Modellierung und Simulation nichtlinearer Effekte in kapazitiv gekoppelten Hochfrequenzplasmen
Dennis Ziegler
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Dennis Ziegler, Modellierung und Simulation nichtlinearer Effekte in kapazitiv gekoppelten Hochfrequenzplasmen (2010), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832599645
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Beschreibung / Abstract
Die Plasmatechnik nimmt als Querschnittstechnologie eine wichtige Stellung in vielen Branchen der High-Tech-Industrie ein. Neben der klassischen Anwendung bei der Herstellung mikroelektronischer Schaltungen ergeben sich zunehmend neue Einsatzgebiete u. a. in der Oberflächentechnik, der Automobil- und Textilindustrie soa wie in der Biomedizintechnik. Insbesondere Hochfrequenzplasmen sind für die geu nannten Bereiche von zentraler technologischer Bedeutung. In dieser Arbeit wird das nichtlineare Verhalten von kapazitiv gekoppelten Hochfrequenzplasmen untersucht. Ausgehend von allgemeinen Konzepten zur Modellierung von Niedertemperaturplasmen werden spezialisierte Modelle zur Analyse der Hochfrequenzdynamik entwickelt. An Hand von Vergleichen mit Experimenten und einer Vielzahl von Simulationen wird der Einfluss von nichtlinearen Effekten auf die Dynamik der Entladung untersucht und auf diese Weise ein Beitrag zum vertieften Verständnis a der Energieeinkopplung in Hochfrequenzplasmen geleistet.
Inhaltsverzeichnis
- BEGINN
- 1 Einleitung
- 1.1 Einführung
- 1.2 Zielsetzung der Arbeit
- 2 Modellierung technischer Plasmen
- 2.1 Kinetische Beschreibung
- 2.2 Fluiddynamische Beschreibung
- 2.3 Modell eines kalten Plasmas
- 2.4 Das verallgemeinerte ohmsche Gesetz
- 2.5 Kopplung an die Maxwellgleichungen
- 3 Modellierung kapazitiv gekoppelter Hochfrequenzentladungen I
- 3.1 Skalenanalyse
- 3.2 Räumlich aufgelöstes Modell
- 3.3 Globale Modellierung des Bulks
- 3.4 Globale Modellierung der Randschicht
- 3.5 Nichtlineares globales Entladungsmodell
- 3.6 Resonanzfrequenz des elektrischen Ersatzschaltbildes
- 4 Rekonstruktion eines gemessenen Hochfrequenzstroms
- 4.1 Beschreibung des Experiments
- 4.2 Modell des Sensors
- 4.3 Parameterschätzung für das Sensormodell
- 4.4 Berechnung der Parameter für das Entladungsmodell
- 4.5 Dynamik der modellierten Zweifrequenzentladung
- 4.6 Nichtlineare Analyse der Plasmaserienresonanz
- 4.7 Modellbasierte Diagnostik
- 5 Modellierung kapazitiv gekoppelter Hochfrequenzentladungen II
- 5.1 Nichtlineares globales Entladungsmodell mit Resonanz
- 5.2 Nichtlineares globales Entladungsmodell ohne Resonanz
- 5.3 Normiertes nichtlineares globales Entladungsmodell
- 5.4 Analyse der Dynamik einer Einfrequenzentladung
- 5.5 Analyse der Dynamik einer Zweifrequenzentladung
- 6 Heizung kapazitiv gekoppelter Hochfrequenzentladungen
- 6.1 Einführung in die Nichtlineare Elektronenresonanzheizung
- 6.2 Nichtlineare Elektronenresonanzheizung
- 7 Nichtlineare Elektronenresonanzheizung und Ausbreitung energetischer Elektronen
- 7.1 Erzeugung von Elektronenstrahlen durch modulierte Randschichten
- 7.2 Definition der Differenzphase für Zweifrequenzentladungen
- 7.3 Einfluss der Differenzphase auf die Erzeugung von Elektronenstrahlen
- 8 Ergebnisse – Diskussion, Ideen, Ausblick
- 8.1 Diskussion der Ergebnisse
- 8.2 Ideen und Ausblick