アブレーションによるラジカルの発生とラジカルビーム源への応用

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05555009
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 岡田 龍雄 九州大学, 工学部, 助教授 (90127994)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前田 三男 九州大学, 工学部, 教授 (80037910)
• Keywords: レーザーアブレーション / ラジカル / レーザー誘起蛍光法 / セラミック / ポリマー

Research Abstract

ラジカルビーム発生用アブレーション装置を試作し、アブレーション用のターゲット材に、アルミナ、Si_3N_4などのセラミックスと、ポリマーを用いてラジカルの発生を行なった。発生したラジカルの同定、運動エネルギー分布、ビームプロファイル計測用のレーザー誘起蛍光分光装置を設置した。これらの装置を用いて得られた知見は以下の用である。
(1)アルミナ、Si_3N_4ターゲットからは、Al、Si原子ラジカルの発生が確認された。しかし、AlO、SiN等の分子ラジカルは検出されなかった。
(2)微量の酸素ガス雰囲気中でアブレートするAlOラジカルが発生した。これは、Al+O_2→AlO+Oの反応によると考えられる。
(3)ポリエチレンをターゲットとした場合、C_2ラジカルの発生が確認された。
(4)レーザー誘起蛍光法による飛行時間分布測定より、ラジカルの速度分布を測定した。
(5)いずれのラジカルも、数eVの運動エネルギーを有していることが確認された。
(6)Al、Si原子ビームを利用して、数eVのエネルギー領域での酸化反応断面積の測定を試みた。
今後、アブレーションフルエンス、レーザー波長などの発生条件を変化して、ラジカル発生の最適化を行なう。又、ターゲット材を変えて、多種のラジカルの発生を行なう。

Research Products

• [Publications] T.Odaka 他: "Radical Beams Produced by Laser Ablation and Their Application to Radical-Surface Interaction" Proc.2nd Inter. Reactive Plasmas. 431-434 (1993)
• [Publications] Y.Nakata: "Radical beaem produced by laser ablation and their application" Jpn. J. Appl. Phys.(印刷中).