TRR 24:  Grundlagen komplexer Plasmen

• Fachliche Zuordnung: Physik
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5486308

Der Sonderforschungsbereich/Transregio befasst sich mit umfassenden Untersuchungen von Multikomponenten-Plasmen, welche Nano- oder Mikropartikel, negative Ionen, reaktive Moleküle oder Radikale enthalten sowie durch physikalische und chemische Prozesse an Oberflächen beeinflusst werden. Die vielfältigen Erscheinungen in komplexen Plasmen erfordern eine Fokussierung auf aktuelle, eng miteinander verknüpfte Themenfelder:
-- Kräfte, Einschluss, Ordnungsphänomene und kollektive Effekte in staubigen Plasmen
-- Chemische und physikalische Prozesse unter Beteiligung von Ionen, Atomen und Molekülen im Plasma, Wechselwirkung mit Partikeln und Festkörperoberflächen
-- Synthese und Eigenschaften von Nanoteilchen in Plasmen und deren Deposition auf Oberflächen
-- Wellen, Selbstorganisation und Stabilität von Multikomponenten-Plasmen
-- Korrelationen und kollektive Effekte in VielteilchensystemenDie bearbeiteten Teilprojekte, die zwei Projektbereichen zugeordnet sind, bilden ein geschlossenes Netzwerk von experimentellen Untersuchungen, analytischer Theorie, Computersimulationen und modernen Methoden der Datenanalyse.
Projektbereich A - Dynamik und OrdnungsphänomeneUntersuchungen erfolgen zur Wellenausbreitung und Stabilität in Plasmen in Anwesenheit von negativen Ionen und/oder Partikeln unter dem Einfluss eines externen Magnetfeldes. In staubigen Plasmen werden Ordnungsphänomene, dynamische Prozesse und thermodynamische Eigenschaften in Experimenten und durch Entladungsmodellierung erforscht. Eine systematische mikroskopische Theorie stark gekoppelter staubiger Plasmen wird entwickelt. Instabilitäten und Strukturbildung werden durch Simulation von Coulombsystemen in Plasmafallen studiert.
Projektbereich B - Reaktivität und OberflächenprozesseDas raum-zeitliche Verhalten und die lokalen Plasmaeigenschaften von nichtstationären Molekülplasmen sowie die Partikelsynthese in reaktiven Plasmen und chemischen Prozessen auf Partikel- und Festkörperoberflächen werden studiert. Mikropartikel werden als Sonden im Plasma zur Analyse von Aufladungsprozessen und der Energiedeposition eingesetzt. Eine integrale Datenanalyse dient der Beurteilung diagnostischer Methoden, der Kopplung von Modellierung und Simulationen mit experimentellen Daten und der optimalen Gestaltung von Experimenten. Eine Multiskalensimulation unterstützt die Modellierung von Plasmen, Plasmagrenzschichten und reaktiven Oberflächenprozessen.

• DFG-Verfahren: Transregios
• Internationaler Bezug: Niederlande

Abgeschlossene Projekte

• A01 - Dynamischer Response magnetisierter Plasmen mit negativen Ionen (Teilprojektleiter Grulke, Olaf ;  Klinger, Thomas )
• A02 - Dynamik magnetisierter Plasmen (Teilprojektleiter Greiner, Franko ;  Piel, Alexander )
• A03 - Ordnungsphänomene in staubigen Plasmen (Teilprojektleiter Block, Dietmar ;  Melzer, André ;  Piel, Alexander )
• A04 - Simulations of Colloidal Plasmas (Teilprojektleiter Goedheer, Wim ;  Melzer, André )
• A05 - Simulation des Partikelwachstums, Korrelationen und Wachstum dünner Schichten in komplexen Plasmen (Teilprojektleiter Bonitz, Michael ;  Fehske, Holger ;  Wolf, Sebastian )
• A07 - Theorie und Simulation stark korrelierter rotierender und magnetisierter Plasmen (Teilprojektleiter Bonitz, Michael ;  Filinov, Alexei V. ;  Kählert, Hanno )
• A09 - Multiskalensimulation strömender komplexer Plasmen (Teilprojektleiter Bonitz, Michael ;  Ludwig, Patrick )
• B01 - Reactivity and pattern formation in plasmas of electronegative gases (Teilprojektleiter Bruhn, Berndt ;  Wagner, Hans-Erich )
• B02 - Kinetik transienter Moleküle in Plasmen (Teilprojektleiter Röpcke, Jürgen )
• B03 - Kinetik und Simulation von Ladungsträgern und Neutralgaskomponenten in reaktiven Plasmen (Teilprojektleiter Loffhagen, Detlef )
• B04 - Mikropartikel als Plasmasonden (Teilprojektleiter Kersten, Holger )
• B05 - Dynamik und Reaktivität elektronegativer Plasmen (Teilprojektleiter Meichsner, Jürgen ;  Schneider, Ralf )
• B06 - Wachstum und Dynamik von Partikeln im Plasma (Teilprojektleiter Hippler, Rainer )
• B07 - Surface Layers in Reactive Plasmas (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Helm, Christiane A. ;  Wulff, Harm )
• B08 - Integrated Data Analysis in Plasma Physics (Teilprojektleiter Dinklage, Andreas ;  Pompe, Bernd )
• B09 - Multi-scale simulations of plasmas and plasma-wall interaction (Teilprojektleiter Fehske, Holger ;  Schneider, Ralf )
• B10 - Mikro- und Makrophysik des Plasma-Wand-Übergangs (Teilprojektleiter Bronold, Franz Xaver ;  Fehske, Holger )
• B11 - Korrelation relevanter Oberflächen- und Volumenprozesse während des Durchbruchs und der Entwicklung von Plasmen bei höheren Drücken (Teilprojektleiter Brandenburg, Ronny ;  Meichsner, Jürgen ;  Wagner, Hans-Erich )
• B12 - Nichtthermischer, reaktiver Atmosphärendruck-Plasmajet (Teilprojektleiter Foest, Rüdiger ;  Hippler, Rainer ;  Weltmann, Klaus-Dieter )
• B13 - Plasmaprozesse zur Abscheidung nanostrukturierter Kompositmaterialien (Teilprojektleiter Faupel, Franz ;  Kersten, Holger )
• B14 - Laterale Strukturierung einer planaren, dielektrischen Barrierenentladung (Teilprojektleiter Meichsner, Jürgen ;  Stollenwerk, Lars )
• B15 - Untersuchung der Nukleation und des Wachstums von Nanopartikeln in Plasmen (Teilprojektleiter Kersten, Holger ;  Strunskus, Thomas )
• Z - Zentrale Aufgaben (Teilprojektleiter Meichsner, Jürgen )

• Antragstellende Institution: Universität Greifswald
• Mitantragstellende Institution: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
• Beteiligte Institution: Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP)
• Sprecher: Professor Dr. Jürgen Meichsner