Hannover 2010 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 8: Poster: Low Temperature Plasmas I

P 8.15: Poster

Dienstag, 9. März 2010, 16:00–18:00, Lichthof

Massenaufgelöste Ionenflüsse aus Wasserstoff-Argon-Niedertemperaturentladungen: Vergleich Experiment - Modell — •Maik Sode, Thomas Schwarz-Selinger, Wolfgang Jacob, Dirk Wünderlich und Ursel Fantz — Max Planck Institut für Plasmaphysik, 85748 Garching, EURATOM Assoziation

Aus einem Niedertemperaturplasma austretende Ionenflüsse wurden mit einem energiedispersiven Massenspektrometer quantitativ und massenaufgelöst ermittelt. Das Plasma wird induktiv erzeugt, wobei eine Hochfrequenz von 13,56 MHz durch einen Quarzglashut mittels einer flachen Spule eingekoppelt wird. Die Ionenmassenverteilungen wurden für 2 und 10 Pa Totaldruck in Abhängigkeit vom Wasserstoff-Argon-Mischungsverhältnis mit dem energiedispersiven Massenspektrometer gemessen, welche zusätzlich mit einem Gegenfeldanalysator quantitativ bestimmt wurden. Somit wurden Ionenflüsse auf die Wand im Bereich von 10¹⁵ cm⁻² s⁻¹ ermittelt. Die häufigsten Ionenspezies sind für reine H₂-Plasmen das H₃⁺-Ion bzw. für reine Argonplasmen das Ar⁺-Ion. Bei Mischungen der Gase dominieren das H₃⁺- sowie das ArH⁺-Ion, während H⁺, H₂⁺ und Ar⁺ nur einen kleinen Anteil am Gesamtionenstrom beitragen.

Diese Resultate werden mit Simulationsrechnungen verglichen. Die Simulation basiert auf einem Ratengleichungsmodell, das elektronenstoßinduzierte Prozesse und Ionen-Molekülreaktionen im Plasmavolumen beinhaltet. Als weitere Inputparameter für die Modellierung wurden für die experimentellen Verhältnisse die Dichte und Temperatur der Elektronen mit einer Langmuirsonde gemessen.