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大気圧クライオプラズマの創製とその材料加工プロセスへの応用

Research Project

Project/Area Number 19656188
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Material processing/treatments
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

寺嶋 和夫  The University of Tokyo, 大学院・新領域創成科学研, 准教授 (30176911)

Project Period (FY) 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2007: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Keywords大気圧プラズマ / クライオプラズマ / 大気圧クライオプラズマ / 誘電体バリア放電 / 放電モード相転移 / 自己組織化 / クラスタリング / 材料表面処理
Research Abstract

本研究では、大気圧プロセスプラズマの新しい可能性を開拓すべく、(1)"熱プラズマ(ガス温度数千K〜数万K程度)"、(2)"低温プラズマ(ガス温度300K〜1000K程度)"に次ぐ、第3の温度領域-ガス温度数十K〜273K〜300K程度-のプロセスプラズマ"大気圧クライオマイクロプラズマ"の創製とその材料加工プロセスへの応用を目指し,以下のような成果を挙げた。
先ず、(1)大気圧クライオプラズマの創製とプラズマ診断を行った。ガス温度を液体ヘリウム温度から室温まで(4〜300K)連続的に制御したクライオプラズマ(誘電体バリア放電型プラズマジェット、および、平行平板型電極を用いた誘電体バリア放電)の安定発生に成功した。プラズマジェットの様子は温度とともに変化する。また、発光分光測定を行ったところ、励起種がガス温度低下に伴って変化することも確認され、ガス温度が20K以下になるとヘリウムエキシマーからの発光がはっきりと確認された。さらに、透明電極であるITO電極を用いて平行平板型電極を用いたクライオ誘電体バリア放電プラズマを発生させたところガス温度変化に伴いプラズマの自己組織化パターンも変化することがわかった。これらは雰囲気ガスの温度変化に伴う密度変化や物性変化に起因すると考えられる。
また、(2)材料加工プロセス(表面エッチング、表面改質)への応用に向け、有機材料の表面改質(表面の親水化)の予備実験も開始した。

Report

(1 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2008 2007

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Gas-temperature-dependent characteristics of cryo dielectric barrier discharge plasma under atmospheric pressure2008

    • Author(s)
      Y. Noma, J. H. Choi, S. Stauss, T. Tomai, and K. Terashima
    • Journal Title

      Appl. Phys. Express, 1, 046001 (2008) 1

      Pages: 46001-3

    • NAID

      10025080092

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 大気圧クライオプラズマのガス温度依存(4〜296K)生成と診断2008

    • Author(s)
      野間由里, 崔 宰赫, Sven Stauss, 笘居高明, 寺嶋和夫,
    • Organizer
      第55回春季応用物理学会
    • Place of Presentation
      日本大学船橋キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-28
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 大気圧クライオプラズマの温度依存特性2007

    • Author(s)
      野間由里, 崔 宰赫, Sven Stauss, 苫居高明, 寺嶋和夫
    • Organizer
      第18回日本MRS学術シンポジウム
    • Place of Presentation
      日本大学駿河台キャンパス
    • Year and Date
      2007-12-09
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Temperature dependent characteristics of cryo plasma under atmospheric pressure2007

    • Author(s)
      Yuri Noma, Jai Hyuk Choi, Sven Stauss, Takaaki Tomai, and Kazuo Terashima
    • Organizer
      18th International Symposium on Plasma Chemistry (ISPC-17)
    • Place of Presentation
      Kyoto Univ.
    • Year and Date
      2007-08-27
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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