Kiel 2004 – wissenschaftliches Programm

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P: Plasmaphysik

P 12: Plasma-Wand-Wechselwirkung II, Grundlegende Probleme Theorie I

P 12.4: Fachvortrag

Mittwoch, 10. März 2004, 11:50–12:10, H\"orsaal D

Multiskalen-Analyse von Randschicht und Bulk in kapazitiv gekoppelten Niederdruckplasmen — •Frank S. Hamme und Ralf Peter Brinkmann — Lehrstuhl für Theoretische Elektrotechnik, Ruhr-Universität Bochum, Universitätsstr. 150, D-44780 Bochum, Germany

In kapazitiv gekoppelten Niederdruckplasmen (p<10 Pa) stellt die Ohmsche Heizung aufgrund der geringen Elektronen-Neutralteilchen-Wechselwirkung nicht mehr den dominanten Heizmechanismus dar. Stattdessen gewinnt der stochastische Heizeffekt der Elektronen in der Plasmarandschicht an Bedeutung.

Als inhärent kinetischer und anisotroper Effekt ist dieser Mechanismus bisher oft in konventionellen fluiddynamischen Plasma-Modellen vernachlässigt worden. Das Ziel unserer Forschung ist es, ein fluiddynamisches Modell zu erstellen, welches die Ohmsche Heizung im konventionellen Sinne und die stochastische Heizung als spezielle Randbedingung beinhaltet. Um dies zu erreichen entwickeln wir zunächst für die Elektronenkomponente des Plasmabulks mittels der Methode der Störungsrechnung inklusive Zeitskalenanalyse ein zylindersymmetrisches, isotropes Modell. Für die Plasmarandschicht konstruieren wir analog zwei eindimensionale Modelle - ein kinetisches und ein reduziert kinetisches und somit auch isotropes Modell. Da das isotrope Bulkmodell bereits den Ohmschen Heizeffekt beinhaltet, darf die gesuchte Randbedingung nur rein anisotrope Anteile enthalten. Diese spezielle Randbedingung erhält man also, indem man durch die “Differenz” des isotropen und anisotropen Randschichtmodells alle isotropen Anteile eliminiert.