Phasenaufgelöste emissionsspektroskopische Untersuchung der Besetzungsdynamik angeregter Zustände in Wasserstoff-RF-Entladungen (Volumen 1) (Tienda española)

Die Dissertation „Phasenaufgelöste emissionsspektroskopische Untersuchung der Besetzungsdynamik angeregter Zustände in Wasserstoff-RF-Entladungen“ von Timo Gans untersucht die zeitabhängigen physikalischen Prozesse in wasserstoffbasierten Niedertemperaturplasmen.
Im Mittelpunkt steht die Analyse der Besetzungsdynamik elektronisch angeregter Zustände mithilfe phasenaufgelöster optischer Emissionsspektroskopie (OES).
Untersucht werden insbesondere kapazitiv gekoppelte Radiofrequenzentladungen (CCRF) und die Wechselwirkungen zwischen Elektronen, Ionen und neutralen Wasserstoffteilchen.
Ein Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung spektroskopischer Verfahren zur Bestimmung von Stoßabregungskoeffizienten angeregter atomarer und molekularer Zustände.
Hierfür werden zeitaufgelöste Emissionsmessungen mit analytischen Modellen der Besetzungsdynamik kombiniert.
Die Untersuchungen berücksichtigen sowohl Elektronenstoßanregungen als auch Kaskadenprozesse und strahlungslose Stoßabregung.
Ein weiteres Forschungsziel ist die Rekonstruktion der zeit- und ortsabhängigen Elektronenenergieverteilungsfunktion (EEDF).
Dabei werden gerichtete Elektronenbewegungen, Sekundärelektronen und Ionisationsprozesse innerhalb der Plasmaentladung analysiert.
Die Ergebnisse zeigen die besondere Bedeutung energiereicher Elektronen für die Anregungs- und Ionisationsdynamik.
Zusätzlich wird der Einfluss von Kaskadenprozessen auf die Bestimmung der Gastemperatur anhand der Rotationsbesetzung angeregter Wasserstoffmoleküle untersucht.
Die Arbeit weist außerdem Anregungsprozesse durch energiereiche Wasserstoffatome nach, die infolge von Ionenbeschuss an Elektrodenoberflächen entstehen.
Die entwickelten Diagnosemethoden erweitern die Möglichkeiten der Plasmacharakterisierung und tragen zum Verständnis der Elektronenkinetik und Plasmachemie in Hochfrequenzentladungen bei.