1997 Fiscal Year Annual Research Report
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09680464
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
林 康明 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (30243116)
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| Keywords | クーロン結晶 / 微粒子 / 微粒子プラズマ / ミ-散乱 / エリプソメトリ / 結晶構造 / 相転移 |
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| Research Abstract |
カーボン微粒子がメタンプラズマ中で成長する過程で形成されるクーロン結晶の構造変化の解析を,ビデオ画像およびミ-散乱エリプソメトリを利用して行なった.その結果,微粒子の粒径が小さく密度が高いときは3次元的な結晶構造をとりBCC様構造やFCC構造となるが,粒径が大きく密度が低くなると2次元的な単純6方構造となることがわかった.また,3次元結晶構造から2次元結晶構造へと遷移するとき,一旦,配列が乱れることがわかった.モンテカルロシミュレーションによる結果と対応させて,3次元構造は固体相,2次元構造はヘキサティック相または固体相,この間の乱れた配列は液体相であることを確認した.また,横方向からの配列の変化を調べると,3次元固体への遷移は電極シース近傍からプラズマ側へ移行していくのに対して,3次元固体から液体への変化,および微粒子の電極面垂直方向への直列化は,逆にプラズマ側からシース側へと移っていくことがわかった.こうした原因として,電極に垂直な方向に働く何らかの引力が関与しているものと考えられる.
また,形成されたクーロン結晶中の微粒子にレーザー光による外力を与え,その配列を乱すことによって,プラズマ中で微粒子に働く力の定性的解析を行なった.その結果,2次元構造を有し電極面垂直方向に整列した微粒子が,電極シース電極シース電界で加速される正イオン流の下流方向には 追随して同時に移動するが,上流方向には追随しないことがわかった.こうしたことから,微粒子が電極面垂直方向に整列する理由について,正イオン流などの荷電粒子の流れの異方性が引力を誘起しているのではないかと思われる.
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Research Products
(2 results)
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[Publications] Y.Hayashi: "Structure Changes of Coulomb Crystal in a Carbon Fine-Particle Plasma" Jpn.J.Appl.Phys.36,7B. 4976-4979 (1997)
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[Publications] Y.Hayashi: "Advances in Dusty Plasmas" World Scientific, 10 (1997)
