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P: Fachverband Plasmaphysik

P 15: Poster: Theorie/Modellierung

P 15.23: Poster

Mittwoch, 14. März 2012, 16:30–19:00, Poster.III

Ein nicht-lokales driftkinetisches Elektronenmodell für eine magnetisch unterstützte DC-Entladung — •Benjamin Schröder und Ralf Peter Brinkmann — Lehrstuhl für Theoretische Elektrotechnik, Ruhr-Universität Bochum, Universitätsstraße 150, 44801 Bochum

Dieser Beitrag stellt ein kinetisches Modell für eine magnetisch unter- stützte DC-Entladung vor, wie sie bei der Advanced Plasma Source (APS) von Leybold Optics vorliegt. Es handelt sich dabei um eine bei sehr niedrigem Druck (typisch 0.02 Pa) betriebene koaxiale DC- Entladung. Eine geheizte LaB6-Kathode emittiert Elektronen, die sich in einem durch eine Zylinderspule hervorgerufenen magnetischen Feld bewegen. Das Plasma expandiert aus der Quelle in eine Vakuumkam- mer und enthält hochenergetische Ionen, die für die Unterstützung von Beschichtungsprozessen genutzt werden können. Während für den Expansionsbereich ein Modell erarbeitet wurde, fehlte bislang das Ver- ständnis für die plasmaphysikalischen Eigenschaften der Entladungsre- gion. Aufgrund der großen freien Weglängen der Elektronen muss das Problem kinetisch betrachtet werden. Dazu lässt sich über eine Ska- lenanalyse und einen Störungsansatz aus der Boltzmanngleichung ei- ne in ihren Variablen reduzierte, nicht-lokale driftkinetische Gleichung in Form einer inhomogenen Diffusionsgleichung herleiten. Die Vertei- lungsfunktion hängt dabei lediglich von der totalen Energie und einer Flusskoordinate ab. Die Gleichung wird unter der Annahme einer spe- ziellen Form des elektrischen Potentials gelöst und Ergebnisse präsen- tiert.