Antrittsvorlesung - Prof. Dr. Ronny Brandenburg (Institut für Physik, INP Greifswald)

Mit der Entwicklung des Ozongenerators durch Werner Siemens im Jahre 1857 begann eine Ära, die bis in unsere heutige Zeit anhält: Die Nutzung nicht-thermischer Plasmen für die chemische Stoffwandlung. Diese ist mittlerweile auch für Oberflächen- und Materialbearbeitungsprozesse von sehr großer Bedeutung. Das Besondere ist hierbei, dass chemische Reaktionen vorrangig durch Elektronenstoßprozesse initiiert werden, so dass keine signifikante Erhöhung der Gastemperatur stattfindet. In der Vorlesung werden zunächst einige Beispiele mit ihren wesentlichen Prinzipien vorgestellt. Bedingt durch die Rolle der Elektronen sind es die fundamentalen Plasmaparameter (Elektronendichte und -energieverteilung sowie reduzierte elektrische Feldstärke) die den Ablauf der chemischen Stoffwandlung maßgeblich determinieren. Sie werden durch die Vorgänge beim elektrischen Durchbruch und der Ausbildung des Plasmas bestimmt. In Prozessen bei Atmosphärendruck findet die Ausbildung des aktiven Plasmas innerhalb weniger Nanosekunden statt, und somit ist ihre Erfassung eine große diagnostische Herausforderung. Im zweiten Teil der Vorlesung werden daher experimentelle Ansätze vorgestellt und exemplarisch gezeigt, wie durch ein besseres Verständnis dieser Vorgänge auf die Entladungseigenschaften Einfluss genommen werden kann. Der letzte Teil der Vorlesung wird einen Ausblick auf die Thematiken Plasmachemie und Plasmen für Oberflächen geben.