Overordnede kursusmål:

Kurset formål er at give de studerende viden om plasma, der anvendes i/til overfladebehandling (tyndfilmdeponering, ætsning, foraskning, passivering, aktivering, ion-implantering, polymerisation osv.), formgivning af mikro-og nanostrukturer (nanorør, nanowalls , graphene, klynger og nanokompositmaterialer, MEMS), gaskemi (kemisk dampudfældning, NOx/SOx reduktion, VOC nedbrydning og forbrænding) og generering af ioner og neutrale stråler.

Læringsmål:

En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:

• Beskrive de vigtigste plasmaparametre, som anvendes til at kontrollere en tør proces
• Redegøre for de mest relevante plasmakilder, der anvendes til plasmaforarbejdning, og beskrive deres egenskaber
• Sammenligne elektriske og optiske metoder, der anvendes til plasma
• Anvende magnetronforstøvning til aflejring af tynde film i flere lag
• Udlede en korrekt opskrift til tør (plasma) ætsning
• Beskrive processen i plasmaionimplantering
• Designe en plasmabaseret ionkilde til overfladefunktionalisering
• Vurdere plasmainducerede oxidationsprocesser med kvælstofoxider ved atmosfærisk tryk
• Analysere de reaktive bestanddele under plasmaassisteret forstøvning

Kursusindhold:

Kurset vil give en generel forståelse af plasmabehandling med applikationer på overflader og gasser: Det omfatter: definition af plasma, ioniseringsgrad , Debye længde, plasmafrekvens, hastighedsfordelingsfunktion og opbygning af rumladning. Elementære processer i plasma- og transportfænomener. Elektronopvarmningsmekanismer, gasudladninger, mikrobølge- og radiofrekvensdrevne plasmakilder, atmosfæriske plasmakilder. Plasmadiagnostik ved hjælp af elektriske prober, absorptions- og emissionsspektroskopi. Fysisk dampudfældning (PVD) ved DC, radiofrekvens (RF) og reaktiv magnetronforstøvning. Principper for reaktiv ionætsning. Overfladeprocessering ved hjælp af påført ionimplantering. Mekanismer for udvinding af positive og negative ioner fra en plasmakilde. Opladningsdynamik i elektriske og magnetiske felter. Reaktioner i gasser induceret ved hjælp af atmosfærisk tryk plasmaer. Indflydelsen af radikaler i plasmaassisteret processering såsom ætsning, oxid og nitrid tyndfilmproduktion, molekylær stråleepitaxy (MBE), kemisk dampudfældning (CVD) og atomar lagdeposition (ALD).

Litteraturhenvisninger:

Lecture notes on principles of plasma processing, by Prof. FF Chen and JP Chang, University of California Los Angeles (Kluwer Academic, 2003)
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, by MA Liebermann and AJ Lichtenberg, University of California Berkeley (John Wiley & Sons 2005).

Mulighed for GRØN DYST deltagelse:

Dette kursus giver den studerende en mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk

Kursusansvarlig:

Eugen Stamate , Risø Campus, Bygning 108, Tlf. (+45) 4677 4562 , eust@dtu.dk