Abstract

Frühjahrstagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft vom 08.03. bis 11.03.2003 in Kiel

Dichtebestimmung negativer Sauerstoffionen in einer gepulsten RF-Entladung in Argon / Sauerstoff-Gemischen mit induktiver Einkopplung

C. Manthey, A. Wagner, H. M. Katsch und H. F. Döbele
Fachbereich Physik, Universität Duisburg-Essen

In einer gepulsten Sauerstoff-Radiofrequenzentladung mit induktiver Einkopplung (GEC Typ) wurde die Dichte der negativen Sauerstoffionen während der Entladung mit Cavity-Ringdown und in der Abklingphase mit Photodetachment untersucht. Durch Vergleich mit Rechnungen konnten aus dem zeitlichen Verhalten der positiven und negativen Ladungsträgerdichten im Afterglow der Entladung die wesentlichen Verlustprozesse der negativen Ionen identifiziert werden.

Entgegen den Erwartungen sind Argon / Sauerstoff-Gemische bis zu Mischungen Argon zu Sauerstoff von 8 zu 2 stark elektronegativ. Es wird ein Anstieg der Dichte der negativen Ionen mit abnehmendem O2-Anteil beobachtet. Diese Beobachtung ist unerwartet, da nach Modellrechnungen von Lee und Lieberman die absolute Dichte der negativen Ionen mit abnehmendem O2-Anteil und zunehmender Plasmadichte abnehmen sollte. Bei Plasmadichten im Bereich 1011 cm-3 und größer ist der Hauptverlustprozess für negativen Ionen durch Rekombination mit den positiven Ladungsträgern gegeben.Somit dürfte mit zunehmenden Argonanteil und ansteigender Plasmadichte die Dichte der negativen Ionen nicht weiter zunehmen. Offensichtlich wird ein weiterer Erzeugungskanal für die negativen Ionen mit zunehmenden Argonanteil wirksam.

Gefördert im Forscherverbund 'Analyse und Modellierung der Einwirkung gepulster Plasmen auf Oberflächen' vom BMBF (FKZ 13N8052).