1991 Fiscal Year Annual Research Report
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03680002
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
飯塚 哲 東北大学, 工学部, 助教授 (20151227)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
畠山 力三 東北大学, 工学部, 助教授 (00108474)
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| Keywords | 低エネルギ-電子 / プラズマプロセス / 高周波放電 / 室温プラズマ / ホロ-陰極 / 電子温度制御 / プラズマ化学 / 反応性プラズマ |
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| Research Abstract |
本研究では、従来役割が明かでなかった1eV以下の低エネルギ-電子が非弾性衝突を含むプラズマ素過程あるいは境界との相互作用過程で極めて特異的振舞を示すという最近の結果に着目し、実験を進めている。
本年度では、高周波放電で通常得られる数eV程度の電子温度をプラズマ生成電極の工夫により、強制的に0.01eV(室温)のオ-ダ-まで連続的に低下できるプラズマ源を製作し、その物理的機構を解明することを目的としている。その結果、次のことが明らかになった。
1)プラズマ発生方法について:
高周波印加用カソ-ド電極をホロ-型とし、その前面に接地したリング状アノ-ドを置き高周波放電によりプラズマを発生させると、生成されたプラズマはリング状アノ-ドの中心部から真空容器内に流出し、電子密度が10^8〜10^9cm^<ー3>、電子温度が6〜8eVのプラズマが真空容器内に生成された。
2)電子温度の制御方法について:
リング状アノ-ドの前面に近接してグリッドを置き、直流印加電圧を+50〜-50Vの範囲で変化させると、真空容器内のプラズマの電子温度が6〜8eVから〜0.06eV程度まで連続的に2桁以上も変化できることが明らかになった。これは従来の常識を打ち破る成果である。
3)電子温度変化の物理機構について:
電子温度の低温化機構を解明するために、温度制御用グリッド近傍のプラズマ量の空間変化をプロ-ブで詳細に調べたところ、低温電子はグリッド内側のプラズマ発生領域で生成されたのではなく、グリッド外側の真空容器内の電離で新たに発生していることが明らかになった。
以上のように本年度では、電子温度が2桁以上連続的に変化させることのできるプラズマ源が開発され、その物理機構が明らかにされた。
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