Prof. Dr. Judith Golda

Prof. Dr. Judith Golda

Experimentalphysik, insbesondere Plasma-Grenzflächenphysik

NB 5/127
Tel.: +49 234 32 27654

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Forschung

Der Fokus unserer Arbeitsgruppe liegt auf der experimentellen Plasmaphysik.

Während das Zweikörperproblem gemeinhin noch recht gut analytisch zu lösen ist, ist die Komplexität bei nur drei Körpern schon um ein Vielfaches erhöht. In Plasmen werden jedoch Teilchendichten in der Größenordnung 1015 bis 1019 m-3 erzeugt, sodass diese Systeme mit den Methoden der statistischen Physik beschrieben werden müssen. Hinzu kommen die auf die Ladung wirkenden Coulomb-Kräfte, sodass Plasmen kollektives Verhalten zeigen.

Plasmen spielen eine große Rolle in Natur und Technik. 99.9 % der sichtbaren Materie im Universum befinden sich im Plasmazustand. Im Gegensatz zu astrophysikalischen Plasmen stehen alle Plasmen, die auf der Erde erzeugt werden, in Kontakt mit umgebenden Medien. Der Einfluss eines solchen Medium bestimmt ganz grundlegend dessen Eigenschaften, beispielsweise durch die Balance zwischen Teilchenerzeugung und Energieeinkopplung im Plasma und Verlusten an der Oberfläche. Umgekehrt ergibt sich der Wert von Plasmen für die Technologie sogar gerade erst aus dem Einfluss des Plasmas das Medium, z.B. beruhen über 70 % aller Prozessschritte zur Herstellung mikroelektronischer Bauelemente auf Plasma-Oberflächen-Prozessen. Trotzdem bestehen bei der Beschreibung der Nichtgleichgewichts-Prozesse an dieser Grenzfläche noch große Defizite. Oft ist die Beschreibung rein empirisch und berücksichtigt nicht die Wechselseitigkeit der Prozesse an der entsprechenden Grenzfläche zwischen Plasma und Medium, wie beispielswiese bei der Verwendung von Sekundärelektronenkoeffizienten oder Sputterraten. Das Wissen über diese Prozesse ist allerdings essentiell für die Weiterentwicklung von Plasmatechnologie z.B. bei der Nutzung von Plasmen in der Katalyse zur Erzeugung von CO2-neutralen Treibstoffen.

Um die empirische Beschreibung durch physikalische Modelle zu ersetzten, entwerfen wir unsere Plasmaquellen und unsere Experimente gezielt im Hinblick auf diese Fragestellung. Für die Analyse verwenden wir sowohl Plasma- als auch Oberflächendiagnostik. Dabei legen wir großen Wert darauf, unsere komplexen Experimente mit einfachen Modellrechnungen zu unterlegen und vergleichbar für Simulationen zu machen.

Aktuelle Forschungsthemen sind Ladungseffekte von dielektrisch behinderten Oberflächenentladungen, die Interaktion von Plasmen und Oberflächen unter Einwirkung von Laserstrahlung und der Einsatz von Plasmen in der Biokatalyse und in medizinischen Anwendungen.

Zur Person

Ausbildung

2018 Promotion
Ruhr-Universität Bochum
Dissertation: „Cross-correlating discharge physics, excitation mechanisms
and plasma chemistry to describe the stability of an RF-excited atmospheric
pressure argon jet“
2012 – 2013 Master of Science in Physik
Ruhr-Universität Bochum
2011 – 2012 Auslandsstudium
École Polytechnique, Orléans, Frankreich
2008 – 2011 Bachelor of Science in Physik
Ruhr-Universität Bochum

Beruflicher Werdegang

seit 2020 Juniorprofessorin, Arbeitsgruppe „Plasma Interface Physics“
Ruhr-Universität Bochum
2017 – 2020 Postdoc, Arbeitsgruppe „Experimentelle Plasmaphysik“
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
2013 – 2017 Wissenschaftliche Mitarbeiterin, Lehrstuhl „Physik reaktiver Plasmen“
Ruhr-Universität Bochum
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