Alacsony hőmérsékletű 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 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: amplasmaf17em

Időpont : Szerda 10-12 (1. előadás: szeptember 12.)

Helyszín : ELTE Déli Tömb 1-819 Riesz Frigyes terem

---

• 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:

Donkó Zoltán: Alacsony hőmérsékletű plazmafizika

(A jegyzet folyamatosan frissül - az időközben felfedezett hibák javítását piros szín jelöli)

---

VIZSGATÉTELEK

---

Elérhetőség: zoltan.donko@gmail.com

További információ:
http://wigner.mta.hu/hu/komplex-folyadekok-osztaly/elektromos-gazkisulesek-kutatocsoport
http://plasma.szfki.kfki.hu/~zoli/