Düsseldorf 2007 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 10: Niedertemperaturplasmen

P 10.1: Fachvortrag

Dienstag, 20. März 2007, 11:20–11:45, 6F

Mikrowellenkonzentrator als freistehende, linear ausgedehnte Plasmaquelle — •Ulrich Schweitzer¹, Andreas Schulz¹, Matthias Walker¹, Klaus-Martin Baumgärtner², Horst Muegge² und Ulrich Stroth¹ — ¹Institut für Plasmaforschung, Universität Stuttgart, D-70569 Stuttgart — ²Muegge Electronic GmbH, D-64385 Reichelsheim

Für manche technologischen Anwendungen ist es notwendig, dass das Plasma keine direkte Wandberührung hat, sondern frei im Raum steht. Es kommt dann weder zu Verunreinigungen des Plasmas durch Wandmaterial, noch werden Elektroden durch ätzende Plasmen beschädigt oder durch aus dem Plasma abgeschiedene Schichten bedeckt.

In dieser Arbeit wird der Mikrowellenkonzentrator vorgestellt. Es handelt sich dabei um einen elliptischen Zylinder. In einer Fokuslinie wird Mikrowellenleistung eingekoppelt, wodurch sich ein stehendes elektrisches Feld im Konzentrator ausbildet. Durch geeignete metallische Strukturen wird eine Verteilung des elektrischen Felds erreicht, die entlang der anderen Fokuslinie ein linear ausgedehntes Maximum aufweist. Messungen der elektrischen Feldstärkeverteilung zeigen ausgezeichnete Übereinstimmung mit Simulationsergebnissen.

In einem evakuierten Glasrohr um die zweite Fokuslinie zündet ein vollständig freistehendes Plasma, das bei niedrigen Drücken (ca. 10 bis 200 Pa) eine sehr gute Homogenität entlang der Fokuslinie aufweist. Bei sehr hohen Drücken zieht sich das Plasma zu Kugeln zusammen, deren Position mit den Strukturen im Inneren des Konzentrators korreliert. Die Plasmakugeln bleiben dabei weiterhin freistehend.