Ausbreitung von Mikroplasmen in porösen Werkstoffen

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Atmosphärendruckplasmen bieten als so genannte Mikroplasmen für die Modifizierung und Beschichtung von inneren Oberflächen in Mikrostrukturen ein großes Potenzial. Die Qualität, Effizienz und Reproduzierbarkeit der meist empirisch entwickelten Plasmabehandlungsverfahren sind dagegen für praktische Anwendungen noch unzureichend. Das Ziel des beantragten Vorhabens ist, die grundlegenden Mechanismen für die Ausbreitung von Mikroplasmen in porösen Werkstoffen, als allgemeine Beispiele für Mikrostrukturen, zu untersuchen. Generell kommunizieren die Mikroplasmen über die elektrischen Felder der Raum- und Oberflächenladungen in den einzelnen Hohlräumen miteinander. Bei offenporigen Werkstoffen kommt der Ladungsträgertransport durch Drift oder Diffusion hinzu. Die Verwendung einfacher Modellanordnungen erlaubt die systematische Untersuchung der komplexen Plasmavorgänge in porösen Werkstoffen durch Aufnahmen mit einer Hochgeschwindigkeitskamera und Messungen der Entladungsströme. Ein 2D-FEM-Simulationsprogramm ermöglicht die erforderlichen Parameterstudien für das Verständnis der Ausbreitungsmechanismen. Aus den Ergebnissen werden allgemeine Aussagen zur Plasmabehandlung von porösen Werkstoffen und Mikrostrukturen abgeleitet.