らせんステップ型低速電子高放出によるヘリウムのイオン・イオンプラズマ生成
| Project/Area Number |
23K17678
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 14:Plasma science and related fields
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
大津 康徳 佐賀大学, 理工学部, 教授 (50233169)
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| Project Period (FY) |
2023-06-30 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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| Keywords | イオン・イオンプラズマ / ナノ構造体 / 低速電子放出 / ヘリウム / クーロン力 / ナノサイズ構造体 |
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| Outline of Research at the Start |
正イオンと負イオンからなるイオン・イオンプラズマは、負イオンを含むプラズマに比べて魅力的な特性を秘めている。本研究では、放電電極表面に独自のナノ構造体を形成することにより、電極からの低速電子の高放出を実現し、さらに電子・陽子間のクーロン力が最大で希ガス負イオン生成が期待できるヘリウムを活用し、そのイオン・イオンプラズマ生成を達成させることである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
正イオンと負イオンからなるイオン・イオンプラズマは、負イオンを含むプラズマに比べて魅力的な特性を秘めている。。正イオンと負イオンからなるイオン・イオンプラズマは、負イオンを含むプラズマに比べて、(1) 希ガスの正イオン・負イオンシース構造の実現、(2)高速中性粒子の発生、(3) パルスバイアス制御による選択的成膜など特性を有している。
本研究では、放電電極表面に独自のナノ構造体を形成することにより、電極からの低速電子の高放出を実現し、さらに電子・陽子間のクーロン力が最大で希ガス負イオン生成が期待できるヘリウムを活用し、そのイオン・イオンプラズマ生成を達成させることである。
2023年度では、10月頃から文献等を参考としたプラズマCVD法などの薄膜合成技術により、電極表面に高い電子放出係数を有するナノ構造体を合成するためのプラズマCVD装置を構築し、反応性ガスを投入し高周波電力を注入することにより、プラズマの安定放電を確認した。円筒型又は加熱型プローブを用いて、反応性ガスを用いたプラズマ特性を明らかにした。反応性ガスを用いたプラズマパラメータの高周波電力依存性において、新しい知見を示す結果が得られた。今後、データ解析を進め、学会発表及び国際的な学術雑誌へ論文を投稿する予定である。プラズマの安定放電ができたので、その後、プラズマ生成電力、材料ガスの圧力や流量、基板温度などの外部パラメータを変化させて、ナノ構造体合成実験を行った。ある混合ガス流量、基板温度650－700℃程度において、銅基板上にナノ構造体と考えられる薄膜の合成に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2023年度では、既存の真空容器を用いて、ナノ構造体と考えられる薄膜の合成を実現させることができた。しかしながら、その構造解析などは分析中であり、年度内に実現させることができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度内に、ナノ構造体の可能性のある薄膜合成ができたので、2024年度では、それを用いた基板を設置して、プラズマ生成を行い、高電子放出作用ができているかどうかを明らかにする。
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Report
(1 results)
Research Products
(9 results)
