Einleitung
Reaktive Plasmen sind ein wesentlicher Bestandteil der Plasmatechnik. In einem Niedertemperaturplasma wird ein molekulares Quellgas dissoziiert und ionisiert und die Reaktionsprodukte reagieren miteinander in der Gsphase oder schlagen sich auf den umgebenden Oberflächen nieder. Damit lassen sich dünne Schichten mit einstellbaren Eigenschaften wie Stöchiometrie, Brechungsindex, Härte etc. herstellen. So entstehen zum Beispiel aus dem Quellgas Silan durch Plasmaprozesse amorphe Silizumschichten und aus dem Quellgas Methan amorphe Kohlenstoffschichten.
Der wesentliche Vorteil des Einsatzes von Plasmaverfahren zur Materialsynthese ist die Tatsache, daß die Dissoziation des Quellgases schon in der Gasphase stattfindet und die zu beschichtende Oberfläche eines Werkstückes selber bei Raumtemperatur bleibt. Damit ist es möglich sogar Kunststoffe effektiv zu beschichten. Dies ist im Unterschied zur klassischen chemischen Synthese bei der die zu beschichtende Oberfläche in der Regel heiß sein muß, um über die thermische Anregung stabile Moleküle auf der Oberfläche zu dissoziieren.
Die Chemie reaktiver Plasmen ist allerdings sehr komplex, da eine Vielzahl von Reaktionen auftreten können und das System sich in der Regel nicht im Gleichgewicht befindet. Aus dem Quellgas werden eine Vielzahl unterschiedlicher Reaktivteilchen wie Radikale und Ionen gebildet, die alle zur Schichtbildung beitragen können. Die Identifizierung der wichtigsten Reaktivteilchen ist Gegenstand dieses Praktikumsversuchs und soll am Beispiel der Kohlenwasserstoffschichten illustriert werden.
Die Massenspektrometrie ermöglicht direkt den Nachweis von Neutral- oder Reaktiv-Teilchenflüssen auf Oberflächen. Im Unterschied zu anderen Nachweisverfahren wie der Laserspektroskopie ist sie nicht auf wenige Teilchenarten beschränkt, sondern erlaubt es Neutrale und Ionen in einem weiten Massenbereich zu erfassen. Dies ist insbesondere wichtig, da man nicht a priori den dominanten Reaktionspartner kennt.
Bei der Massenspektrometrie werden Atome und Moleküle ionisiert und nach ihrem Masse/Ladung-Verhältnis detektiert.
