Quantitative Bestimmung der Teilchenflüsse aus Methan-ECR-Plasmen: = Quantitative determination of the particle fluxes emanating from methane ECR plasmas
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Garching
Max-Planck-Inst. für Plasmaphysik
1998
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG
1
2 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN UND MODELLVORSTELLUNGEN
2.1 DAS ELEKTRON-ZYKLOTRON RESONANZ PLASMA ( ECR ) . . ,
2.2 TEILCHEN IM PLASMA.
2.2.1 NEUTRALTEILCLIEN.
2.2.2 ELEKTRONEN .
2.2.3 IONEN .
2.3 PLASMACHEMIE.
2.1 SCHICHTWACHST NM.
2.1.1 REAKTIONEN VON IONEN MIT DER WACHSTUMSSCHICHT
2.1.2 OBERFLAECHENREAKTIONEN VON NEUTRALTEILCLIEN . . .
2.1.3 EROSION DURCH ATOMAREN WASSERSTOFF.
2.1.1 WACHST MNSINODELLE.
2.4.5 MIKROSKOPISCHE PROZESSE.
2.5 MODELL*' FUER METHANPLASMEN.
2.0 PROBLEMSTELLUNG UND MESSUNGEN MOTIVATION . . . .
2.0.1 IONEN .
2.0.2 NEUTRALE.
2.0.3 RADIKALE.
4
0
0
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9
10
10
12
13
11
15
17
17
3 EXPERIMENTELLER AUFBAU UND DIAGNOSTIK 18
3.1 DER REAKTOR. 18
3.2 DER PLASMAMONITOR (PM) ZUR MASSEN- UND ENERGIEANALYSE. 19
3.3 DER GEGENFELDANALYSATOR (GFA). 20
3.3.1 DER AUFBAU. 20
3.3.2 DURCHFUEHRUNG DER MESSUNGEN. 21
3.3.3 AUSWERTUNG DER KENNLINIEN. 21
4 DIE KALIBRIERUNG DES PLASMAMONITORS 23
4.1 PRINZIPIELLES UND PROBLEME DER KALIBRIERUNG. 23
1.1.1 DER AKZEPTANZWINKEL DES PLASMAMONITORS. 23
4.1.2 DAS PRINZIP DER KALIBRIERUNG. 24
4.1.3 DIE EINTRITTSBLENDE. 25
4.1.4 PLASMAINSTABILITAETEN. 20
4.1.5 EMPFINDLICHKEIT DES CHANNELTRONS . 20
4.2 I)I*' MAGNETISCHE ABSCHIRMUNG. 20
4.3 KALIBRIERUNG FUER NEUTRALE. 27
4.3.1 DER PLASMAMONITOR ALS MASSENSPEKTROMETER. 27
1.3.2 BESTIMMUNG DER PARTIALDRUECKE. 29
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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II
IS HA US
\
'ER Z EL( 11 SIS
1.1 KALIBRIERUNG DES PLASMAMONITORS FUER IONEN .51
1.1.1 PLASMAMONITOR UND (LEGENFELDANALYSATOR.51
1.1.2 DIE KNERGIEMESSUNG DOS PLASMAMONITORS.52
4.4.3 KNERGIEKALIBRIERUNG DER TRANSMISSION.52
1.1.1 MASSENKALIBRIORUNG DER TRANSMISSION.51
1.1.5 ZUSAMMENFASSUNG DER KALIBRIERUNG FUER IONEN.56
5 ERGEBNISSE UND DISKUSSION 37
5.1 FRSTE MESSUNGEN.57
5.2 DIE NEUTRALGASZUSAMMENSETZUNG. 10
5.2.1 VARIATION DES DRUCKES. 10
5.2.2 VARIATION DES (IASLLUSSES. 12
5.2.3 VARIATION DER HF LEISTUNG . 13
5.3 (IASLLUSS AUS DER APPARATUR. 11
5.3.1 DIE PUMPCHARAKTERISTIK. 14
5.3.2 DIE LIEST IMMUNG DES AIRGEPUMPTEN WASSERST OFF FL USSES. 15
5.1 N'EUT RALE BEI DER F.ROSION. 17
5.5 RADIKALE. IS
5.5.1 DAS PRINZIP DER IONISATIONSSCHWELLENMASSENSPEKTROMETRIE. 49
5.5.2 KALIBRIERUNG DER METHYL RADIKALENFLUESSE. 50
5.5.3 METHYL RADIKALE. 52
5.5.4 ATOMARER WASSERSTOFF. 53
5.5.5 ANDERE RADIKALE UND METASTABILE. 55
5.5.6 ZUSAMMENFASSENDE DISKUSSION . 55
5.6 DER HUIENLLUSS AUS KDELGAS UND WASSERSTOLFPLASMEN . 56
5.6.1 FLUSSABHAENGIGKEIT DER IONENENERGIEVERTEILUNG. 56
5.6.2 DRUEKABHAENGIGKEIT DER IONENENERGIEVERTEILUNG. 56
5.6.3 LEIST UNGSABHAENGIGKEIT DER IONENENERGIEVERTEILUNG. 5S
5.6.1 DIE DRUCK UND LEIST UNGSABHAENGIGKEIT DES IONENFLUSSES . 59
5.7 DER IONENFLUSS AUS MET HANPLASMEN . 59
5.S DIE MASSENABHAENGIGKEIT DER LONENENERGIEVERTEILUNG. 62
5.9 DIE ABSOLUTKALIBRIERUNG DER IONENFLUESSE . 65
5.10 HAEUFIGE IONEN STRUKTUR UND CHEMISCHE STABILITAET. 67
5.11 DIE ZUSAMMENSETZUNG DES LONENFLUSSES IM UEBERBLICK. 69
5.11.1 MITTLERE IONENMASSE. 69
5.11.2 ABSOLUTE IONEN FL IISSE EINE UEBERSICHT. 70
5.11.3 VARIATION DER HF-LEISTUNG . 73
5.11.4 DISKUSSION. 75
5.12 IONEN MOLEKUEL REAKTIONEN UND MODELLIERUNG. 7S
5.12.1 ABSCHAETZUNG DER IONEN MOLEKUEL REAKTIONEN . 7N
5.12.2 MODELLIERUNG DER ZUSAMMENSETZUNG DES IONENFLUSSES. SO
5.13 DER VERGLEICH EXPERIMENTELLER DATEN MIT DER MODELLIERUNG. S2
5.13.1 DAS WASSERSTOFFPLASMA . S3
5.13.2 HEISPIELE VON FCR METNANPLASMEN . S(
YYU.13.3 VERSCHIEDENE IONEN UND IONENGRUPPEN. S9
6
ZUSAMMENFASSUNG
97
A IONEN^MOLEKUEL-REAKTIONEN
99
LITERATURVERZEICHNIS
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