Mateusz MAJSZYK, Andrzej BARTNIK, Wojciech SKRZECZANOWSKI
Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa ul. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908
Plazmy są zdecydowanie najczęstszą fazą zwykłej materii we wszechświecie, zarówno pod względem masy, jak i objętości. Znaleźć jednak możemy je również poza środowiskiem naturalnym np. w wielu obszarach technologii/nauki. Zastosowań plazm jest bardzo wiele np. miniaturyzacja w technologii układów scalonych [1], przetwarzania materiałów czy prób osiągnięcia fuzji jądrowej w tokamakach lub stellaratorach [2]. W tematach dotyczących nauki plazmę można zastosować również do badania zjawisk występujących we Wszechświecie, np. wnętrz gwiazd, ich atmosfer czy atmosfer egzoplanet/księżyców. W środowiskach tych możemy mieć do czynienia ze zjawiskami molekularnymi. Takie fundamentalne badania mogą być przydatne na przykład dla astrofizyki w przypadku dekodowania światła emitowanego przez ciała niebieskie, umożliwiając identyfikację pierwiastków, związków i stanów energetycznych obecnych w odległych gwiazdach, galaktykach i ośrodkach międzygwiezdnych. Tworzenie nowych cząsteczek
w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych pozwala nie tylko na ich identyfikację, ale także na poznanie mechanizmów ich powstawania i dynamiki procesów. Badania takie mogą być prowadzone z wykorzystaniem źródeł promieniowania opartych na laserach wysokoenergetycznych i tarczach gazowych. Tego typu badania były prowadzone w Wojskowej Akademii Technicznej. W naszej pracy przygotowaliśmy dwa specjalne układy, w których możemy badać warunki powstawania procesów molekularnych, rodników i jonów. Jeden z nich to komora gazowa, w której niskotemperaturowa plazma jest generowana wokół LPP (Laser Produced Plasma) w atmosferze niskociśnieniowej (10 - 50 mbar, ten sam gaz co w tarczy), a drugi to komora próżniowa, w której niskotemperaturowa plazma jest generowana w próżni w wyniku oddziaływania mieszaniny gazów z impulsami promieniowania SXR/EUV pochodzącymi z LPP i skupianymi przez paraboloidalne zwierciadła. W wyniku tych badań uzyskano przebiegi czasowe dla widm molekularnych i atomowych, temperatury oraz gęstości elektronowe oraz porównano wpływ różnych domieszek gazów do mieszanin gazowych na uzyskiwane widma.
Literatura
[1] Richard A. Gottscho, Use of Plasma Processing in Making Integrated Circuits and Flat-Panel Displays, MRS Bulletin, DOI: 10.1557/S0883769400035697.
[2] Yuhong Xu, A general comparison between tokamak and stellarator plasmas, Matter and Radiation at Extremes, DOI: 10.1016/j.mre.2016.07.001.