Hochratesynthese von Hartstoffschichten auf Siliciumbasis - Qucosa ...
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4. Methodische Vorgehensweise<br />
59<br />
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4.4.1 Emissionsspektroskopie<br />
Die Emissionsspektroskopie stellt eine technisch einfache und passive Methode, was bedeutet,<br />
dass das Untersuchungsobjekt durch die Messung nicht beeinflusst wird, zur Charakterisierung<br />
<strong>von</strong> Plasmen dar. Dabei wird die ohnehin vom Plasma emittierte Strahlung analysiert.<br />
Diese Plasmastrahlung wird nach Wellenlängen <strong>auf</strong>gelöst. Dies kann den Spektralbereich <strong>von</strong><br />
Röntgenstrahlung (ω ~ 1 nm) bis zu Mikrowellen (ω ~ 10 6 nm) umfassen. Die charakteristi-<br />
sche Strahlung, die angeregte Atome beim Übergang zu niedrigeren Energieniveaus emittieren,<br />
liegt zumeist im sichtbaren und nahen ultravioletten Bereich. Der Analysator besteht aus<br />
einem Spektrografen, der die Strahlung spektral zerlegt, und einem Detektor zur Aufzeichnung<br />
des Spektrums. Im einfachsten Fall kommt zur Detektion eine Fotoplatte zum Einsatz,<br />
moderne Systeme arbeiten mit flächenhaften Festkörperdetektoren (CCD Kameras), die mit<br />
Rechnern gekoppelt sind. Auf diese Weise können auch zeitlich sich schnell ändernde Plasmazustände<br />
erfasst und analysiert werden.<br />
Die Emissionsspektroskopie wird meist zum Registrieren <strong>von</strong> Spektrallinien und deren Auswertung<br />
zum Identifizieren <strong>von</strong> Spezies im Plasmastrahl eingesetzt. Die Emission <strong>von</strong> Plasmen<br />
beruht <strong>auf</strong> Übergängen angeregter Atome oder Moleküle <strong>von</strong> einem hohen Energie-<br />
niveau W1 <strong>auf</strong> ein niedrigeres Niveau W2. Die Energiedifferenz ∆W bestimmt die Wellenlänge<br />
der emittierten Strahlung (Gl. 4).<br />
h ⋅ c<br />
∆W<br />
= W −W<br />
= h ⋅ν<br />
=<br />
2 1 ϖ<br />
mit: W : Energie eines Atoms oder Moleküls<br />
h : Planck´sches Wirkungsquantum (6,626·10 -34 J·s)<br />
c : Lichtgeschwindigkeit (2,998·10 8 m/s)<br />
ν : Frequenz<br />
ϖ : Wellenlänge<br />
(Gl. 4)
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