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P: Plasmaphysik

P 22: Diagnostik IV

P 22.3: Vortrag

Donnerstag, 12. März 1998, 09:00–09:15, H 13

Moleküldiagnostik in Mikrowellenplasmen mittels IR Laserdioden-Spektroskopie — •L. Mechold¹, J. Röpcke¹, M. Käning¹, W.Y. Fan² und P.B. Davies² — ¹Institut für Niedertemperatur-Plasmaphysik Greifswald — ²Department of Chemistry, University of Cambridge, U.K.

Erstmalig wurden in einem H₂/Ar/O₂-Mikrowellenplasma (f= 2.45 GHz) Konzentrationen des CH₃-Radikals und einer Reihe weiterer Moleküle bei geringen Zumischungen (0.9-7 %) von Methan und Methanol gemessen. Hierfür kam die IR-Laserdioden-Absorptionsspektroskopie zum Einsatz. Die Untersuchungen wurden bei variierenden Sauerstoffzumischungen an einer durchströmten (Flußrate: 555 sccm) als auch an einer geschlossenen planaren Mikrowellenplasmaquelle durchgeführt (Druck p= 1,5 mbar, Leistung P= 1,5 kW). Die CH₃-Radikaldichte verringerte sich nahezu exponentiell mit dem Anwachsen der Sauerstoffzumischung und lag zwischen 10¹²-10¹⁰ molecules/cm³. Der Dissoziationsgrad der zugemischten Kohlenwasserstoffe variierte in der durchströmten Plasmaquelle zwischen 30 und 90 %, erreichte unter abgeschlossenen Verhältnissen aber bis zu 99,8 %. Weiterhin wurden die mischungsabhängigen Konzentrationen von CH₄, C₂H₄, C₂H₂, C₂H₆, CH₃OH, CO und CO₂ im Plasma untersucht. Auf der Grundlage dieser Versuchsdaten werden die Massenbilanz der wesentlichen Reaktionsprodukte aufgestellt und grundlegende plasmachemische Prozesse analysiert.