Hannover 2010 – scientific programme

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 10: Poster: Theory/Modelling I

P 10.4: Poster

Tuesday, March 9, 2010, 16:00–18:00, Lichthof

Die Darwin-Approximation für technische Plasmen — •Denis Eremin, Martin Lapke, Thomas Mussenbrock und Ralf Peter Brinkmann — Lehrstuhl für Theoretische Elektrotechnik, Ruhr-Universität Bochum

Seit geraumer Zeit herrscht bei kapazitiv gekoppelten Plasmen -- getrieben durch Anwendungen wie Mikroelektronik und Photovoltaik -- ein Trend zu immer größeren Anlagen und höheren Betriebsfrequenzen. Mit beiden Parametern steigt der Einfluss elektromagnetischer Effekte auf die Plasmadynamik und die übliche elektrostatische Näherung bricht zusammen. Die numerische Simulation des elektromagnetischen Regimes auf Basis der vollen Maxwell-Gleichungen ist sehr aufwendig und nur unter einschränkenden Annahmen möglich. Dieser Beitrag zeigt, dass es jedoch in nahezu allen praktischen Fällen ausreicht, die einfachere Darwin-Approximation zu verwenden: Zwar sind die Anlagen nicht mehr klein gegen die Skintiefe des Plasmas, aber immer noch klein gegen die Vakuumwellenlänge der eingekoppelten Hochfrequenz. Zur Begründung dieser Aussage wird ein vollständig elektromagnetisches Modell mit realistischen Randbedingungen aufgestellt und einer systematischen Skalenanalyse unterworfen. Ferner werden erste Ergebnisse eines Particle-in-Cell-Codes unter Verwendung der Darwin-Approximation präsentiert.