plasmateknologiat

Plasmateknologiat ovat teknologioita ja prosesseja, joissa plasmaa eli ionisoitunutta kaasua hyödynnetään materiaalien ominaisuuksien muokkaamiseen tai kemiallisten reaktioiden ohjaamiseen. Plasma on aineen neljäs olomuoto, jossa elektronit ja ionit liikkuvat vapaasti. Plasmaprosesseja voidaan säätää lämpötilan, paineen ja sähkökenttien avulla ja ne voivat olla matalan tai korkean lämpötilan plasmoja sekä alipaine- tai ilmankosketuksessa syntyviä.

Keskeisiä plasmaprosesseja ovat etsing (plasma etching) ja pinnoitus mikroelektroniikan sekä pintakäsittelyn aloilla. Näissä prosesseissa plasman reaktiiviset hiukkaset poistavat materiaalia tai rakentavat uuden kerroksen, ja pinnan aktiivisuus sekä tarttuvuus paranevat. Matalalämpötilaiset plasmat mahdollistavat herkempien materiaalien käsittelyn; tyypillisiä järjestelmiä ovat dielectrical barrier discharge (DBD), glow-discharge sekä induktiivisesti kytketyt plasmat (ICP), sekä RF- ja mikroaaltoihin perustuvat plasmaprosessit.

Sovellukset kattavat ympäristö- ja terveysalat sekä valmistuksen: hajottamalla haitallisia yhdisteitä, puhdistamalla kaasuja sekä parantamalla pintakestävyyttä ja kerroksia esimerkiksi PVD- ja PECVD-pinnoituksissa. Lääketieteessä plasmaprosessit tutkitaan sterilointiin ja kudosvaikutuksiin sekä plasmabiologiaan ja plasmamedizin mahdollisuuksiin.

Haasteet ovat korkeat kustannukset, prosessin hallinta ja skaalautuvuus sekä turvallisuus. Tutkimus suuntautuu kohti ilmankäyttöisiä plasmoja, integroitua nanofabrikaatiota sekä bio- ja plasmamedizin mahdollisuuksia.