Fortschritte in der Plasmatechnologie Neue ICs steuern Plasma-Erzeugung

Eine mögliche Anwendung für die neu entwickelten ICs könnten Zündkerzen sein.
Eine mögliche Anwendung für die neu entwickelten ICs könnten Zündkerzen sein.

Vielseitige Anwendungen in der Plasmatechnologie könnten durch einen neu entwickelten IC kostengünstig möglich werden.

Der am Institut für Mikrowellen- und Plasmatechnik (IMP) der FH Aachen entwickelte IC misst nur 2 mm x 2 mm. Die Plasmaanwendungen des IMP basieren darauf, dass Frequenzen im Mikrowellenbereich (2,45 GHz) genutzt werden, um ein Plasma zu erzeugen. Dieses teilweise oder vollständig aus freien Ladungsträgern, also Ionen oder Elektronen, bestehende Gas kann eingesetzt werden, um eine hohe Energiemenge punktgenau freizusetzen – zum Beispiel, um etwas zu erhitzen, zu schneiden oder um Licht zu erzeugen.

Die neu entwickelten ICs haben hauptsächlich die Funktion, die Gasentladung und damit die Erzeugung des Plasmas zu steuern. Dabei kann eine Bandbreite von etwa 80 MHz innerhalb des Mikrowellenspektrums genutzt werden. Damit lässt sich die Frequenz variieren, um eine möglichst hohe Energieaufnahme und damit eine effiziente Plasmaerzeugung zu gewährleisten. Die ICs messen die tatsächlich anfallenden Signale und vergleichen sie mit einem Referenzsignal; in einer Rückkopplungsschleife wird die Frequenz angepasst.

Prof. Dr. Holger Heuermann, Leiter des IMP, spricht bei der Entwicklung von einem Amplitude Locked Loop (ALL) – im Gegensatz zum bekannten Phase Locked Loop (PLL).

Die Firma Macom hat sich die Rechte an der Produktion gesichert und bereitet derzeit die Markteinführung vor. Der neue IC könnte künftig in verschiedensten Produkten eingesetzt werden, die auf der Plasmatechnologie basieren – in Zündkerzen, in Lampen, in Skalpellen und in Plasmajets.