ALACSONY HŐMÉRSÉKLETŰ PLAZMAFIZIKA

LOW TEMPERATURE PLASMA PHYSICS

BME & ELTE előadássorozat 2021

Dr. Donkó Zoltán

MTA doktora

Wigner Fizikai Kutatóközpont

Szilárdtestfizikai és Optikai Intézet, Komplex Folyadékok Osztály

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 (nemtermikus 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. A körülményektől függően megpróbálunk lehetőséget adni a kísérleti berendezések megismerésére és a kutatómunkába való bekapcsolódásra.

Tárgykódok:

BME: BMETE80MF49, ELTE: amplasmaf17em

A tárgy a 2021/2022 tanév őszi félévében online módon lesz megtartva - időpontját később döntjük el, a jelentkező hallgatókkal együtt

Tematika:

• Plazmák előfordulása és típusai a természetben és a laboratóriumban.
• Termikus és nemtermikus 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 berendezések. Molekuladinamikai szimulációs módszer alapjai és alkalmazása erősen csatolt plazmák leírására: struktúra, transzport, kollektív gerjesztések (hullámok).
• Alacsony hőmérsékletű plazmák alkalmazásai.

Elérhetőség: zoltan.donko@gmail.com