Az
Univerzum ismert anyagának túlnyomó része plazma állapotban van, melyet
a szabad töltéshordozó részecskék jelenléte jellemez. A természetben
előforduló plazmákon kívül a laboratóriumokban és az iparban a plazma
alapú eljárások fontos szerepet játszanak számos technológiai lépésben
(pl. felületek maratásában, illetve vékonyrétegek leválasztásában,
integrált áramkörök, napelemek, biokompatibilis anyagok
előállításánál). A tárgy keretében megismerkedünk az
alacsony hőmérsékletű (nem termikus úton létrehozott) plazmák
fizikájának alapjaival, a töltött részecskék elemi folyamataival,
transzportjának jellemzőivel, az elektromos és optikai
plazmadiagnosztika alapjaival. Tárgyaljuk a gázkisülési plazmák
matematikai és számítógépes szimulációs leírási módszereit és modern
alkalmazásait. Lehetőségeket adunk a kísérleti berendezések
megismerésére és a kutatómunkába való bekapcsolódásra.
Tárgykódok:
BME:
BMETE80MF49, ELTE: ff1c9a102
Időpont és helyszín: CSÜTÖRTÖK 15:00 - 17:00, ELTE Déli tömb, 7-206 (Egyed László) terem
Tematika és előadások anyagai:
- Plazmák előfordulása és típusai a természetben és a
laboratóriumban. Tartalmi áttekintés. Termikus és nem-termikus plazmák.
Plazmák főbb jellemzői és paraméterei.
- Töltött részecskék mozgása és elemi folyamatai ionizált
gázokban. Ütközési hatáskeresztmetszetek. Kétrészecske-ütközések
kinematikája, Coulomb és polarizációs szórás.
- Részecsketranszport leírásának módszerei: Boltzmann egyenlet.
Folyadékegyenletek származtatása. Plazmahullámok.
- Monte Carlo
részecskeszimulációs
módszer. A sebességeloszlás függvény meghatározása és relaxációja
homogén elektromos térben.
- Egyenfeszültségű gázkisülések: átütés, önfenntartási folyamatok,
működési módok, térrészek. Egyenfeszültségű gázkisülések önkonzisztens
numerikus leírása:
állandósult állapotú kisülések, dinamikus viselkedés, nehéz részecskék
szerepe alacsony nyomású gázkisülésekben. Folyadék és hibrid
modellek.
- Kapacitív csatolású rádiófrekvenciás gázkisülések működése,
Particle-in-Cell / Monte Carlo ütközések (PIC/MCC)
szimulációs módszer, elektronok fűtési mechanizmusai elektropozitív és
elektronegatív gázokban.
- Impedanciaillesztés, a DC
előfeszültség kialakulása és szerepe, ionfluxus és ionenergia
szabályozásának
módszerei.
- Plazmadiagnosztika: elektromos szondák, optikai
spektroszkópia.
- Erősen csatolt plazmák / Poros plazmák. A porrészecskék
feltöltődése, a rájuk ható erők, poros plazma kísérleti berendezés.
Molekuladinamikai szimulációs módszer alapjai és alkalmazása
erősen
csatolt plazmák
leírására: struktúra, transzport, kollektív gerjesztések
(hullámok).
Jegyzet:
Alacsony hőmérsékletű plazmafizika (2016. szeptember 6-i verzió)
A fenti linken a jegyzet eredeti (2016. szeptember 6-án közzétett) verziója található,
az időközben talált hibák javítása
utáni legfrissebb verzió az alábbi linken érhető el. Itt a szövegben a javításokat
piros szín jelöli.
Alacsony hőmérsékletű plazmafizika - JAVÍTOTT KIADÁS
*** VIZSGATÉTELEK ***
A vizsgaalkalmak megtalálhatók a Neptun rendszerben.
A vizsgák helye: KFKI 1. épület 104.
Elérhetőség:
zoltan.donko@gmail.com
További információ:
http://wigner.mta.hu/kfo/node/17
,
http://plasma.szfki.kfki.hu/~zoli/