Detail předmětu

Plasma Chemistry

FCH-MAO_PLA1VolitelnýMagisterský navazující (druhý cyklus)Ak. rok: 2017/2018Letní semestr1. ročník4  kredity

Kurz je zaměřen na základní vlastnosti a procesy probíhající v plazmatu, včetně jejich diagnostiky a možných aplikací. Studenti se seznámí s termodynamikou a kinetikou plazmatu (nerovnovážné a rovnovážné plazma, srážkové procesy, rozdělovací funkce, základní transportní procesy v plazmatu). Přednášky také poskytnou přehled základních metod diagnostiky plazmatu (spektrální, sondové a korpuskulární metody). Stěžejní část kurzu se věnuje laboratornímu plazmatu, jeho vlastnostem, jednotlivým typům elektrických výbojů, principům generace a možného využití výbojů (stejnosměrné, střídavé, vysokofrekvenční a mikrovlnné výboje, výboje v kapalinách, plazma buzené za vysokého tlaku, kapacitně a induktivně). Přehled probíraných plazmochemických procesů obsahuje zejména reakce v aktivním a dohasínajícím plazmatu, povrchové úpravy materiálů, tvorbu tenkých vrstev (PE CVD, PA CVD), plazmové polymerace, plazmové stříkaní, naprašování a leptání. Mezi speciální druhy ideálního i neideálního plazmatu s účastí chemických reakcí jsou zařazeny lasery, plazmové displeje, elektrický oblouk, elektrický paprsek a plazma v osvětlovací technice.

Výsledky učení předmětu

Po úspěšném ukončení kurzu se předpokládá, že se student bude orientovat v problematice týkající se základních vlastností plazmatu, principů jeho generace a diagnostiky a soudobých technologií plazmové chemie.

Prerekvizity

Fyzikální chemie - termodynamika, kinetika Fyzika - pohyb hmotného bodu, elektrické pole a proud, magnetické pole Matematika - diferenciální rovnice

Doporučená nebo povinná literatura

Chen F., Chang J. P.: Principles of Plasma Processing. Kluwer Academic, Plenum Publishers, NewYork 2003. (EN)
Roth J. R.: Industrial Plasma Engineering Volume 2: Applications to Nonthermal Plasma Processing. Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia 2001. (EN)
Roth J. R.: Industrial Plasma Engineering Volume 1: Principles. Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia 1995. (EN)
https://www.vutbr.cz/elearning/ (EN)
Ricard A.: Reactive Plasmas. Société Francaise du Vide, Paris 1996 (EN)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou: Přednáška - 2 vyučovací hodiny týdně. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém LMS Moodle.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška je písemná. Skládá se z deseti otázek ohodnocených body, maximální zisk je 100 bodů. Pro úspěšné složení je nutno získat alespoň 50 bodů.

Jazyk výuky

angličtina

Osnovy výuky

1. Definice plazmatu, podmínky udržení ideálního plazmatu, typy plazmatu
2. Základní srážkové procesy, účinný průřez, srážková frekvence
3. Kinetická teorie plazmatu, Boltzmannova kinetická rovnice, rozdělovací funkce rychlostí
4. Fyzikální vlastnosti plazmatu
5. Laboratorní plazma: podmínky zapálení výboje v plynu, Townsendova teorie růstu lavin, Paschenův zákon
6. Laboratorní plazma: elektrické výboje v plynech a kapalinách
7. Diagnostika plazmatu: spektrální a optické metody
8. Diagnostika plazmatu: sondové a korpuskulární metody
9. Úvod do plazmové chemie, podmínky uskutečnění plazmochemické reakce, reakce v nerovnovážné chemické kinetice, kinetika plazmochemických reakcí
10. Plazmové polymerace, povrchové úpravy syntetických a přírodních materiálů
11. Vybrané plazmochemické technologie: plazmové leptání, naprašování a stříkání, příprava tenkých vrstev (PE CVD, PA CVD)
12. Speciální druhy plazmatu s účastí chemických reakcí: osvětlovací technika, plazmové displeje, chemické lasery
13. Elektrický oblouk, elektronový paprsek

Cíl

Cílem kurzu Plazmochemie je seznámit studenty se základními vlastnostmi plazmatu a současnými metodologiemi plazmové chemie tak, aby byli schopni prakticky aplikovat a užívat unikátní vlastnosti plazmatu v takových oborech jako jsou materiálové inženýrství, mikroelektronika, biologie a makromolekulární, organická, anorganická i analytická chemie.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

není

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor