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Investigation of surface-volume interaction in atmospheric pressure plasma using spectroscopy of radicals

Research Project

Project/Area Number 17H06987
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Power engineering/Power conversion/Electric machinery
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

Nakagawa Yusuke  首都大学東京, システムデザイン研究科, 助教 (80805391)

Project Period (FY) 2017-08-25 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsプラズマ化学 / レーザー計測 / 分光診断 / 大気圧放電 / 大気圧プラズマ / ラジカル反応 / レーザー分光 / プラズマ / 放電 / ラジカル / 分光計測 / プラズマ加工 / 環境技術 / 電気機器工学
Outline of Final Research Achievements

To analyze the interactions between the gas phase plasma reactions and the electrode surface reactions in chemical processes by atmospheric-pressure plasma, the densities of radicals produced in the short-gapped discharge plasma are measured. The analysis target is ozone generator as one the most popular industrial applications of plasma, and the densities of atomic oxygen and ozone under short-gapped oxygen discharge are measured by laser spectroscopy. The new method for simultaneous measurement of atomic oxygen and ozone is developed in this study, and the densities of atomic oxygen and ozone are measured in the spatial resolution of 10 micrometers. The results indicate that the atomic oxygen produced by plasma is almost fully converted to ozone.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

プラズマを用いた化学処理は、半導体製造や殺菌・滅菌、製薬など、様々な分野で応用されている。中でもオゾン発生装置は、半導体洗浄から水処理まで幅広い分野で普及している基幹産業装置である。一方、プラズマ応用装置の処理効率を抜本的に改善するためには内部の反応機構解明が不可欠であるが、従来ではプラズマと電極表面反応との局所相互作用が未解明であった。本研究は、短ギャップ放電プラズマにおける酸素ラジカルとオゾンの局所密度の同時計測を実現した。これにより、短ギャップ放電におけるオゾン生成反応の解明が進展し、プラズマ化学処理の効率改善に大きく貢献すると考えられる。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2019 2018

All Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Presentation] 純酸素極短ギャップ放電における酸素原子密度のTALIF計測及びオゾン干渉の補正2019

    • Author(s)
      川北拓弥, 中川雄介, 内田諭, 杤久保文嘉
    • Organizer
      2019年度静電気学会春期講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 極短ギャップ放電における酸素原子密度のTALIF計測と温度推定2019

    • Author(s)
      川北拓弥,中川雄介,内田諭,杤久保文嘉
    • Organizer
      第36回 プラズマプロセシング研究会/第31回 プラズマ材料科学シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 大気圧酸素放電下のO 原子計測におけるオゾン干渉の分離2019

    • Author(s)
      中川雄介, 川北拓弥, 内田諭, 杤久保文嘉
    • Organizer
      平成31年 電気学会全国大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 極短ギャップ放電における酸素原子密度の直接分光計測2018

    • Author(s)
      中川雄介、川北拓弥、内田諭、杤久保文嘉
    • Organizer
      第27回オゾン協会年次研究講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Measurement of atomic oxygen temperature produced in narrow gap ozone generator2018

    • Author(s)
      Y. Nakagawa, T. Kawakita, S. Uchida, and F. Tochikubo
    • Organizer
      24th Europhysics Conference on the Atomic and Molecular Physics of Ionized Gases
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 極短ギャップ放電における酸素原子密度のTALIF計測と温度推定2018

    • Author(s)
      川北拓弥, 中川雄介, 内田論, 杤久保文嘉
    • Organizer
      第42回 静電気学会 全国大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 極短ギャップ放電における酸素原子のTALIF分光計測と温度推定2018

    • Author(s)
      中川雄介、川北拓弥、内田諭、杤久保文嘉
    • Organizer
      第79回 応用物理学会 秋季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Measurement of atomic oxygen and estimation of local temperature in narrow gap discharge for ozone generator2018

    • Author(s)
      Y. Nakagawa, T. Kawakita, S. Uchida, and F. Tochikubo
    • Organizer
      71st Annual Gaseous Electronics Conference
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-08-25   Modified: 2020-03-30  

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