MPE
Theorie
Plasmakristall
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Plasmakristall
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Das Gebiet der komplexen Plasmen hat sich aus dem Gebiet
der staubigen Plasmen entwickelt. Die ersten Arbeiten zu staubigen Plasmen
behandelten die Wechselwirkung von Staubpartikeln mit Plasmen im Weltraum.
Staubige Plasmen treten im Weltraum auf in interstellaren Molekülwolken,
protoplanetaren Akkretionsscheiben, aber auch in unserem Sonnensystem, z.B. in
Kometenschweifen und den Ringsystemen der großen Planeten Saturn und Jupiter.
Sonden wie VOYAGER und GIOTTO
haben die Arbeiten sehr stark beeinflusst in der
Anfangsphase dieses Forschungsgebietes in den 70er und 80er Jahren des
20. Jahrhunderts. (Bilder
von Staub im Weltraum.)
1986 veröffentlichte H. Ikezi eine theoretische Arbeit zu dem Thema Coulomb-Kristallisation in einem staubigen Plasma. Während die Astrophysiker der Faszination der Wechselwirkung von Staubpartikeln in Plasmen erlegen waren, beschäftigte sich die Industrie damit, Staub in Plasmen so gut es geht zu verhindern. In der Mikrochip-Herstellung wurden Mitte der 80er Jahre immer mehr Plasmaprozesse zur Fertigung der immer kleiner werdenden Bauelemente der Chips benutzt. Jedes Staubpartikel, das bei einem solchen Plasmaprozess auf das Fertigungsprodukt fällt, führt zu Ausschussware und somit zu etwas, was sich negativ in den Produktionskosten niederschlägt. Da die Wissenschaftler in der Industrie davon ausgingen, dass die auf den Mikrochips gefundenen Staubpartikel von außen in die hermetisch dichten Prozesskammern gelangt seien, bauten sie für ihre Anlagen immer bessere (und damit teurere) Reinräume. Leider fanden sich auch hier die Staubpartikel auf den Chips, und zwar in gleicher Anzahl wie zuvor. Gary Selwyn von IBM kam dem Geheimnis auf die Spur, als er den für eine Messung installierten Laser während des Plasma-Ätzprozesses in die Kammer hielt (Fotos). Nach kurzer Prozesszeit wurde eine Staubwolke sichtbar, deren Größe sich im Laufe der Zeit veränderte. Die Staubpartikel wuchsen während des Ätz- und Depositionsprozesses in der Plasmakammer von Nanometer-Größe bis zu einigen Mikrometern, d.h. sie kamen nicht von außen, sondern waren ein Produkt des Fertigungsprozesses selbst. Das Bestreben, diese Staubbildung zu verhindern, bzw. die Partikel von den Oberflächen fernzuhalten führte ebenfalls zu einem wachsenden Interesse an der Erforschung staubiger Plasmen.
Die Geschichte der Erforschung komplexer Plasmen am MPE in
tabellarischer Form:
Fortsetzung: Siehe PKE-Historie! Zurück zur Startseite... Mehr zum wissenschaftlichen Hintergrund des Plasmakristalls... Letzte Änderung: 2004-11-04 Ansprechpartner: Michael Kretschmer 
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