Messung der Ro-Schwingungsverteilung in transienten Entladungen durch kohärente Anti-Stokes-Raman-Streuung (A02)

• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 327886311

Vibrations (und Rotations) angeregte Moleküle spielen eine zentrale Rolle in der Plasmachemie, da sie durch ihre hohe innere Energie stark die chemischen Prozesse beeinflussen. Eine offene Frage ist die Rolle der angeregten Zustände in katalytischen Prozessen. Die Anregung der Moleküle erfolgt durch Stöße mit energiereichen Elektronen in einem Plasma und durch Stoßübertrag von bereits angeregeten Molekülen. Die detailierten physikalischen Mechanismen und Ratenkonstanten sind oft nicht bekannt oder noch nicht experimentell bestätigt. Weiterhin sind Simulationen häufig sehr aufwendig, insbesondere für Entladungen bei Atmosphärendruck, wo die Zeitskalen von ps bis in den micro- oder gar ms-Bereich für chemische Reaktionen oder Vibrationsübertrag reichen. Das Projekt zielt daher auf die Messung der ro-vibratorischen Anregung von CO2 und N2 durch coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS). In Ergänzung des experimentellen Aufbaus wurde zudem eine neuartige Auswertung entwickelt, die es erlaubt auch Verteilungen fern des Gleichgewichts zu berücksichtigen. Weiterhin erlaubt ein analytische Modell die ab-initio Vorhersage der Besetzung mit dem elektrischen Feld und Strommessungen aus dem Projekt A1 als Eingangsdaten. Unabhängige Kontrolle der Plasmadichte und des elektrischen Feldes wird in ns-gepulsten Plasmen erreicht. Dies erlaubt die optimierte Kopplung fast der gesamten Energie der Elektronen im Plasmabulk in die Vibrationsanregung.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche
• Teilprojekt zu: SFB 1316: Transiente Atmosphärendruckplasmen - vom Plasma zu Flüssigkeiten zu Festkörpern
• Antragstellende Institution: Ruhr-Universität Bochum
• Teilprojektleiter: Professor Dr. Uwe Czarnetzki; Dr. Dirk Luggenhölscher