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P: Fachverband Plasmaphysik

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Montag, 19. März 2007, 16:30–18:30, Poster A

Spektroskopische Diagnostik eines gepulsten Bogens zur Partikelsynthese — •Kurt Behringer und Till Höschen — Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, 85748 Garching

Die Elektronendichten und -temperaturen eines gepulsten koaxialen Plasmabrenners werden end-on mit spektroskopischen Methoden bestimmt. Eine Kondensatorentladung (60µF, 2 bis 5kV) führt zu gedämpften Schwingungen des Plasmastroms mit ca. 10kA Maximal-amplitude und 120µs Periodendauer. Zur Aerosolbildung kann vor der Entladung ein Prozessgas eingeleitet werden; die hier beschriebene Diagnostik verwendet jedoch nur Argon und Wasserstoff. Außerdem enthält das Plasma Kupfer und Zink der Messingelektroden. Das Spektrometer (Δλ = 0.04nm) erlaubt eine Aufnahme pro Entladung mit 10µs Integrationszeit. Die untersuchten Spektren liegen bei 422nm und 487nm ±7nm. Aus der Verbreiterung von H-, ArI- und ZnII-Linien wird n_e bestimmt. Die Ergebnisse folgen in etwa dem Strom mit Maximalwerten von ca. 1.5·10²³ m⁻³. Die Temperaturen erhält man aus dem Intensitätsverhältnis der Linien ArI/ArII und ZnI/ZnII. Für die Atome gilt PLTE, für die Ionen wird mit einem Stoß-Strahlungs-Modell gezeigt, dass LTE gut erfüllt ist, speziell unter Berücksichtigung der Opazität im VUV. Beide Kriterien ergeben übereinstimmend Maximaltemperaturen von ca. 22000 K, die über 300 µs hinweg kaum abnehmen. Um die Nulldurchgänge herum kühlt das Plasma auf ca. 14000 K ab. Die Entladungen sind über den Brennerquerschnitt nicht homogen und auch nicht sehr gut reproduzierbar. Als zusätzliches Ergebnis werden die Starkbreiten einiger ZnI-Linien gewonnen.