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Quantum-Kinetic Modeling of Electron Release in Low-Energy Surface Collisions of Atoms and Molecules

  • In this work we present a theoretical description of electron release in the collision of atomic and molecular projectiles with metallic and especially dielectric surfaces. The associated electron yield, the secondary electron emission coefficient, is an important input parameter for numerical simulations of dielectric barrier discharges and other bounded low-temperature gas discharges. The available reference data for emission coefficients is, however, very sparse and often uncertain, especially for molecular projectiles. With the present work we aim to contribute to the filling of these gaps by providing a flexible and easy-to-use model that allows for a convenient calculation of the emission coefficient and related quantities for a wide range of projectile-surface systems and the most dominant reaction channels.
  • In der vorliegenden Arbeit präsentiere ich eine theoretische Beschreibung der Sekundärelektronenemission in Kollisionen zwischen Atomen bzw. Molekülen und metallischen sowie vor allem dielektrischen Oberflächen. Die zugehörige Elektronenausbeute, der Sekundärelektronenemissionskoeffizient, ist ein wichtiger Eingangsparameter für numerische Simulationen von dielektrischen Barriereentladungen und anderen Niedertemperaturplasmen. Die verfügbaren Referenzdaten für Emissionskoeffizienten sind allerdings sehr spärlich und oft ungenau, besonders für molekulare Projektile. Die vorliegende Arbeit trägt zur Schließung dieser Lücken bei, indem sie ein flexibles und leicht handhabbares Modell zur Berechnung des Emissionskoeffizienten und damit verwandter Größen für ein breites Spektrum von Projektil-Oberflächen-Systemen und die dominantesten Reaktionskanäle bereitstellt.

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Metadaten
Author: Johannes Marbach
URN:urn:nbn:de:gbv:9-001370-1
Title Additional (German):Quantenkinetische Modellierung der Elektronenemission in niederenergetischen Oberflächenkollisionen von Atomen und Molekülen
Advisor:PD Dr. rer. nat. habil. Franz Xaver Bronold
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2013/01/09
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2012/12/20
Release Date:2013/01/09
Tag:Abregung, Neutralisation, Oberflächenstöße, Sekundärelektronen
De-Excitation, Neutralization, Secondary Electrons, Surface Collisions
GND Keyword:Green-Funktion, Nichtgleichgewicht
Faculties:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Physik
DDC class:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 530 Physik
PACS-Classification:30.00.00 ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS / 34.00.00 Atomic and molecular collision processes and interactions (for atomic, molecular, and ionic collisions in plasma, see 52.20.Hv; for atoms and molecules of astrophysical interest, see 95.30.Dr, Ft; see also 98.38.Bn and 98.58.Bz in interstellar media in as / 34.35.+a Interactions of atoms and molecules with surfaces
30.00.00 ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS / 34.00.00 Atomic and molecular collision processes and interactions (for atomic, molecular, and ionic collisions in plasma, see 52.20.Hv; for atoms and molecules of astrophysical interest, see 95.30.Dr, Ft; see also 98.38.Bn and 98.58.Bz in interstellar media in as / 34.70.+e Charge transfer (for charge transfer in biological systems, see 82.39.Jn in physical chemistry)
70.00.00 CONDENSED MATTER: ELECTRONIC STRUCTURE, ELECTRICAL, MAGNETIC, AND OPTICAL PROPERTIES / 79.00.00 Electron and ion emission by liquids and solids; impact phenomena / 79.20.-m Impact phenomena (including electron spectra and sputtering) / 79.20.Fv Electron impact: Auger emission
70.00.00 CONDENSED MATTER: ELECTRONIC STRUCTURE, ELECTRICAL, MAGNETIC, AND OPTICAL PROPERTIES / 79.00.00 Electron and ion emission by liquids and solids; impact phenomena / 79.20.-m Impact phenomena (including electron spectra and sputtering) / 79.20.Hx Electron impact: secondary emission