Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Physik

Fachgebiet: Theoretische Physik

Betreuer: Prof. Dr. Heidi Reinholz



Dipl. Phys. Thomas Raitza
(e-mail: thomas.raitza@uni-rostock.de )

Dynamischer Strukturfaktor von Plasmen in hoch angeregten Clustern

Der dynamische Strukturfaktor von Nanoplasmen in hoch angeregten Clustern wurde im Rahmen einer klassischen Moleku\-lardynamik (MD)-Simulation modelliert. Es wurden die klassischen Bewegungsgleichungen der Teilchen, die über ein Pseudopotenzial wechselwirken, numerisch gelöst. Der in Bulk-Plasmen gut untersuchte dynamische Strukturfaktor wurde für Cluster verschiedener Größen durch die Einführung der bilokalen Stromdichte-Korrelationsfunktion verallgemeinert. Freie Elektronen im Cluster relaxieren innerhalb weniger Femtosekunden nach einer Kurzpuls-Anregung in ein lokales thermodynamisches Gleichgewicht (LTE). Die dynamische bilokale Stromdichte-Korrelation der Elektronen im LTE wurde mit einer eingeschränkten MD-Simulation bestimmt. Mehrere Anregungsmoden wurden gefunden und durch Lösung einer Eigenwertgleichung charakterisiert. Es konnten Dispersionsrelationen für die Resonanzfrequenzen charakteristischer Moden ermittelt werden. Die Abhängigkeit der Resonanzfrequenz von der Ausdehnung des Clusters sowie von Plasma-Eigenschaften wie Dichte und Temperatur wurde bestimmt. Das Verhalten der Stoßfrequenz bei Änderung der Clustergröße wurde diskutiert. Die Grenzen des verwendeten MD-Modells wurden aufgezeigt. Die Erweiterung des Konzeptes für den dynamischen Strukturfaktor beim Übergang von Bulk zu finiten Plasmen wurde dargestellt und die Eigenschaften der kollektiver Anregungen wurden charakterisiert.