Direkt zum Inhalt

Mikrosystemtechnik: Designerplasmen für die Industrie



Oberflächen reinigen, verändern oder beschichten sind Domänen industriell genutzter Plasmen. Diese Gase bestehen zum großen Teil aus Elektronen und Ionen, und Letztere vermögen sehr effektiv chemische Bindungen aufzuspalten. Um die Ausgangsgase derart zu trennen, werden elektrische Felder eingekoppelt. Ionen werden im Feld beschleunigt und ionisieren andere Atome durch Stöße. Dazu ist im Allgemeinen ein schwaches Vakuum erforderlich, sonst kollidieren die Teilchen zu früh, also mit zu geringer Energie. Vakuumtechnik ist aber nicht nur teuer, sie lässt sich auch nicht direkt in Produktionsabläufe integrieren, die unter Atmosphärendruck arbeiten. Abhilfe bieten mikrostrukturierte Elektrodensysteme. Damit sind, wie ein Forschungsverbund unter Koordination der Technischen Universität Braunschweig nachwies, großflächige Plasmen bei Normaldruck möglich.

Das grundlegende Prinzip ist aus der Physik gut bekannt: Je näher zwei Elektroden einander stehen, desto höher ist das elektrische Feld dazwischen. Mit Verfahren der Mikrosystemtechnik hergestellte Kamm- oder Siebstrukturen erzeugen also auch bei geringer von außen angelegter Spannung unmittelbar an ihrer Oberfläche so starke Felder, dass sie Gase stark ionisieren. Die freie Weglänge der beschleunigten Ionen ist kleiner, ein Vakuum nicht erforderlich. Mit entsprechend geformten Elektrodenstrukturen lassen sich Plasmen den zu bearbeitenden Körpern sogar räumlich anpassen.

An typischen Aufgaben wie dem Ätzen von Silizium, Modifizieren von Polymeroberflächen und Abscheiden von Schichten wurde die prinzipielle Machbarkeit des Verfahrens nachgewiesen. Während es die Industriepartner nun weiterentwickeln, suchen die Hochschulen nach neuen Anwendungsfeldern wie der Abgasbehandlung.

Aus: Spektrum der Wissenschaft 7 / 2001, Seite 91
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH

Kennen Sie schon …

Spektrum - Die Woche – Eine Waage für das Vakuum

Nirgends ist der Unterschied zwischen Theorie und Praxis so groß wie bei der Energiedichte des Vakuums. Nun soll das Nichts seine Geheimnisse preisgeben. Außerdem ist letzte Woche die Weltklimakonferenz zu Ende gegangen. Das Ergebnis war mager – was bedeutet das für die Zukunft der Konferenzen?

Spektrum - Die Woche – Bestäuber im Sinkflug

Unsere Ernährung hängt an den Bestäubern. Zu den vielen Paradoxien im Umgang mit unserer Welt gehört, dass die Menschheit so tut, als könnten wir auf sie verzichten. Außerdem sprachen wir mit dem frischgekürten Chemie-Nobelpreisträger Benjamin List.

Spektrum - Die Woche – Was ist dran am Helium-3-Hype?

In dieser Ausgabe widmen wir uns unter anderem der Kernfusion mit Helium-3, den Impfstoffen gegen das Coronavirus sowie der Frage, wie ein Kind die Paarbeziehung verändert.

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!