Spatially two-dimensional microphysical description of plasma in the anode region of a glow discharge

• Applicant: Dr. Dirk Uhrlandt
• Subject Area: Optics, Quantum Optics and Physics of Atoms, Molecules and Plasmas
• Term: from 1999 to 2003
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5155618

Die Eigenschaften von anisothermen Niederdruckplasmen, wie sie zunehmend in der Plasmaprozeßtechnik eingesetzt werden, sind maßgeblich durch die nichtlokale Kinetik der Elektronenkomponente bestimmt. Die adäquate Beschreibung der räumlichen Struktur solcher Plasmen erfordert eine kinetische Behandlung der Elektronen durch Lösung einer räumlich inhomogenen kinetischen Gleichung unter Berücksichtigung aller wirkenden Feldkomponenten. Bisher ist die numerische Lösung der entsprechenden inhomogenen elektronenkinetischen Gleichung nur für in einer Ortsrichtung inhomogene Situation möglich oder kann nur unter Annahme weitreichender Näherungen erfolgen. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung praktikabler Verfahren zur Beschreibung der räumlichen Struktur der Elektronenkinetik in mehr als einer Raumdimension. Ein in jüngster Zeit experimentell näher untersuchtes Beispiel eines räumlich stark strukturierten Niederdruckplasmas stellt das Anodengebiet der Gleichstrom-Glimmentladung im zylindrischen Rohr dar. An diesem Beispiel soll die inhomogene Elektronenkinetik erstmals durch numerische Lösung einer zweidimensional räumlich inhomogenen kinetischen Gleichung in Zwei-Term-Näherung detailliert untersucht werden. Nach erfolgreicher Entwicklung eines geeigneten Verfahrens zur Lösung der kinetischen Gleichung wird eine Gesamtbeschreibung des Plasmas angestrebt. Weiterhin soll das Verfahren auf die Analyse anderer Plasmasituationen mit ähnlicher Geometrie übertragen werden.

• DFG Programme: Research Grants