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Study on control of plasma oxidation at an atomic level

Research Project

Project/Area Number 16K04994
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Plasma electronics
Research InstitutionSasebo National College of Technology (2017-2018)
Nagasaki University (2016)

Principal Investigator

SHINOHARA MASANORI  佐世保工業高等専門学校, 電気電子工学科, 准教授 (80346931)

Research Collaborator KAWASAKI Hiroharu  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsプラズマ酸化 / 赤外分光 / 多重内部反射 / 表面反応 / 炭化水素分子 / プラズマ / 酸化 / 炭素膜 / エーテル / テトラエトキシシラン / OHラジカル / 酸素プラズマ / 水素プラズマ / 有機分子 / 反応制御 / 原子レベル
Outline of Final Research Achievements

Plasma oxidation is useful technique, and is widely used in oxide-film deposition, plasma sterilization and so on. In order to control the oxidation technique, the oxidation process should be understood at an atomic level. In this study, oxidation of carbon film is “in-situ” and “real-time” investigated with multiple-internal-reflection infrared absorption spectroscopy (MIR-IRAS). C=O bonds are formed in the deposited film, if hydrocarbon molecules bonded with oxygen are used. OH bonds are formed in the film, if oxygen is easy decomposed from the source molecules.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

プラズマではイオンやラジカルなど通常の分子の状態よりも他のものと反応をおこしやすい活性種が生成されるため、低温での殺菌・滅菌や酸化膜の形成ができることは知られている。効率的に酸化を使うには、膜が表面で活性種がどのように反応するのかを知らなければならない。本研究は、酸化はどのように生じるのか、酸素と結合した膜が形成していく反応を「その場・実時間」で計測しながら、明らかにしたものである。その結果、単に、酸素が存在するだけでは効率的な酸化は望めず、酸化する対象の表面で酸素原子が生成され、浮遊した方が、酸化が起こりやすいことが分かった。この成果は、学術ばかりでなく、産業応用に重要な成果である。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Deposition of Hydrophilic Amorphous Carbon Film with Ether as a Source Molecule and Analysis of its Deposition Reaction2018

    • Author(s)
      篠原正典,冨永泰佑,下村勇登,猪原武士,柳生義人,大島多美子,川崎仁晴
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials

      Volume: 138 Issue: 11 Pages: 538-543

    • DOI

      10.1541/ieejfms.138.538

    • ISSN
      0385-4205, 1347-5533
    • Year and Date
      2018-11-01
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] IR Absorption Spectroscopy of Deposition Process of Amorphous Carbon Film due to Ethylene Plasma2018

    • Author(s)
      篠原正典,冨永泰佑,下村勇登,猪原武士,柳生義人,大島多美子,川崎仁晴
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials

      Volume: 138 Issue: 11 Pages: 544-550

    • DOI

      10.1541/ieejfms.138.544

    • ISSN
      0385-4205, 1347-5533
    • Year and Date
      2018-11-01
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 49.Infrared spectroscopic study on hydrogenation process of Si(100) surface during hydrogen plasma exposure2016

    • Author(s)
      Masanori Shinohara, Naoki Maruno, Yoshiki Takami, Susumu Takabayashi, Yoshinobu Matsuda
    • Journal Title

      IEEE Transactions of Plasma Science

      Volume: 44 Issue: 12 Pages: 3107-3111

    • DOI

      10.1109/tps.2016.2595599

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] エチレンプラズマ中でのアモルファス炭素膜の堆積反応の赤外分光計測,他の炭化水素プラズマとの反応との比較2018

    • Author(s)
      篠原正典,冨永泰佑,下村勇登,猪原武士,柳生義人,大島多美子,川崎仁晴
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 原料分子による膜中の化学結合状態の制御2018

    • Author(s)
      篠原正典,猪原武士,柳生義人,大島多美子,川崎仁晴
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 炭化水素プラズマによるアモルファス炭素膜の堆積反応2018

    • Author(s)
      篠原正典,猪原武士,柳生義人,大島多美子,川崎仁晴
    • Organizer
      第35回 プラズマ・核融合学会 年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 赤外分光法によるプラズマ反応解析2018

    • Author(s)
      篠原正典,猪原武士,柳生義人,大島多美子,川崎仁晴
    • Organizer
      第35回 プラズマ・核融合学会 年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 原料分子によるプラズマプロセスの制御について2018

    • Author(s)
      篠原正典,猪原武士,柳生義人,大島多美子,川崎仁晴
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第22回支部大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Deposition of hydrophilic amorphous carbon film, with ether molecules as a source2018

