Abstract

Doktorandenkolloquium des SFB 591 und Graduiertenkolleg 1051 vom 30.07. bis 31.07.2007 in Bad Honnef

Struktur und Dynamik negativer Sauerstoff-Ionen in gepulsten induktive angeregten Radiofrequenz-Entladungen

J. A. Wagner
Fachbereich Physik, Universität Duisburg-Essen, Campus Essen

Eine Zusammenfassung der Dissertation.

An einer GEC-Referenzzelle mit gepulster induktiver Radiofrequenz-Anregung wurde mit Hilfe verschiedener diagnostischer Methoden die räumliche Verteilung und das zeitliche Verhalten der Ladungsträger im Afterglow an verschiedenen Edelgas-Sauerstoff-Entladungen (Ar, Kr und Ne) untersucht. Durch die Verwendung einer modifizierten induktiven Anregung konnten Messungen erstmals über einen weiten Bereich der Plasmadichte und der Gasmischungen durchgeführt werden. Der Schwerpunkt der Untersuchungen lag dabei auf der Diagnostik von negativen Sauerstoffionen mittels laserinduziertem Photodetachment an einer unkompensierten Langmuirsonde und der Identifikation der Bildungs- und Verlustprozesse negativer Ionen während der Entladung und im Afterglow des zerfallenden Plasmas.

Durch zusätzliche Untersuchungen mit einem Plasmamonitor, Sonden und Emissionsspektroskopie wurde die Bedeutung metastabiler Edelgasatome an den Bildungsprozessen negativer Ionen geklärt und fundamentale Plasmaparameter erschlossen. Mit diesen Daten konnte mit einem einfachen globalen Ratengleichungs-Modell die Reaktionskinetik der negativen Ionen beschrieben werden.
Weitere Messungen der Anionenanteile wurden in der Diffusionskammer einer Helikonentladung durchgeführt, in der durch einen besseren Einschluss des Plasmas längere Diffusionszeiten herrschen. In der Diffusionskammer beobachtet man ähnliche zeitliche Verläufe der Anionenanteile wie in der GEC-Entladung. Nur unter Berücksichtigung der Bildung von O- über dissoziative Elektronenanlagerung an O2M-Moleküle können die Messungen durch das globale Modell beschrieben werden.