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Fundamental Study on Research and Development of Diamond-Like Carbon Coating Technique using Atmospheric-Pressure Hydrocarbon Plasma-assisted Chemical Vapor Deposition

Research Project

Project/Area Number 26420247
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Power engineering/Power conversion/Electric machinery
Research InstitutionChiba Institute of Technology

Principal Investigator

ODA Akinori  千葉工業大学, 工学部, 教授 (70335090)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsダイヤモンドライクカーボン膜 / プラズマ支援CVD / 大気圧プラズマ / プラズマ診断 / プラズマシミュレーション / 炭化水素プラズマ / ハイドロカーボンプラズマ / 非平衡大気圧プラズマ / 炭化水素ガス / プラズマCVD
Outline of Final Research Achievements

In this research project, fundamental properties in hydrocarbon plasmas have been examined using both numerical simulation and diagnostic, since fast deposition of the diamond-like carbon (DLC) thin films has strongly been required in various technological fields. A numerical simulation of hydrocarbon plasmas has been conducted using an axially three-dimensional fluid model. Diagnostic of hydrocarbon plasmas has also been done using Langmuir probe technique and quadrupole mass spectrometry. From the plasma diagnostic, it was clarified that the identification and the amount of flux of ions and radicals, which play an important role in the DLC thin films deposition, in hydrocarbon plasmas. From the plasma simulation results, clarifying the mechanism of glow to arc transition is very important to produce uniform atmospheric-pressure plasmas. It is clarified that suppressing the rapid electron production through electron-impact ionization is very effective to suppress the transition.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2017 2016 2015 2014

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Numerical Analysis of Substrate-Incident Carbon Flux in Low-Pressure Radio-Frequency CH4 Plasmas for Deposition of Diamond-Like Carbon Films2015

    • Author(s)
      A. Oda and H. Kousaka
    • Journal Title

      Electronics and Communications in Japan

      Volume: 98 Issue: 9 Pages: 31-39

    • DOI

      10.1002/ecj.11727

    • NAID

      130003382671

    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] DLC成膜用炭化水素プラズマ基礎特性に及ぼす希釈Arガスの影響2017

    • Author(s)
      大木一真,小田昭紀
    • Organizer
      平成29年 電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      富山大学 五福キャンパス(富山県富山市)
    • Year and Date
      2017-03-15
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  • [Presentation] 質量分析及びプローブによるDLC成膜用炭化水素プラズマの診断2017

    • Author(s)
      大野祐也,小田昭紀
    • Organizer
      平成29年 電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      富山大学 五福キャンパス(富山県富山市)
    • Year and Date
      2017-03-15
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] DLC成膜用Ar/CH4プラズマの質量分析およびプローブ診断2017

    • Author(s)
      深井駿,大野裕也,小田昭紀
    • Organizer
      2017年 第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-14
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 非平衡大気圧Heグロー放電の基礎特性と径方向均一性に及ぼす不純窒素ガス濃度の影響2017

    • Author(s)
      小森郷平,小田昭紀
    • Organizer
      2017年 第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-14
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  • [Presentation] 四重極質量分析法によるダイヤモンドライクカーボン成膜用炭化水素プラズマの診断2016

    • Author(s)
      深井駿,大野裕也,小田昭紀
    • Organizer
      電気学会 プラズマ/パルスパワー/放電研究会
    • Place of Presentation
      佐賀大学 本庄キャンパス(佐賀県佐賀市)
    • Year and Date
      2016-10-20
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    • Author(s)
      大木一真,小田昭紀
    • Organizer
      電気学会 プラズマ/パルスパワー/放電合同研究会
    • Place of Presentation
      佐賀大学 本庄キャンパス(佐賀県佐賀市)
    • Year and Date
      2016-10-20
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  • [Presentation] Axially-symmetric Three-Dimensional Fluid Modelling of Capacitively-Coupled Radio-Frequency TetraMethylSilane Plasmas for Silicon-containing Diamond-Like Carbon Thin-Films Deposition2016

    • Author(s)
      Akinori Oda, Kazuma Ohki, Satoru Kawaguchi, Kohki Satoh, Hiroyuki Kousaka and Takayuki Ohta
    • Organizer
      15th International Conference on Plasma Surface Engineering
    • Place of Presentation
      Garmisch-Partenkirchen (Germany)
    • Year and Date
      2016-09-12
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 誘電体材料特性が大気圧He/N2グロー放電基礎特性に及ぼす影響2016

    • Author(s)
      小森郷平,小田昭紀
    • Organizer
      電気学会 平成28年基礎・材料・共通部門大会
    • Place of Presentation
      九州工業大学 戸畑キャンパス(福岡県北九州市)
    • Year and Date
      2016-09-05
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  • [Presentation] 非平衡大気圧ヘリウムプラズマのシミュレーション-誘電体特性がプラズマ基礎特性に及ぼす影響-2016

    • Author(s)
      小田昭紀,小森郷平
    • Organizer
      電気学会 プラズマ/放電/パルスパワー合同研究会
    • Place of Presentation
      岩手大学 工学部 復興祈念銀河ホール(岩手県盛岡市)
    • Year and Date
      2016-05-26
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  • [Presentation] 質量分析法によるDLC成膜用Ar/CH4プラズマの診断2016

