Overordnede kursusmål:

Kursets formål er at give de studerende generel viden om plasmafysik med hovedvægt på plasmakilder, plasmadiagnostik og anvendelser for materialer (tyndfilmdeponering, ionimplantering, funktionalisering og ætsning) og nanostrukturer (vækst og forme af nanostrukturer, nanopartikelsyntese).

Læringsmål:

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

• Anvende fire typer plasmakilder (RF, mikrobølger, DC og atmosfærisk tryk)
• Beskrive de vigtigste plasmaparametre, der anvendes
• Beskrive de vigtigste plasmametoder, der anvendes til dyrkning af nanopartikler og nanostrukturer
• Sammenligne elektriske og optiske metoder, der anvendes til plasmadiagnostik
• Bruge magnetronforstøvning til aflejring af nanostrukturerede tyndfilm
• Udføre nanomønstre ved hjælp af en plasmakilde, der anvender mikrobølger
• Tilpasse overfladeegenskaber af plasmanedsænkede ionimplantater
• Funktionalisere en overflade ved atmosfæretryk plasma
• Analysere de reaktive specier under plasmaætsning ved massespektrometri
• Måle plasmaparametre under magnetron sputtering

Kursusindhold:

Kurset vil give en generel forståelse af plasmaanvendelser til materialer og nanostrukturer herunder: definition af plasma, ioniseringsgrad, Debye længde, plasmafrekvens, hastigheds- og fordelingsfunktioner og rumladningsformation. Elementære processer i plasma- og transportfænomener. DC, mikrobølge- og radiofrekvensdrevne plasmakilder, atmosfæriske plasmakilder. Plasmadiagnostik af elektriske prober og absorptions- og emissionsspektroskopi. Tyndfilmafsætningsmetoder ved reaktiv magnetronforstøvning. Vækstmekanisme af tyndfilm og nanostrukturer. Principper for nanopatterning ved reaktiv ionætsning. Overflademodifikation af plasmanedsænkede ionimplantater. Gennemgå radikalers betydning i plasmaassisterede nanoprocesser såsom oxid og nitrid tyndfilm, reaktiv ætsning, molekylær stråleepitaksi, syntese og belægning af nanopartikler.

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).

Materials Science of Thin Films – deposition and structure, by Milton Ohring, Stevens Institute of Technology (Academic Press 2002).

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