen
sind Stoß–Strahlungsmodelle. Das in diesem Beitrag vorgestellte Stoß–
Strahlungsmodell Yacora verwendet zur Berechnung von Besetzungsdich-
ten einen nichtlinearen Algorithmus. Dieser ermöglicht es, auch Schwerteilchenstöße
zu berücksichtigen. Somit lassen sich neben Rechnungen zu
den elektronisch angeregten Zuständen eines Moleküls auch solche zu dessen
Ionen und den durch Dissoziation entstehenden Atomen durchführen.
Am Beispiel der Plasmarekombination wird gezeigt, daß für die Interpretation
der Balmerstrahlung des atomaren Wasserstoffs sowohl atomare
als auch molekulare Besetzungsmechanismen von Bedeutung sind.
Neben den Ionen tragen auch die Neutralteilchen zum Rekombinationsmechanismus
bei, so daß Verwendung eines nichtlinearen Modells unerläßlich
ist. Anwendungen zur Bestimmung von Plasmaparametern werden
vorgestellt.
Fachvortrag P 15.5 Mi 16:45 Hörsaal D
SEERS für HD-Plasmen: Ein erweitertes analytisches Modell
— •Thomas Mussenbrock und Ralf Peter Brinkmann — Lehrstuhl
für Theoretische Elektrotechnik, Ruhr-Universität Bochum, Universitätsstr.
150, D-44780 Bochum, Germany
Die ständig steigenden Anforderungen an Plasmaprozesse zur Fabrikation
von mikroelektronischen Schaltungen führen immer mehr zum
Wunsch nach Regelung der Prozesse. Die adäquate Basis bilden Plasmadiagnostiken,
die kontaminationsfrei, passiv und in-situ die entscheidenden
Plasmaparameter liefert.
Ein Kandidat hierfür ist SEERS (Self-Excited Electron Resonance
Spectroscopy). SEERS basiert auf der bei kapazitiver Leistungseinkopplung
angeregten Plasma-Serienresonanz. Aus der Analyse des im Plasma
fließenden HF-Stromes bezüglich der angeregten Harmonischen erhält
man Informationen über Frequenz und Dämpfung der angeregten kollektiven
Resonanz. Damit kann man auf wichtige Plasmaparameter, wie
mittlere Elektronendichte, mittlere Elektronestoßrate oder eingekoppelte
Leistung, über ein adäquates Modell rückschließen.
In diesem Beitrag wird ein analytisches, nichtlineares und räumlich aufgelöstes
Plasmamodell zur Berechnung des HF-Stromes vorgeschlagen,
welches neben der Plasmadynamik die bei HD-Plasmen immer stärker
werdenden Induktionseffekte berücksichtigt.
[1] T. Mussenbrock und R.P. Brinkmann, ICPIG Proc. 1 (2003), 165
[2] R.P. Brinkmann und T. Mussenbrock, IGPIG Proc. 1 (2003), 137
P 16 Niedertemperaturplasmen Plasmatechnologie III
Zeit: Mittwoch 14:45–17:45 Raum: Hörsaal H
Fachvortrag P 16.2 Mi 15:45 Hörsaal H
Non-thermal plasmas as sterilisation- and coating technique
— •Christian Schrader and Karl-Heinz Gericke — Institut für
Physikalische und Theoretische Chemie, Technische Universität Braunschweig,
Hans-Sommer Strasse 10, D-38106 Braunschweig
Non-thermal plasma processing at atmospheric pressure has received
growing interest. Recently, micro-structured electrode (MSE) arrays were
introduced as alternative atmospheric pressure plasma sources. They consist
of planar and parallel electrodes with geometric characteristics in the
µm-range manufactured by means of modern micro machining and galvanic
techniques. Our experimental setup consists of a MSE array coupled
to a RF-generator unit with a special probe in order to measure voltage,
current and phase angle of the system. A planar electrode at a distance
of 2 mm is biased with different acceleration potentials in order to bridge
the gap between plasma source and substrate. As an example the usage
of the plasma source to sterilise UV- or thermo resistant spores placed
on food-packaging materials is demonstrated. Motion of the particles is
drift controlled, because amplitudes of electrons as well as ions exceed
d/2 of the electrode gap d (70µm). To describe the behaviour of the
charged particles in the RF field (frequency ω) we use the DC Townsend
breakdown theory. The ion amplitudes z0 were calculated by:
√ ω 2 +ν 2 c
z0 = eE0
mω
This equation gives the extreme values derived from the solution of the
equation of motion including the pressure dependent Lorentz collisional
term νc in order to account for friction.
Fachvortrag P 16.3 Mi 16:05 Hörsaal H
Plasmainduzierte Polymerisation amphiphiler Aggregate —
•Mario Maaß 1 , Jörg Ehlbeck 1 , Günther Oehme 2 , Hans
Fuhrmann 2 und Torsten Dwars 2 — 1 Institut für Niedertemperatur-
Plasmaphysik Greifswald e.V. (INP), Friedrich-Ludwig-Jahn-Straße 19,
17489 Greifswald — 2 Institut für Organische Katalyseforschung an der
Universität Rostock e.V. (IfOK), Buchbinderstraße 5-6, 18055 Rostock
Amphiphile Aggregate spielen in unserem täglichen Leben eine entscheidende
Rolle. So findet man sie als Emulgatoren (Bekämpfung von
Ölhavarien), als Waschmittel, als Beschichtungsmittel (Lacke und Kosmetika),
als Arzneimittelträger (Microencapsulation, Depottabletten),
als polymerlöslichen Träger in der Synthesechemie aber auch als Reaktionsort
in der katalytischen Chemie. In praxi ist es oft notwendig Form
und Größe der Aggregate zu stabilisieren. Man denke hier an Waschmittel,
die nicht hautgängig sein sollen, Mizellen, welche einen Katalysator
tragen, oder Vesikel, die in der Medizin unter anderem als Träger von Arzneimitteln
oder von radioaktiven Substanzen Verwendung finden. Weitere
Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der Bindung selektiver Komplexliganden
mittels Oberflächenmodifizierung an den Funktionalitäten.
Für viele dieser Anwendungen ist es erforderlich, die Substanzen mit einer
stabilen Hülle zu umgeben. Hier setzt die plasmainduzierte Polymersiation
an.
Der Vortrag zeigt Ergebnisse auf, die im Rahmen eines BMBF-
Verbundprojektes (FKZ 13N7542/8) zur ” Erforschung plasmachemischer
Prozesse zur Polymerisation kolloidaler Systeme“ erzielt wurden.
Fachvortrag P 16.4 Mi 16:25 Hörsaal H
Massenspektrometrische Analyse reaktiver Spezies in gepulsten
CF4 /H2-Entladungen — •Martin Geigl und Jürgen Meichsner
— Institut für Physik, Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald, Domstr.
10a, D-17489 Greifswald
Entladungen in Gemischen aus Fluorkohlenstoffen und Wasserstoff
führen vielfach zur Abscheidung von Schichten. Der Mechanismus der
Schichtbildung ist allerdings noch weitgehend ungeklärt. Es wird vermutet[1],
daß CF2 im Volumen zu längeren Ketten reagiert, die dann zur
Schichtbildung führen. CF2 wiederum entsteht an der Wand durch Abstraktion
durch freien Fluor und/oder durch Ionenbeschuß.
Mittels Schwellwert-Massenspektrometrie wurde die zeitabhängige
Dichte von CFx (x = 2, 3), C2F4, C3F6 und höheren Neutralen in
einer gepulsten rf-Entladung (0,5 - 10 Hz) in CF4 /H2-Gemischen