Dr Zoltan Donko
DSc, Scientific advisor
Department of Complex Fluids
Institute for Solid State Physics and Optics,
Wigner Research Center for Physics

Flag Counter
teaching.html

Alacsonyhőmérsékletű plazmafizika

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 alacsonyhőmérsékletű  (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 a modern alkalmazásit. Lehetőségeket adunk a kísérleti berendezések megismerésére és a kutatómunkába való bekapcsolódásra.
Tervezett tematika:
  1. Plazmák előfordulása és típusai a természetben és a laboratóriumban. Tartalmi áttekintés. Termikus és nem-termikus plazmák. Fő jellemzők és paraméterek.
  2. Töltött és semleges részecskék elemi folyamatai ionizált gázokban. Ütközési hatáskeresztmetszetek, elemi folyamatok reakciósebességei. Ütközések kinematikája.
  3. Részecsketranszport leírásának módszerei. Hidrodinamikai és kinetikus tartomány. Monte Carlo részecskeszimulációs módszer, Boltzmann egyenlet.
  4. Gázok elektromos átütése, elektronlavinák, Townsend kisülések.
  5. Egyenáramú alacsony nyomású gázkisülések szerkezete, működési és önfenntartási mechanizmusai.
  6. Egyenáramú gázkisülések önkonzisztens matematikai leírása: folyadék és hibrid modellek.
  7. Kapacitív csatolású rádiófrekvenciás plazmák: elektromos helyettesítő kép, az elektronok fűtési mechanizmusai, részecskealapú szimulációs leírás.
  8. Kapacitív csatolású rádiófrekvenciás plazmák: energiaeloszlás függvények, ionenergia és ionfluxus szabályozásának módszerei.
  9. Plazmadiagnosztikai módszerek: elektromos szondák működése, optikai spektroszkópia alapjai. Spektrumvonalak alakja és vonalkiszélesedési mechanizmusok, rezonanciasugárzás terjedése.
  10. Spektroszkópiai műszerek alapjai. Lézeres spektroszkópiai módszerek (lézer indukált fluoreszcencia, lézer abszorpciós spektroszkópia).
  11. Speciális plazmaforrások: mikrokisülések, magnetron források, induktívan csatolt plazmák. Plazma alapú kémiai analízis. A plazmakémia alapjai.
  12. Gázkisülések alkalmazásai: fényforrások, gázlézerek és plazma alapú felületmódosítás.
  13. Poros plazmák. Kísérleti vizsgálati módszerek és sokrészecske-szimulációs (molekuladinamikai) leírás.
  14. Laborlátogatás (MTA Wigner FK SZFI Gázkisülésfizikai Laboratórium).