Optische Ladungsmessung an Nanopartikeln in Plasmen

• Antragsteller: Professor Dr. André Melzer
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 407452336

In diesem Projekt soll eine neuartige, rein optische Methode zur Ladungsmessung an nanometergroßen Partikeln (Submikrometerpartikeln) in einem staubigen Plasma entwickelt werden. Die Aufladung von Partikeln ist ein zentraler, fundamentaler Aspekt in diesen Plasmen. Zu diesem Zweck soll eine optische Diagnostik aufgebaut werden, die die Teilchenladung aus der ladungsabhängigen Verschiebung der optischen Phononenresonanz im infraroten Spektralbereich bestimmt. Dabei wird ausgenutzt, dass sich diese optische Phononenresonanz mit der Ladung auf der Teilchenoberfläche hin zu höherer Energie (kürzerer Wellenlänge) verschiebt. Diese ladungsabhängige Verschiebung der optischen Phononenresonanz soll dann für Teilchen aus verschiedenen Materialien, mit verschiedener Größe und mit verschiedenen Teilcheneigenschaften, wie positiver bzw. negativer Elektronenaffinität, sowie für unterschiedliche Plasmabedingungen gemessen werden. Dies erlaubt tiefgreifende Rückschlüsse auf die Aufladungsdynamik von Teilchen in einem Plasma und die grundlegenden und wichtigen Eigenschaften der Plasma-Partikel-Wechselwirkung. Diese Erkenntnisse lassen sich dann prinzipiell auf plasmatechnolgische Anwendungen und astrophysikalische Plasmen mit Nanopartikeln übertragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen