Fachbereich 11 - Physik
Institut für Angewandte Physik
Nichtlineare Systeme und Strukturbildung (Prof. Dr. H.-G. Purwins)

Strukturbildung in planaren Wechselspannungs-Gasentladungssystemen

Der Bereich beschäftigt sich mit der experimentellen Untersuchung von planaren dielektrischen Barrierenentladungssystemen. In diesen Systemen ist der Abstand zwischen den Elektroden um ein Vielfaches kleiner als ihr Durchmesser. Die Elektroden sind von dem Gas mittels dielektrischer Schichten getrennt. Beim Anlegen einer Wechselspannung (f = 0.1-1.0 MHz) mit ausreichender Amplitude bilden sich im Gasspalt zwischen den Elektroden diverse zu den Elektroden parallele und senkrechte räumlich inhomogene Stromdichteverteilungen aus, die experimentell mit elektrischen und optischen Methoden untersucht werden. Typischerweise treten lokalisierte Strukturen in Form von Stromdichtefilamenten auf, die komplexe Verhaltensweisen wie Cluster- und Domänenbildung und auch Wechselwirkung zeigen. Zusätzlich kann auch die Ausbildung nichtfilamentärer, räumlich ausgedehnter Strukturen, z.B. Zielscheibenmuster, Streifen oder nichtfilamentäre mehrfache Entladungen beobachtet werden. Die beobachteten Phänomene zeigen Stabilität auf einer Zeitskala, die die Periode der Treiberspannung um mehrere Größenordnungen übersteigt, weisen jedoch ein komplexes raum-zeitliches Verhalten auf, so dass verschiedene Hochgeschwindigkeitskameras für eine optimale Auflösung der Dynamik eingesetzt werden.

Drittmittelgeber:

Deutsche Forschungsgemeinschaft

Beteiligte Wissenschaftler:

Dipl.-Ing. A.L. Zanin, Dipl.-Phys. L. Stollenwerk, Dr. G. Klempt, Prof. Dr. H.-G. Purwins (Leiter)

Veröffentlichungen:

Purwins, H.-G., Yu. A. Astrov, and I. Brauer: Self-Organized Quasiparticles and Other Patterns in Planar Gas-Discharge Systems. Proceedings of the 5th Experimental Chaos Conference, M.Ding, W.L. Ditto, L.M. Pecora, and M.L. Spano (eds.), 3-13 (2001)

Zanin, A.L., A.W. Liehr, A.S. Moskalenko, and H.-G. Purwins: Voronoi Diagrams in Barrier Gas Discharge.Appl. Phys. Lett. 81, 3338-3340 (2002)