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P: Plasmaphysik

P 10: Niedertemperaturplasmen / Plasmatechnologie 3

P 10.5: Vortrag

Dienstag, 28. März 2006, 12:30–12:45, 1002

Analytische Untersuchungen der Schwerteilchen-Transporteigenschaften in Niedertemperatur-Niederdruck-Plasmen — •Thomas Senega und Ralf Peter Brinkmann — Lehrstuhl für Theoretische Elektrotechnik, Ruhr-Universität Bochum

Die Grundlage zur Untersuchung der Transporteigenschaften im Bulk eines Niedertemperatur-Niederdruck-Plasmas bildet das von uns entwickelte Schwerteilchenmodell. Obwohl das betrachtete Regime fern eines thermischen und chemischen Gleichgewichtes ist, beschreiben die Schwerteilchen ein lokales thermisches Gleichgewicht und werden deshalb fluiddynamisch modelliert. Dabei wird das Impuls- und Energiegleichgewicht der Gesamtheit der Schwerteilchen als ein Hintergrund aufgefaßt, vor dem sich Drift-, Diffusions- und Wärmediffusionsprozesse abspielen. Die individuellen Eigenschaften der verschiedenen Schwerteilchensorten werden dabei durch Teilchenbilanzgleichungen und durch die Darstellung der Transporteigenschaften über die Entwicklung der Schwerteilchenverteilungsfunktionen in Hermit-Polynome realisiert. Da sich die Elektronen in diesem Regime nahezu isotrop verhalten, vervollständigt eine kinetische Beschreibung der Elektronen das Modell.

Anhand eines stark vereinfachten Beispiels mit nur zwei Schwerteilchensorten (Ar, Ar⁺), werden mit dem vorgestellten Modell die Transporteigenschaften der Schwerteilchen im Plasma-Bulk auf analytischer Basis untersucht. Durch einen Vergleich mit Messungen und etablierten theoretischen Beschreibungen wird das hergeleitete Transportmodell verifiziert. Ein abschließender Überblick zeigt die Vorteile unseres Modells gegenüber bisher verwendeten Modellen in diesem Regime auf.