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ナノ界面近傍における電子状態の診断

Publicly Offered Research

Project AreaCreation of Science of Plasma Nano-Interface Interactions
Project/Area Number 24110715
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

富田 健太郎  九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 助教 (70452729)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2012: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Keywordsトムソン散乱 / 液体電極 / 電子密度 / 電子温度 / 大気圧プラズマ / 気液界面プラズマ / トムソン散乱法 / 大気圧非熱平衡プラズマ / イオン液体
Research Abstract

気相であるプラズマと電極等の固相間の界面は、プラズマプロセスに直接的に関わると考えられるため、これまで様々な研究が行われてきた。本研究では、低圧プロセスプラズマと、液面と接する大気圧プラズマを対象に、プラズマの電子状態診断を行った。
大気圧プラズマは、近年では固体ではなく、液体と接した状態に注目が集まっている。これは、大気圧プラズマの医療やバイオ応用を考えた時、液体とプラズマの接触が避けられないからである。しかし、液体とプラズマが接することで、プラズマの基礎物理量(電子密度や電子温度)がどのように影響を受けるかは、まだ明らかになっていない。
このような背景のもと、液体と接する大気圧プラズマ中の電子密度・電子温度を、レーザートムソン散乱法を用いて測定した。トムソン散乱法を用いたのは、液体を含まない大気圧プラズマの診断手法として、高い信頼性を有しているからである。一方、大気圧程度に密度の高いガス中に計測用レーザーを入射すると、母ガスを多光子電離してしまい、計測が不正確になる恐れがある。本研究ではそのような擾乱に配慮し、十分にレーザーパワー密度が低い領域で、計測を行った。十分に低いパワー密度では、その反面、得られるトムソン散乱光強度が微弱となり、レーザー1000ショット程度の積算計測が必須となる。そのような計測が実現できるナノ秒パルス放電と、蒸気圧が極めて低い液体材料(イオン液体)を併用することで、安定した放電生成環境の元、液体電極使用による放電状況の変化を定量的に把握した。
低圧プロセスプラズマについては、数Torrオーダーのプローブ計測が困難となる圧力のプラズマについて、トムソン散乱法が適用可能な領域を明らかにした。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2014 2013

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Diagnostics of VHF Argon Plasmas by Laser Thomson Scattering2013

    • Author(s)
      Weiting CHEN, Kohei OGIWARA, Koichiro KOGE, Kentaro TOMITA, Kiichiro UCHINO and Yoshinobu KAWAI
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Research

      Volume: 8 Issue: 0 Pages: 1306114-1306114

    • DOI

      10.1585/pfr.8.1306114

    • NAID

      10031200890

    • ISSN
      1880-6821
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Diagnostics of Atmospheric Pressure Plasmas Using Laser Thomson Scatteirng2014

    • Author(s)
      Kentaro Tomita, Nima Bolouki, Kazutaka Nishikawa, Kazuhiko Nagai, Yukihiko Yamagata, Kiichiro Uchino
    • Organizer
      8th International Conference on Reactive Plasmas and 31st Symposium on Plasma Processing
    • Place of Presentation
      Fukuoka Convention Center, Fukuoka
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Thomson Scattering Diagnostics of Atmospheric Pressure Plasmas Generated with Ionic Liquid Electrode2013

    • Author(s)
      富田健太郎
    • Organizer
      The 6th International Conference on Plasma-Nano Technology and Science
    • Place of Presentation
      下呂交流会館(岐阜県)
    • Year and Date
      2013-02-02
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Thomson scattering diagnostics of pulsed filament discharges produced at near-atmospheric2013

    • Author(s)
      富田健太郎
    • Organizer
      5th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      2013-01-28
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Diagnostics of Streamer Discharges Using Laser Thomson Scattering at Around Atmospheric Pressure2013

    • Author(s)
      Nima Bolouki, Kentaro Tomita, Yukihiko Yamagata, Kiichiro Uchino
    • Organizer
      26th Symposium on Plasma Science and Materials
    • Place of Presentation
      Central Hall of Kyushu University School of Medicine, Fukuoka
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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