Duo-Plasmaline

Die Duo-Plasmaline ist eine direkte Mikrowellenplasmaquelle ohne Verwendung eines Magnetfelds. In einer vereinfachten Beschreibung arbeitet sie wie eine inverse Lumineszenzröhre, die durch Mikrowellen angeregt wird. Die Duo-Plasmaline besteht aus einem Kupferstab als Innenleiter, der in einem Quarzrohr zentriert ist.

Die Innenseite der Röhre befindet sich unter Atmosphärendruck, wohingegen die Außenseite einen niedrigen Druck von etwa 1000 Pa bis 10 Pa aufweist. Die von zwei Magnetrons erzeugte Mikrowelle mit einer Frequenz von 2,45 GHz wird an beiden Enden in den Kupferstab der Plasmaquelle eingespeist. Wenn die elektrische Feldstärke die Durchbruchsfeldstärke übersteigt, zündet eine Entladung im äußeren Niederdruckbereich, die bei niedrigen Leistungen auf die Enden des Rohrs konzentriert ist. Das Plasma stellt ein leitfähiges Medium dar und ersetzt den fehlenden Außenleiter des koaxialen Wellenleiters. Mit zunehmender Mikrowellenleistung wächst das Plasma von beiden Enden entlang der Röhre und es entsteht ein axial homogenes Plasma. Um das Potential einer solchen Plasmaquelle zu demonstrieren, wurde am Institut eine drei Meter lange Duo-Plasmaline aufgebaut.

Durch eine Kombination mehrerer Duo-Plasmalines kann ein zweidimensionales großflächiges Plasmaarray hergestellt werden, das für die plasmaunterstützte Oberflächenbehandlung, Oberflächenaktivierung und zur Schichtabscheidung eingesetzt wird.