    • Author(s)
      深井駿,小田昭紀,上坂裕之,太田貴之
    • Organizer
      2016年第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • Year and Date
      2016-03-19
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] ダイヤモンドライクカーボン成膜用高周波炭化水素プラズマのシミュレーション2016

    • Author(s)
      大木一真,小田昭紀
    • Organizer
      平成28年電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      東北大学 川内北キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-16
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 非平衡大気圧ヘリウムプラズマの均一性と温度上昇に及ぼす誘電体材料の影響2016

    • Author(s)
      小森郷平,小田昭紀
    • Organizer
      電気学会 放電研究会
    • Place of Presentation
      千葉工業大学 津田沼キャンパス(千葉県習志野市)
    • Year and Date
      2016-03-11
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] DLC成膜用低圧高周波炭化水素プラズマのシミュレーション -基板への入射粒子フラックスに関する検討-2016

    • Author(s)
      大木一真,小田昭紀
    • Organizer
      2016年度 放電学会年次大会
    • Place of Presentation
      東京都市大学 横浜キャンパス(神奈川県横浜市)
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 発光分光及び質量分析による容量結合型RF窒素プラズマの診断2016

    • Author(s)
      大野祐也,深井駿,小田昭紀
    • Organizer
      2016年度 放電学会年次大会
    • Place of Presentation
      東京都市大学 横浜キャンパス(神奈川県横浜市)
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Mass Spectrometric Study on Hydrocarbon Plasmas for Diamond-Like Carbon Coating2015

    • Author(s)
      A. Oda, S. Fukai, H. Kousaka and T. Ohta
    • Organizer
      第25回 日本MRS年次大会
    • Place of Presentation
      横浜市開港記念会館 他(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2015-12-08
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Diagnostics of capacitively-coupled hydrocarbon plasmas for deposition of diamond-like carbon films using quadrupole mass spectrometry and Langmuir probe2015

    • Author(s)
      A. Oda, S. Fukai, H. Kousaka and T. Ohta
    • Organizer
      68th Annual Gaseous Electronics Conference/9th International Conference on Reactive Plasmas/33rd Symposium on Plasma Processing
    • Place of Presentation
      Hawaii Convention Center (Honolulu, HI, USA)
    • Year and Date
      2015-10-12
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Influence of dielectric materials on radial uniformity in non-equilibrium atmospheric pressure helium plasma2015

    • Author(s)
      A. Oda and K. Komori
    • Organizer
      68th Annual Gaseous Electronics Conference/9th International Conference on Reactive Plasmas/33rd Symposium on Plasma Processing
    • Place of Presentation
      Hawaii Convention Center (Honolulu, HI, USA)
    • Year and Date
      2015-10-12
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      2015 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 非平衡大気圧ヘリウムプラズマの均一性に与える誘電体の影響解析2015

    • Author(s)
      小森郷平,小田昭紀
    • Organizer
      電気学会 基礎・材料・共通部門大会
    • Place of Presentation
      金沢大学 角間キャンパス(石川県金沢市)
    • Year and Date
      2015-09-17
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  • [Presentation] ダイヤモンドライクカーボン成膜用炭化水素プラズマの質量分析およびプローブ診断2015

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      深井駿,小田昭紀,上坂裕之,太田貴之
    • Organizer
      2015年第76回応用物理学会秋季学術講演会
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      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2015-09-13
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 軸対称3次元流体モデルによる非平衡大気圧ヘリウムプラズマのシミュレーション2015

    • Author(s)
      小森郷平,小田昭紀
    • Organizer
      電気学会 プラズマ/放電/パルスパワー合同研究会
    • Place of Presentation
      北海道大学 札幌キャンパス(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2015-06-04
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Numerical Analysis on Capacitively-Coupled RF Tetrametylsilane Plasmas for Si-Containing DLC Film Coating2015

    • Author(s)
      Akinori Oda, Satoru Kawaguchi, Kohki Satoh, Hiroyuki Kousaka, Takayuki Ohta
    • Organizer
      ISPlasma2015/IC-PLANTS2015
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
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      2015-03-26 – 2015-03-31
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Computational Study on Fundamental Properties in Capacitively-Coupled Radio-Frequency Tetrametylsilane Plasmas for Diamond-Like Carbon Film Coatings2014

    • Author(s)
      Akinori Oda, Satoru Kawaguchi, Kohki Satoh, Hiroyuki Kousaka, Takayuki Ohta
    • Organizer
      2014 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • Place of Presentation
      Boston, Massachusetts (USA)
    • Year and Date
      2014-11-30 – 2014-12-05
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Numerical Simulation on Spatiotemporal Behavior of Charged-Species in Tetrametylsilane Plasmas for Diamond-Like Carbon Coating2014

    • Author(s)
      Akinori Oda, Satoru Kawaguchi, Kohki Satoh, Hiroyuki Kousaka and Takayuki Ohta
    • Organizer
      Plasma Conference 2014 (PLASMA2014)
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • Year and Date
      2014-11-18 – 2014-11-21
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] DLC成膜用容量結合型高周波テトラメチルシランプラズマのシミュレーション2014

    • Author(s)
      小田昭紀,川口悟,佐藤孝紀,上坂裕之,太田貴之
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
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      2014 Research-status Report
  • [Book] ドライプロセスによる表面処理・薄膜形成の応用2016

    • Author(s)
      表面技術協会 編
    • Total Pages
      318
    • Publisher
      コロナ社
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

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