Alacsony hőmérsékletű plazmafizika

Low temperature plasma physics




BME & ELTE speciális előadás-sorozat - 2019

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  (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 : Csütörtök 12.10 - 14:00 (1. előadás: szeptember 12)

Helyszín : ELTE Északi tömb 6.102 terem

Tematika / előadások anyagai :

  • Plazmák előfordulása és típusai a természetben és a laboratóriumban. Tartalmi áttekintés. Termikus és nem-termikus plazmák. Plazmák főbb jellemzői és paraméterei.1
  • Töltött részecskék mozgása és elemi folyamatai ionizált gázokban. Ütközési hatáskeresztmetszetek. Kétrészecske-ütközések kinematikája, Coulomb és polarizációs szórás. 1
  • Részecsketranszport leírásának módszerei: Boltzmann egyenlet. Folyadékegyenletek származtatása. Plazmahullámok. 1
  • Monte Carlo részecskeszimulációs módszer. A sebességeloszlás függvény meghatározása és relaxációja homogén elektromos térben. 1
  • 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. 1
  • Kapacitív csatolású rádiófrekvenciás gázkisülések működése, Particle-in-Cell / Monte Carlo ütközések (PIC/MCC) szimulációs módszer, elektronok fűtési mechanizmusai elektropozitív és elektronegatív gázokban. 1
  • Impedanciaillesztés, a DC előfeszültség kialakulása és szerepe, ionfluxus és ionenergia szabályozásának módszerei. 1
  • Plazmadiagnosztika: elektromos szondák, optikai spektroszkópia. 1
  • 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). 1

ENGLISH VERSION OF SLIDES:

  LECTURE 1 1
  LECTURE 2 1
  LECTURE 3 1
  LECTURE 4 1
  LECTURE 5 1
  LECTURE 6 1
  LECTURE 7 1
  LECTURE 8 1
  LECTURE 9 1


NO LECTURE ON 28 NOVEMBER - PLEASE USE YOUR TIME FOR THE HOMEWORK PROBLEMS!

NEXT LECTURE: 5 DECEMBER


LABORLÁTOGATÁS - LABORATORY VISIT

October 8, 2 pm. Meet at KFKI Campus entrance.
(Have your personal ID or passport with you!)

lab


*** HOMEWORK ***
The PDF file can be downloaded here: 1

The deadline for submission of the solutions is December 5.

Jegyzet / Lecture notes (in Hungarian):

Donkó Zoltán: Alacsony hőmérsékletű plazmafizika

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

EXAM QUESTIONS


Elérhetőség: zoltan.donko@gmail.com

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