DFG Sonderforschungsbereich Transregio 87

Gepulste Hochleistungsplasmen zur Synthese Nanostrukturierter Funktionsschichten
Kinetische Simulationen technischer Plasmen im Frequenzbereich von DC bis MW (Teilprojekt C4)
Projektleiter: Dr. Denis Eremin, Prof. Dr. Ralf Peter Brinkmann

Die Ei­gen­schaf­ten plas­ma­ge­stütz­ter Ab­schei­de­pro­zes­se hän­gen ent­schei­dend von den Flüs­sen sowie den En­er­gie- und Win­kel­ver­tei­lun­gen der auf das Sub­strat auf­tref­fen­den Teil­chen ab. Im Nie­der­druck­be­reich (< 10 Pa) kön­nen diese nur ki­ne­tisch be­rech­net wer­den. Das ge­plan­te Pro­jekt wird den in der ers­ten Phase für die Si­mu­la­ti­on von ka­pa­zi­ti­ven Ent­la­dun­gen ent­wi­ckel­ten elek­tro­ma­gne­ti­schen Par­ti­cle-In-Cell-Code wei­ter aus­bau­en und ein­set­zen. Hier­bei sol­len ki­ne­ti­sche Si­mu­la­tio­nen von RF-, MW- und HPPMS-Ent­la­dun­gen auf Gra­fik­kar­ten durch­ge­führt wer­den. Da MW- und HPPMS-Plas­men aber grund­le­gend an­de­re Ei­gen­schaf­ten als RF-Plas­men be­sit­zen, müs­sen neue Al­go­rith­men erar­bei­tet und im­ple­men­tiert wer­den. Hier­bei wer­den die alten ent­we­der er­gänzt oder voll­stän­dig er­setzt. Zur bes­se­ren Auf­lö­sung der viel dün­ne­ren Rand­schich­ten müs­sen ad­ap­ti­ve Teil­chen­al­go­rith­men auf nicht­uni­for­men Git­tern ent­wi­ckelt wer­den. Zur Si­mu­la­ti­on von MW-Ent­la­dun­gen müs­sen die elek­tro­ma­gne­ti­schen Fel­der mit Hilfe der FDTD-Me­tho­de be­rech­net wer­den. Bis­her er­folg­te dies auf Basis der Dar­win-Ap­pro­xi­ma­ti­on der Max­well-Glei­chun­gen. Nach­dem die nu­me­ri­schen Werk­zeu­ge um­ge­setzt, ve­ri­fi­ziert und va­li­diert sind, wer­den die ent­wi­ckel­ten Codes zur Ana­ly­se der Phy­sik sowie der Op­ti­mie­rung ent­spre­chen­der ex­pe­ri­men­tel­ler An­la­gen aus allen Pro­jekt­be­rei­chen des SFB-TR 87 ein­ge­setzt.