磁場援用アーク放電プラズマジェットによる透明ダイヤモンド板合成装置の試作

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555037
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 吉川 昌範 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (30016422)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平田 敦 東京工業大学, 工学部, 助手 (50242277) ; 戸倉 和 東京工業大学, 工学部, 助教授 (10016628)
• Keywords: 磁場 / アーク放電 / プラズマジェット / ダイヤモンド / 気相合成 / 透明

Research Abstract

今年度は、磁場を印加することのできるアーク放電プラズマジェットCVD装置を設計し、試作した。この装置は、直流プラズマト-チ、真空チャンバ、基板冷却ホルダおよび電磁コイルからなる。
直流プラズマト-チは2層構造にし、電極保護のため内側および外側の流路からアルゴンガスを供給でき、さらに外側の流路からはダイヤモンド合成に必要な水素ガスも供給できる。真空チャンバは一部を石英管で構成し、プラズマジェットを観察できるようにした。電磁コイルは2個作製し、プラズマト-チ軸方向にその位置を変えられるようにしてアークおよびプラズマジェットに磁場を印加できるようにした。コイルにより連続で最大830ガウスの磁場を印加できる。
この設計した装置の試作後、メタン、水素およびアルゴンガスの3種の混合ガスにより生成されるプラズマジェットに磁場印加し、プラズマの状態がどのように変化するかを観察した。その結果、磁場を印加することによりプラズマの発光領域が広がり、プラズマジェット径が拡大することをがわかった。また、磁場を印加すると、基板中心部の温度が低くなり周辺部で高くなり、基板の温度分布が均一になることを確認した。
そして、試作した装置でダイヤモンドが合成できることを確認した。

Research Products

• [Publications] 平田敦,吉川昌範: "磁場援用アーク放電プラズマジェット装置によるダイヤモンド合成" 第9回ダイヤモンドシンポジウム講演要旨集. 44-45 (1995)
• [Publications] 津守秀彦,星野浩之,平田敦,戸倉和,吉川昌範: "磁場援用アーク放電プラズマジェットCVD法によるダイヤモンド合成" 1995年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. 789-790 (1995)