2010 Fiscal Year Annual Research Report
不均一高密度媒質中の放電プラズマ現象に関する基礎研究
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09J03235
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
占部 継一郎 京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | 大気圧非平衡プラズマ / 誘電体バリア放電 / 大気圧プラズマジェット / レーザ吸収分光法 / ICCDカメラ観測 / CO_2レーザヘテロダイン干渉計 / ミリ波透過診断 |
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| Research Abstract |
本研究は,簡便な固体材料プロセスや液体・バイオ応用の実現へ向けた研究が近年盛んに行われている高気圧熱非平衡プラズマ源を対象とし,特に媒質の不均一性や界面の存在に起因した高気圧下に特有なプラズマ生成現象に関して系統的理解を得ることを目的としている.本年度も昨年度より継続して,ヘリウムガス中での誘電体バリア放電に対し,電子や励起粒子の生成過程に関する実験的研究を各種分光診断手法を用いて行った.
まず,放電空間中にヘリウムと大気雰囲気のガス組成界面を有する同軸誘電体バリア放電型大気圧プラズマジェットに対して,レーザ吸収分光法によるHe_2分子生成現象の解析を行い,大気圧プラズマにおけるエキシマ生成現象のメカニズムについて考察した.また,2つの交差したガス流同士の界面におけるプラズマ生成について,ICCDカメラを用いて詳細な時空間分解観測を行い,ガス流によるプラズマの制御について新たな知見を得ることができた.
さらに,より一般的な電極構造である並行平板型大気圧グロー放電中における電子密度の時空間的挙動に関する研究にも取り組んだ.本研究ではCO_2レーザヘテロダイン干渉計とミリ波透過診断を同一のプラズマ源に適用することで時空間挙動の解析を可能とし,均一な媒質中での不均一なプラズマ生成現象について解析した.測定結果から,電子密度の分布が負グロー部の形成により電極表面に局在し不均一性を持つことや,主にペニングイオン化の効果により窒素を1%未満の微量添加した場合に電子密度が純ヘリウムの場合より増大することが分かった.
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