Behörighetskrav

Grundläggande fysik, inkluderande partikelmekanik och kvantfysik.

Mål

Efter godkänd kurs ska studenten kunna:

• redogöra för skillnader mellan plasma och materia i fast, flytande eller gasform
• ge exempel på var plasma tillämpas
• redogöra för hur plasma avsett för olika tillämpningar kan genereras
• lösa några enkla plasmafysikaliska problem
• redogöra för typiska plasmaparametrar för typiska tillämpningar
• beskriva plasmafysikaliska mekanismer för etsning, ytbeläggningar, rengöring av ytor samt hur samt hur plasma kan användas som ljuskälla för generering av elektromagnetiska vågor

Innehåll

Definition av plasmatillstånd: Debye-längd, plasmafrekvens, termisk jämvikt.

Svagt joniserat plasma: Karaktärisering av binära kollisioner, kollisionsprocesser i plasma (jonisation, excitation, rekombination, laddningsbyte, elektroninfångning), kollisioner med molekyler (dissociation, vibrations- och rotationsexcitation), resonant emission and absorption av elektromagnetiska vågor, partikel- and energibalans i plasmaurladdningar.

DC- och RF- (radiofrekvens) urladdningar: Elektronmobilitet, urladdningsvillkor, principer för RF-urladdningar och dämpningsmekanismer, positiv elektrisk potential hos plasmakolumnen.

Partikelrörelse i magnetfält: Rörelse i konstant magnetfält, parallellhastighet och den långsamma driftrörelsen i mer allmänna magnetfält, partikelenergi och magnetiskt moment som rörelsekonstanter, plasmainneslutning i toroidala fält och magnetiska spegelfält.

Översikt om termonukleär fusion: Fusionsreaktioner, Lawsonkriteriet, något om magnetisk inneslutning för att uppnå kontrollerad fusion.

Tillämpningar av plasma: Karaktärisering av plasmors påverkan på ytor, principer och några utrustningar för plasmaetsning, ytbeläggning och ytrengöring (borttagande av oxider mm) med plasma, val av gas och termisk regim för etsning och ytrengöring, plasma för ljuskällor för genering av elektromagnetiska vågor, sterilisering av mat och medicinska instrument.

Undervisning

Föreläsningar, lektionsövningar samt studiebesök vid forskningsinstitut.

Examination

Muntligt eller skriftligt prov vid kursens slut. En skriven rapport kan ingå i examinationen. Deltagande i studiebesöket krävs för godkänd kurs.

Om särskilda skäl finns får examinator göra undantag från det angivna examinationssättet och medge att en enskild student examineras på annat sätt. Särskilda skäl kan t.ex. vara besked om särskilt pedagogiskt stöd från universitetets samordnare för studenter med funktionsnedsättning.