Abstract

Frühjahrstagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft vom 27.03. bis 30.03.2006 in Augsburg

Negative Sauerstoffionen in gepulsten RF-Entladungen

J. A. Wagner1, B. Clarenbach2, H.-M. Katsch1 und M. Krämer2
1 Universität Duisburg-Essen (Campus Essen), Fachbereich Physik, D-45117 Essen
2 Experimentalphysik II, Ruhr-Universität Bochum

Die zeitliche und räumliche Verteilung der Ladungsträger zweier RF-Entladungen (induktiv betriebene GEC-Referenzzelle und großvolumiges Plasma in einer Diffusionskammer, injiziert aus einer Helikonquelle) wurde gemessen und modelliert. Die Plasmen unterscheiden sich wesentlich in ihrer Einschlussdauer. Untersucht wurden Edelgas-Sauerstoff-Plasmen im Druckbereich von 0.5-10 Pa bei verschiedenen Mischungsverhältnissen der Gase. Das Hauptaugenmerk bei den Messungen lag auf den Bildungs- und Verlustprozessen negativer Sauerstoffionen und dem Nachweis der O--Ionen mit Laser induziertem Photodetachment in Verbindung mit einer Langmuir-Sonde. Aus dem zeitlichen Verhalten der positiven und negativen Ladungsträgerdichten im Afterglow konnte durch Vergleich mit Modellrechnungen für beide Plasmen die wechselseitige Neutralisation mit positiven Ladungsträgern als wesentlicher Verlustprozess der negativen Ionen identifiziert werden. Einen kleineren Einfluss auf den Verlust der negativen Ionen haben Stöße mit O und O2(a1Δg). Als zusätzlicher Erzeugungskanal für die negativen Ionen im Afterglow konnte der Einfluss von hochliegenden metastabilen Sauerstoffmoleküle, O2 (A3Σu+, C3Δu, c1Σu-), identifiziert werden.

Das Projekt wird von der DFG im Rahmen des SFB 591, Teilprojekt A7, gefördert.