Abstract

Frühjahrstagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft vom 04.03. bis 09.03.2005 in Berlin

Negative Sauerstoffionen in einer gepulsten RF-Entladung mit induktiver Einkopplung in Edelgas / Sauerstoff-Gemischen

J. A. Wagner, H. M. Katsch und H. F. Döbele
Universität Duisburg-Essen (Campus Essen), Fachbereich Physik, D-45117 Essen

In einer gepulsten Sauerstoff-RF-Entladung mit eiem modifizierten GEC-Reaktor wurde die zeitabhängige Dichte der negativen Sauerstoffionen untersucht. Durch Vergleich mit Modellrechnungen konnten aus dem zeitlichen Verhalten der positiven und negativen Ladungsträgerdichten im Afterglow der Entladung die wesentlichen Verlustprozesse der negativen Ionen identifiziert werden. Bei Plasmadichten ≥ 1011cm-3 ist der Hauptverlustprozess für negativen Ionen durch gegenseitige Neutralisation mit den positiven Ladungsträgern gegeben. Einen kleineren Einfluss auf den Verlust der negativen Ionen haben Stöße mit atomarem Sauerstoff und Stöße mit den metastabilen Sauerstoffmolekülen, O2(a1Δg). Alle Edelgas / Sauerstoff Mischungen zeigen bis zu einem Verhältnis von 9 zu 1 einen hohen Anteil negativer Ionen. Im Vergleich zum Ergebnis von Modellrechnungen nimmt im Afterglow die Dichte der negativen Ionen deutlich langsamer ab. Offensichtlich wird ein weiterer Erzeugungskanal für die negativen Ionen im Afterglow wirksam. Messungen mit zeitabhängiger Appearence-Potential Massenspektrometrie lassen den Einfluss der metastabilen Edelgasatome und der hochliegenden metastabilen Sauerstoffmoleküle, O2 (A3Σu+, C3Δu, c1Σu-), als weitere Bildungskanäle für negative Sauerstoffionen wahrscheinlich erscheinen.

Dieses Projekt wird von der DFG im Rahmen des SFB 591, Teilprojekt A7, gefördert.