Investigations into the influence of surface structures on the interaction of a dense plasma with cold cathodes

• Applicant: Professor Dr. Jürgen Mentel
• Subject Area: Electronic Semiconductors, Components and Circuits, Integrated Systems, Sensor Technology, Theoretical Electrical Engineering
• Term: from 1999 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5183938

Untersuchungen zur kathodischen Bogenfußpunktzündung haben zu der Vermutung geführt, daß die Elektronenmission kalter Kathoden in ein dichtes Plasma aus (sub)mikroskopischen Oberflächenstrukturen erfolgt. Die Kathode ist mit einer positiven Raumladungsschicht überzogen, in der die Ionen zur Kathodenoberfläche beschleunigt werden. Da für die Plasmaparameter von Lichtbögen die Dichte dieser Schicht im Submikromaterbereich liegt, paßt sie sich auch mikroskopisch kleinen Oberflächenstrukturen an. Diese werden dadurch einem intensiven Ionenbeschluß von mehreren Seiten ausgesetzt, durch den sie so stark aufgeheizt werden, daß sie Elektronen ermittieren und schließlich explosionsartig verdampfen. Diese Hypothese soll durch Untersuchungen an Elektroden aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlichen strukturierten Oberflächen überprüft werden, indem ihre Wechselwirkung mit einem unabhängig erzeugten Bogenplasma mit elektrischen, kurzzeitphotographischen und spektroskopischen Meßverfahren erfaßt sowie die Oberfläche davor und danach analysiert wird.

• DFG Programme: Research Grants
• International Connection: Portugal, USA
• Participating Persons: Professor Dr. Mikhail S. Benilov; Professor Dr. Joachim Heberlein