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Sarah Luisa Siepa

• In low-temperature plasma physics collisional-radiative models (CRMs) are used to extract information on the plasma electrons from optical emission spectra. In this dissertation a collisional-radiative model for argon plasmas is developed and evaluated. A detailed discussion of different processes such as electron impact excitation and the electron energy distribution, radiation trapping and diffusion of metastable atoms is given. Parameters and input data such as electron impact cross sections and Einstein coefficients are discussed in detail and their impact on the modelling results is shown. To evaluate the CRM the modelling results are compared with experimental data from several kinds of discharges under different conditions. The argon CRM is also applied to evaluate gas mixture plasmas using argon as a trace gas. At higher pressures the CRM is found to change fundamentally, as the analysis of a hydrogen-silane-argon plasma shows.
• Stoß-Strahlungsmodelle (SSM) werden in der Niedertemperatur-Plasmaphysik verwendet, um die Eigenschaften der Elektronen des Plasmas aus optischen Emissionsspektren zu bestimmen. In dieser Dissertation wurde ein SSM für Argon-Plasmen entwickelt und evaluiert. Verschiedene Prozesse wie Elektronenstoß-Anregung und Elektronenenergieverteilung, Strahlungsreabsorption und Diffusion von metastabilen Atomen wurden im Detail untersucht. Parameter und Inputdaten wie Elektronenstoß-Wirkungsquerschnitte und Einsteinkoeffizienten werden diskutiert und ihr Einfluss auf die Ergebnisse der Modellierung wird explizit gezeigt. Um die Ergebnisse des SSM zu evaluieren, werden experimentelle Daten verschiedener Entladungen bei unterschiedlichen Bedingungen herangezogen. Das Argon-SSM wird zudem zur Analyse reaktiver Plasmen eingesetzt, indem Argon in kleinen Mengen beigemischt wird. Bei höherem Druck verändert sich das SSM deutlich, wie anhand eines Wasserstoff-Silan-Argon-Plasmas gezeigt wird.