Prof. Dr. Achim von Keudell

Schwerpunkt der Forschungstätigkeit ist das grundlegende Verständnis der Plasma-Oberflächenwechselwirkung. Dazu werden zahlreiche Experimente in reaktiven Plasmen durchgeführt  zur Identifizierung der vorherrschenden Reaktivteilchenflüsse sowie der daraus resultierenden Oberflächenprozesse. Als Diagnostiken kommen vielfach optische in-situ Diagnostiken sowie die Massenspektroskopie zum Einsatz. In der Vergangenheit wurde insbesondere ein Teilchenstrahlexperiment entwickelt, das es erlaubt heterogene Oberflächenreaktionen zu studieren und zu vermessen. 

Derzeitige Forschungsaktivitäten

Die Gruppe „Reaktive Plasmen“ beschäftigt sich im allgemeinen Sinne mit allen Prozessen an der Grenzfläche reaktives Plasma-Oberfläche. Dabei haben sich 3 größere Themata herausgebildet:

Elementarmechanismen Mit einem Teilchenstrahlexperiment werden Einzel-Prozesse der Wechselwirkung von Atomen, Ionen und UV-Photonen mit Oberflächen untersucht. Zum einen waren dies biologische Proben wie Endosporen oder Biomoleküle zur Aufklärung von Grundlagenmechanismen bei der Plasmasterilisation aber auch metallische Proben, um Elementarprozesse der Targetvergiftung in Magnetronentladungen zu studieren.

Nichtgleichgewichts Atmosphärendruckplasmen: Seit vielen Jahren wird das Thema der atmosphärischen Mikroplasmen intensiv bearbeitet und Plasmastrahlquellen werden hinsichtlich ihrer Eignung für zahlreiche Anwendungen optimiert. Dabei wurden neue Konzepte zur Massenspektrometrie an Atmosphärendruck bzw. zur Analyse der Ionenströme entwickelt. Derzeit wird diese Forschung im Rahmen des SFB 1316 verfolgt bei der eine optimale Kombination von Plasma und Katalyse sowie Plasma und Elektrolyse gesucht werden soll.

Gepulste Magnetronplasmen: Die Herstellung von dünnen oxidischen und nitridischen Schichten in gepulsten Magnetronentladungen wird als Grundlagenforschung für die Anwendung HPPMS untersucht (High Power Pulsed Magnetron Sputtering). Besonderes Augenmerk liegt auf der Einstellung der Ionenenergieverteilung durch variables Biasing an den Substraten. Dazu wurden spezielle Ionenenergieanalysatoren aufgebaut. Das Schichtwachstum wird in-situ mit Infrarotspektroskopie und Ellipsometrie verfolgt. Im Bereich der schwach magnetisierten Prozessplasmen sind gepulste Magnetronplasmen weltweit eine neuer Forschungszweig. Durch kurzzeitige hohe Leistungseinkopplung werden vollionisierte Plasmen erzeugt, die es erlauben in einzigartiger Weise die Schichtsynthese zu kontrollieren. Sämtliche Vorgänge im Plasma sind zeitabhängig und erfordern eine genaue Analyse der Transienten. 

Zukünftige Forschungsaktivitäten

Durch die sehr breite Expertise im Bereich der reaktive Plasmen und ihrer Wechselwirkung mit Oberflächen ergeben sich immer wieder Anknüpfungen an Prozesse der Kunststoffverarbeitung, der Mikrostrukturtechnik oder der medizinischen Anwendungen von Plasmen.

Mitgliedschaften und Engagement

Foto: RUB, Marquard.