1996 Fiscal Year Annual Research Report
プラズマ中のクーロン格子形成過程を利用した超構造微粒子合成法の開発
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07558065
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| Research Institution | KYOTO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
橘 邦英 京都大学, 工学研究科, 教授 (40027925)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
立田 利明 (株)サムコインターナショナル研究所, R&Dセンター, センター長
八坂 保能 京都大学, 工学研究科, 助教授 (30109037)
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| Keywords | 微粒子プラズマ / クーロン結晶 / 固液相転移 / ミ-散乱光偏光解析法 / 積層構造微粒子 |
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| Research Abstract |
プラズマ中で微粒子が負に帯電して、マクロなスケールで結晶格子のように配列する新しい現象(クローン格子形成過程)を利用して、人工的な超構造をもつ微粒子を合成し、それを効率的に収集する方法を開発するために一連の研究を進めてきた。まず、反応性ガスのプラズマ中での微粒子の生成、成長の過程を系統的に調べるため、原料となる炭化水素ガスの種類やその動作圧力、投入電力などの外部パラメータの変化に対するプラズマパラメータの変化を、マイクロ波干渉計などによって計測して、個々の微粒子の帯電量やそれに働く力を推定した。また、微粒子の成長速度や捕捉されている数密度の時間変化をミ-散乱偏光解析法によって追跡し、ビデオカメラによる観察と比較して、微粒子の集団が"液体"の状態から"固体"の状態へ相転移すしていく条件を解析した。これらの知見に基づいて、より広い実験条件で安定なクローン格子を形成する方策を検討した。
一方、そのような状態で成長させた微粒子は真球に近い形状をもち、直径のばらつきも極めて小さい(単分散である)ことがミ-散乱偏光解析法によって推定されたが、捕集した微粒子のSEM観察からも確認された。現在、原料のメタンガスをシランガスに切り替えて、積層構造をもつ微粒子の合成を試みており、そのような超構造微粒子に対するミ-散乱光偏光解析の手法の理論的検討も行っている。
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[Publications] K.Tachibana: "Analysis of Coulomb-crystal formation process for application to tailored particle synthesis in RF plasmas" Pure & Applied Chemistry. 68.5. 1107-1112 (1996)
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[Publications] Y.Hayashi: "Coulomb crystal formation from growing particles in a plasma and the analysis" Journal of Vacuum Science and Technology A. 14.2. 506-510 (1996)
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[Publications] K.Tachibana: "Coulomb crystal formation from particles grown in nonequilibrium Plasmas-A mass manipulation technique for tailored particle synthesis" Proceedings of the 3rd Asia-Pacific Conterence on Plasma Science & Technology. 2. 263-268 (1996)
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[Publications] Y.Hayashi: "Structures of Coulomb crystals from growing particles in a plasma Proceedings of Dusty Plasma Conference,Goa" (掲載予定). (1997)
