FOR 1123 für weitere drei Jahre von der DFG genehmigt

DFG-Forschergruppe „Physics of Microplasmas“ geht in die zweite Phase: Kleinste Plasmen unter extremen Bedingungen

Mikroplasmen können bei Atmosphärendruck betrieben werden, besitzen aber dennoch Nicht-Gleichgewichts-Charakter mit hohen Elektronen- aber geringen Gastemperaturen. Dies macht sie für eine Vielzahl von Anwendungen höchst interessant. Die Grundlagen dieser neuartigen Plasmen werden in der Forschergruppe FOR1123 erarbeitet, die die experimentelle und theoretische Expertise auf diesem Gebiet aus dem Research Department „Plasmas with Complex Interactions“ bündelt. Die DFG fördert die Forschergruppe mit etwa 1.6 Millionen Euro für weitere drei Jahre.

Faszinierende Welt der Mikroplasmen

Mikroplasmen haben extreme Eigenschaften - die Leistungsdichten, die Elektronendichten und die elektrischen Felder nahe den Oberflächen sind um Größenordnungen höher als bei herkömmlichen Niederdruck-Prozessplasmen. Dank ihrer kleinen Abmessungen im Bereich von einigen 100 Mikrometern ist die Plasma-Oberflächen-Wechselwirkung sehr intensiv und es herrscht eine enge Kopplung zwischen Plasma und angrenzendem Festkörper. Traditionelle Konzepte der Plasmaphysik wie Quasineutralitiät, Trennung von Randschicht und Plasmavolumen oder Zündkriterien versagen bei der Beschreibung von Mikroplasmen. Der Forschergruppe FOR 1123 "Physics of Microplasmas" ist es gelungen, durch systematische Untersuchungen von Mikroplasmen deren Dynamik und universelle Eigenschaften besser zu verstehen. Dies umfasst die Erforschung des Verlaufs der Zündung bis zur vollen Ausbildung des Plasmas, des zeit- und ortsabhängigen Transports von Energie, Strahlung und reaktiven Spezies sowie die Plasma-Oberflächen-Wechselwirkung. Insbesondere Reaktionskanäle, bei denen die Energie in metastabilen Zuständen gespeichert werden, spielen eine wichtige Rolle bei der Stabilität der Entladung und der Oberflächenwechselwirkung.

Mikroplasmen als Werkzeuge der Nanotechnik

Neben der Faszination neuartiger Phänomene der Plasmaphysik besitzen Mikroplasmen ein enormes Potential für technische Anwendungen. Mittels Mikroplasmen lassen sich zwei Anforderungen erstmals verbinden: Zum einen Prozesse bei Atmosphärendruck zu betreiben und zum anderen kalte Nichtgleichgewichtsplasmen zu erzeugen, deren chemische Prozesse sich sehr gezielt steuern lassen. Durch diese Kombination eröffnen sich neue Anwendungen wie die kontrollierte und lokale Materialsynthese, biomedizinische Verfahren, bei denen Plasmen direkt mit lebendem Gewebe in Kontakt treten, oder neue, sehr effiziente Lichtquellen und Detektoren. Die Integration vieler einzelner Mikroplasmaentladungen in Flächenquellen mit mehreren zehntausend Einzelelementen (arrays), die parallel oder adressiert angesteuert werden können, eröffnet weitere interessante Anwendungen für die Behandlung großer Oberflächen.

Prof. von Keudell in das Fachkollegium AMOP der DFG gewählt.

Herr von Keudell ist in das AMOP (Atome, Moleküle, Plasmen) Fachkollegium der DFG gewäht worden. Dieses Gremium wählt die zu fördernden Anträge im Einzelverfahren aus. Mehr Informationen.