Düsseldorf 2007 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 17: Niedertemperaturplasmen

P 17.1: Vortrag

Donnerstag, 22. März 2007, 11:30–11:45, 6B

Experiment und PIC-Simulation zur räumlichen (axial) und zeitlichen optischen Emission im RF-Randschichtbereich eines O₂-Plasmas (CCP) — •Kristian Dittmann¹, Konstantin Matyash², Franz Xaver Bronold¹ und Jürgen Meichsner¹ — ¹Universität Greifswald, Institut für Physik, Felix-Hausdorff-Straße 6, 17487 Greifswald — ²Max-Planck Institut für Plasmaphysik, Wendelsteinstraße 1, 17491 Greifswald

Die optische Emission des atomaren Sauerstoffs bei 844 nm (3p³P −> 3s³S) wurde in einer kapazitiv gekoppelten Hochfrequenzentladung (13,56 MHz) in Sauerstoff im Bereich der RF-Randschicht und im elektrodennahen Plasma studiert. Es zeigt sich, dass eine elektronische Anregung des atomaren Sauerstoffs hauptsächlich in zwei Bereichen erfolgt, in einer schmalen Zone unmittelbar vor der RF-Elektrode und im Übergangsbereich Plasmagrenzschicht-Bulkplasma. Orts-zeitaufgelöste Messungen der Emission für eine RF-Periode ergeben, dass die Anregung an der Randschichtkante durch Stöße mit Elektronen dominiert wird. Die Anregung an der RF-Elektrode kann jedoch nicht durch eine Elektronenstoßanregung erklärt werden. Diese wird auf Stoßprozesse zwischen Scherteilchen zurückgeführt.

PIC-Simulationen der RF-Randschicht liefern eine gute Übereinstimmung mit dem Experiment, wenn neben Anregungen durch Elektronen infolge der Schichtdynamik zusätzlich ein Schwerteilchenstoß zwischen positiven geladenen und neutralen Sauerstoffionen angenommen wird. Schwellwert und Wirkungsquerschnitt dieses Prozesses wurden mit Hilfe der experimentellen Daten angepasst.