Alacsony hőmérsékletű plazmafizika



BME & ELTE speciális elődás - 2016

Dr. Donkó Zoltán, MTA doktora
MTA 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  (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/