Kiel 2011 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 9: Poster: Diagnostik technischer Plasmen

P 9.1: Poster

Dienstag, 29. März 2011, 17:00–19:00, Foyer

Messung von Kräften auf eine Oberfläche in einem Ionenstrahl — •Alexander Spethmann, Thomas Trottenberg, Viktor Schneider und Holger Kersten — Institut für Experimentelle und Angewandte Physik, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, 24098 Kiel

Breitstrahlionenquellen sind ein wichtiges industrielles Werkzeug zur Oberflächenbehandlung und finden ebenfalls Anwendung als Ionentriebwerke in der Raumfahrt. Die Diagnostik des Ionenstrahls wird gewöhnlich mit elektrostatischen Messverfahren durchgeführt, die ausschließlich Ströme geladener Teilchen erfassen können. Beispiele dafür sind Langmuir-Sonden, Gegenfeldanalysatoren und Faraday-Cups. Da jedoch im Allgemeinen durch Stoßprozesse auch ungeladene Atome hohe Energien erhalten können [1,2], ist es wünschenswert, auch diese durch ein Messverfahren nachweisen zu können. So können beipielsweise Energieströme kalorimetrisch gemessen werden [3]. In diesem Beitrag wird eine Sonde vorgestellt, die Impulsströme (Kräfte) misst. Der von den einfallenden (größtenteils implantierten) Teilchen übertragene Impuls ist dabei nicht die einzige Ursache für die auftretenden Kräfte, denn auch die durch Sputtern aus der Oberfläche herausgeschlagenen Atome und möglicherweise reflektierte Teilchen tragen dazu bei. Die Messungen mit verschiedenen Oberflächenmaterialien werden mit Simulationen der Sputterprozesse verglichen.

[1] Trottenberg et al., Phys. Plasmas 17, 103702 (2010)

[2] Yunogami et al., J. Vac. Sci. Technol. A 13, 953 (1995)

[3] Stahl et al., Rev. Sci. Instrum. 81, 023504 (2010)