angličtina

4

Všech fakult

Základní vlastnosti plazmatu, principy jeho generace a diagnostiky a soudobá metodologie plazmové chemie.

Fyzikální chemie - temodynamika, kinetika
Fyzika - pohyb hmotného bodu, elektrické pole a proud, magnetcké pole
Matematika - diferenciální rovnice

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Ústní zkouška.

1. Termodynamika a kinetika plazmatu
Termodynamické nerovnovážné a rovnovážné plazma, neizotermické plazma.
Základní srážkové procesy, účinné průřezy. Rozdělovací funkce.
Boltzmannova kinetická rovnice, základní transportní procesy v plazmatu.
Vnitřní a vnější parametry charakterizující plazma.

2. Elementární a chemické procesy v plazmatu
elektronová, vibrační a rotační energie molekul. Populace elektronových, vibračních a rotačních stavů.
Metastabilní stavy, senzibilovaná fluorescence a nepružné srážky,
predisociace a disociativní rekombinace.
Mechanismy ionizace a rekombinace, chemiluminiscence v plazmatu.

3. Základní metody diagnostiky plazmatu
Metody spektrální a optické, elektronová, excitační, vibrační a rotační teplota.
Metody sondové, plazmový a plovoucí potenciál plazmatu, jednoduchá a dvojná sonda.
Metody korpuskulární, hmotnostní spektroskopie, aktinometrie.

4. Laboratorní plazma
Vlastnosti a generace jednotlivých druhů laboratorního plazmatu (stejnosměrné, střídavé, vysokofrekvenční, a mikrovlnné výboje, korónové, klouzavé a bariérové výboje).
Plazma buzené za vysokého tlaku (oblouk, plazmatron, jiskra, jednopólové vysokofrekvenční a mikrovlnné výboje), vysokofrekvenční výboje buzené kapacitně a induktivně, přizpůsobovací členy, ECR plazma.

5. Vlastnosti plazmatu
Elektrická vodivost, difúze a ambipolární difúze, teploty a koncentrace nabitých částic v jednotlivých typech výbojů; dielektrické vlastnosti plazmatu, permitivita, index lomu, interakce s elektromagnetickými vlnami; podmínky zapálení jednotlivých druhů výbojů, plazma jako spektrální zdroj (ICP).

6. - 9. Plazmochemické procesy
Rychlost chemické reakce v plazmatu, reakční koeficienty.
Reakce homogenní, heterogenní a homogenně - heterogenní. Metody PE CVD a PA CVD.
Reakce atomárního kyslíku, vytváření oxidů, generace ozónu, ozonizátory, detekce.
Reakce atomárního dusíku, nitridy, povrchová nitridace, reakce v dohasínajícím plazmatu.
Reakce atomárního vodíku (a-Si:H), plazmové leptání, reaktivní iontové leptání, iontové mletí.
Plazmová polymerace.
Hydrofobizace a hydrofilizace povrchu různých materiálů v plazmatu (plasty, textil, skla, polovodiče).
Roubování, zvyšování adhesivity a smáčivosti, reakce alifatických a aromatických uhlovodíků v plazmatu.
Reakce siloxanů a silazanů, ochranné vrsty, semipermeabilní membrány a selektivně sorpční vrstvy.
Magnetronové (reaktivní) naprašování, tvrdé a supertvrdé vrstvy připravované plazmochemickými procesy (vrstvy diamantového typu, a-C:H, tenké vrstvy mikrokrystalického diamantu, c-BN, TiN, AlN a nanokrystalické komposity).
Plazmové stříkání, nanokrystalické práškové materiály, fullereny a nanotrubky.

10. Speciální druhy plazmatu s účastí chemických reakcí
Chemické lasery, impulsní lasery, fotodisociační lasery (ASTERIX), ploché plazmové displeje.
Plazma buzené ve směsi plynů a par amalgamů, Penningovské směsi, plazma v osvětlovací technice.

V přednášce jsou popsány základní vlastnosti plazmatu a současná metodologie plazmové chemie tak, že studenti chemického inženýrství jsou schopni prakticky aplikovat a užívat unikátní vlastnosti plazmatu v takových oborech jako jsou materiálové inženýrství, mikroelektronika, biologie, a makromolekulární, organická, anorganická i analytická chemie.

není

F. Chen, J. P. Chang: Principles of Plasma Processing, Kluwer Academic/ Plenum Publishers 2003, 0 (EN)

J.R. Roth: Industrial Plasma Engineering Volume 1: Principles (EN)
J.R. Roth: Industrial Plasma Engineering Volume 2: Applications to Nonthermal Plasma Processing (EN)

39 hod., nepovinná