    • Author(s)
      M. Shinohara, T. Ihara, Y. Yagyu, T. Ohshima and H. Kawasaki,
    • Organizer
      14th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Consideration of peeling-off of amorphous carbon film, from changes in chemical states of the film during its deposition2018

    • Author(s)
      M. Shinohara, T. Ihara, Y. Yagyu, T. Ohshima and H. Kawasaki
    • Organizer
      4th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Carbon Related Film Deposition with Unbalanced Magnetron Sputtering2018

    • Author(s)
      M. Shinohara, K. Azuma, T. Ihara, Y. Yagyu, T. Ohshima and H. Kawasaki
    • Organizer
      14th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hydrocarbon plasma induced surface reaction, considered with multiple-internal-reflection infrared absorption spectroscopy2018

    • Author(s)
      Masanori Shinohara, Takeshi Ihara, Yoshihito Yagyu, Tamiko Ohshima, Hiroharu Kawasaki
    • Organizer
      2nd Asian-PacificConference on Plasma Physics
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Hydrophilic hydrocarbon film deposited with one-step process2018

    • Author(s)
      Masanori Shinohara, Takeshi Ihara, Yoshihito Yagyu, Tamiko Ohshima, Hiroharu Kawasaki
    • Organizer
      2nd Asian-PacificConference on Plasma Physics
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Deposition Process of Amorphous Carbon Film during Ethylene Plasma, Compared with the Process during Methane Plasma2018

    • Author(s)
      M. Shinohara, T. Tominaga, H. Shimomura, T. Ihara, Y. Yagyu, T. Ohshima, H. Kawasaki
    • Organizer
      International Symposium on Dry Process
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] エーテルを用いたプラズマ化学気相堆積過程の赤外分光計測2018

    • Author(s)
      篠原正典,冨永泰佑,下村勇登,猪原武士,柳生義人,大島多美子,川崎仁晴
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] エタノール中でのプラズマ生成による膜堆積の反応初期の赤外分光計測2017

    • Author(s)
      末永尚己,川田千春,篠原正典,猪原武士,柳生義人,大島多美子,川崎仁晴
    • Organizer
      プラズマ・各融合学会 九州・沖縄・山口支部 第21回支部大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 赤外分光計測によるエチレンプラズマとメタンプラズマの堆積過程の比較2017

    • Author(s)
      冨永泰佑,下村勇登,篠原正典,猪原武士,柳生義人,大島多美子,川崎仁晴
    • Organizer
      プラズマ・各融合学会 九州・沖縄・山口支部 第21回支部大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 分子量の大きい有機分子を原料としたプラズマCVD過程の赤外分光計測2017

    • Author(s)
      下村勇登,冨永泰佑,篠原正典,猪原武士,柳生義人,大島多美子,川崎仁晴
    • Organizer
      プラズマ・各融合学会 九州・沖縄・山口支部 第21回支部大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 炭素化水素プラズマによる堆積反応の赤外吸収分光計測2017

    • Author(s)
      篠原 正典,猪原 武士,柳生 義人,大島多美子,川崎 仁晴
    • Organizer
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] プラズマ照射表面の ATR 分光2017

    • Author(s)
      篠原 正典
    • Organizer
      第 27 回 応用物理学会 プラズマエレクトロニス 分科会 新領域研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Infrared spectroscopic study on interaction of plasma with Amyloid beta protein2016

    • Author(s)
      M. Shinohara, T. Imada, Y. Nakano and Y. Matsuda
    • Organizer
      日本MRS
    • Place of Presentation
      横浜情報文化センター ()神奈川県横浜市
    • Year and Date
      2016-12-19
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 多重内部反射赤外吸収分光法を用いたプラズマ-表面相互作用の解析2016

    • Author(s)
      篠原 正典、筑紫 康弘、松田 良信
    • Organizer
      応用物理学会九州支部学術講演会
    • Place of Presentation
      対馬市交流センター (長崎県対馬市)
    • Year and Date
      2016-12-03
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 多重内部反射赤外吸収分光法を用いた プラズマププロセスのその場計測2016

    • Author(s)
      伊東和樹、中野大和、原正典、松田良信
    • Organizer
      九州表面・真空研究会2016 (兼)第21回九州薄膜表面研究会 「新奇な薄膜・表面現象とその応用の最前線
    • Place of Presentation
      九州大学筑紫キャンパス (福岡県福岡市)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Book] プラズマCVDにおける成膜条件の最適化に向けた反応機構の理解とプロセス制御・成膜事例 (分担)2018

    • Author(s)
      篠原正典,猪原武士,柳生義人,大島多美子,川崎仁晴
    • Total Pages
      13
    • Publisher
      サイエンス&テクノロジー
    • ISBN
      9784864281706
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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