Mikroplasmen

Bei der Mikrowellen-Plasmaerzeugung, insbesondere im 2,45 GHz-ISM-Band, eröffnen Entwicklungen aus dem FBH eine Vielzahl von Anwendungen in der Medizin, der Biologie, bei der Halbleiterfertigung und der industriellen Oberflächentechnik. Die vielfältig industriell genutzte Niederdruck-Plasmatechnik erfordert ständig Verbesserungen hinsichtlich Qualität, Effizienz sowie der Reduzierung von Kosten. Zudem gewinnt der neu entstehende Bereich der atmosphärischen Mikroplasmen immer mehr Aufmerksamkeit, da sich hier sowohl ein hohes Potenzial für neue Plasmaanwendungen als auch die Chance für den Transfer von Niederdruckanwendungen in den kostengünstigeren atmosphärischen Bereich ergibt.

In beiden Bereichen ist die Anwendung von Mikrowellenfrequenzen derzeit limitiert. Die aktuell genutzten Magnetron-Quellen sind erst ab Leistungen von ca. 300 W verfügbar, die Übertragung von Mikrowellenenergie vom Generator zum Plasma ist problematisch. Es besteht deshalb ein Bedarf für integrierte halbleiterbasierte Systeme aus Generator und Elektroden, die zuverlässig sind und einfach in die Anwendungen integriert werden können. Insbesondere kann das hohe Potenzial von effizienten hochdichten atmosphärischen Mikrowellenplasmen nur nutzbar gemacht werden, wenn kleine integrierte Plasmaquellen verfügbar sind. Hierfür bietet das FBH maßgeschneiderte Lösungen.

Atmosphärische Plasmaquellen

Dies sind Plasmaquellen, die bei Atmosphärendruck betrieben werden und daher keine Vakuumtechnologie benötigen. Hiermit können viele Aufgabenstellungen, bei denen bislang Niederdruckplasmen im Einsatz sind, wesentlich kostengünstiger bearbeitet werden. Manche neuen Anwendungen, wie die medizinische Plasmatherapie, werden mit Atmosphärenplasmen überhaupt erst möglich.

• Quellendesign
  Das FBH untersucht verschiedene Ansätze für Plasmaquellen und die zugehörigen Leistungsoszillatoren.
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• Charakterisierung
  Die vom FBH entwickelten Plasmaquellen werden sowohl elektrisch vermessen als auch auf ihre spektroskopischen Eigenschaften und die plasmachemischen Wirkungen hin untersucht. 
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• Anwendungen
  Für atmosphärische Plasmaquellen gibt es vielfältige Anwendungen. In Zusammenarbeit mit Partnern werden einige Applikationen exemplarisch verfolgt.
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Lichtquellen

Energieeffiziente Beleuchtung ist ein zentrales technisches Thema. Mikrowellenplasmen können hier einen wichtigen Beitrag leisten. Mit Mikrowellen ist es möglich, elektrodenlose Plasmaleuchten zu realisieren. Dadurch wird die Lebensdauer verlängert und es ergeben sich neue Möglichkeiten, Lichtausbeute und das Spektrum durch andere Gaszusammensetzungen zu optimieren.