Thermosonde zur Messung von Energieströmen

Plasmagestützte Oberflächenprozesse spielen in der Industrie eine wichtige Rolle. Die Bandbreite der Verfahren reicht von der Aktivierung von Polymeroberflächen für qualitativ hochwertige Druckverfahren über kratzfeste oder Antireflexschichten für Brillengläser und Bildschirme bis hin zu Strukturveränderungen im Nanobereich bei der Herstellung von Computerchips.

Die Energieeinträge auf die zu behandelnden Oberflächen zu kennen, ist dabei essentiell. Ein Verfahren, um diese Energieströme zu messen, sind kalorimetrische Sonden, auch Thermosonden genannt. Da die Sonde empfindlich auf Änderungen der Prozessparameter unmittelbar an der Oberfläche des Testsubstrates reagiert, ist sie besonders zur kostengünstigen Regelung und Überwachung von Schichtbildungs- bzw. Behandlungsprozessen geeignet und kann damit auch zur Qualitätssicherung eingesetzt werden.

Am Stand der CAU präsentieren Wissenschaftler aus der Arbeitsgruppe Plasmatechnologie am Institut für Experimentelle und Angewandte Physik der CAU eine Thermosonde, mit der Besucherinnen und Besucher messen können, wie viel Energie sie über ihre eigenen Hände an die Umwelt abgeben. Zwei Vorträge am Mittwoch, 26. April, um 11:30 Uhr und 13:00 Uhr, erläutern die Bedeutung von Plasmaverfahren in der Nanotechnologie.

Plasmajet zur Behandlung von Oberflächen

Vom Zähne-Bleaching über Desinfizierung bis zu Beschichtungsprozessen – Plasmajets haben viele Einsatzmöglichkeiten, im medizinischen Bereich wie auch in der Industrie. In der Arbeitsgruppe Plasmatechnologie beschäftigen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit der Charakterisierung von Plasmajets und erforschen den Einfluss auf die behandelten Oberflächen, um so ihre Anwendung zu optimieren.

In einem konstanten Gasstrom wird ein Plasma gezündet, welches durch die Strömung des Gases nach außen getragen wird. Um zu verhindern, dass die Entladung immer an der gleichen Stelle des Gehäuses ansetzt, befindet sich im oberen Bereich ein Gitter, durch welches der Gasfluss verwirbelt wird. Am unteren Ende des Jets können verschiedene Düsenköpfe angebracht werden. Die verschiedenen Varianten beinhalten runde oder schmale Öffnungen, gerade oder schräge Auslässe und Varianten mit einem Gittereinsatz.

Im Inneren des Plasmajets wird eine gepulste Atmosphärendruckentladung erzeugt. In ihm ist die Ladungsträgerdichte deutlich kleiner, die Leuchterscheinung wird hauptsächlich durch Metastabile hervorgerufen. Durch den hohen Leistungsumsatz kann der Jet zur Bearbeitung großer Flächen eingesetzt werden, da die Behandlungszeiten kurz sind.

In dem auf der Messe gezeigten Plasmajet wird kaltes Plasma erzeugt, das mit den Fingern berührt werden kann, somit also ungefährlich ist.

Das Plasma als vierten Aggregatzustand und seine Nutzung als Arbeitsumgebung für verschiedenste Prozesse erforschen seit 2005 die Universitäten Greifswald und Kiel gemeinsam mit dem Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. Greifswald im Sonderforschungsbereich Transregio 24 „Grundlagen Komplexer Plasmen“.