エヴァネセント波分光法を用いたプラズマ励起種表面計測の研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11640392
• Research Institution: University of Yamanashi
• Principal Investigator: 桜井 彪 山梨大学, 工学部, 教授 (00092841)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 行夫 山梨大学, 工学部, 助手 (80020494)
• Keywords: エヴァネセント波 / レーザー分光 / バリアー放電 / 準安定励起原子 / 壁電位 / 壁電場 / 半導体レーザー

Research Abstract

1.実用化が注目されているプラズマディスプレイパネルの基本的放電機構はバリアー放電である。バリアー放電は誘電体を介した放電であり、壁表面とプラズマ励機種との相互作用は非常に重要である。今年度はバリアー放電誘電体表面の準安定励起原子の振る舞い解明を主研究目的とした。実験では圧力の異なるバリアー放電セルを設計製作し、これにエヴァネッセント波レーザー分光法(LIEF法)を適用した。
2.まず、LIEF法で得られたスペクトル強度に注目し、誘電体壁近傍のAr準安定励起原子数のArガス圧力依存性を調べた。3Torr付近まで大きく増加し、その後圧力の増加と伴に減少することがわかった。次にその密度の絶対値を見積もるために、同じ実験系を用いて密度の既知のCsでLIEFの実験を行った。その相対強度比較から、3Torrにおける準安定励起原子密度は約3x10^<11>cm^<-3>に達することがわかった。
3.LIEFスペクトルの線形はドップラー効果により励機種の動きを反映し、たとえば、励機種の壁反射率が小さくなると非対称になると予想される。しかし、実験では明確な非対称性は確認できなかった。この原因を調べるためにバリアー放電プラズマにレーザー飽和吸収法を適用し、ローレンツ幅を測定した。その結果、3Torr以上では幅が100MHz以上となり、非対称性はほとんど現れないことがわかった。
4.LIEF法で誘電体の帯電による壁電位や壁電場の計測を実現するための予備実験をはじめた。また同時に、イオンシースにおける電位と電場を計算し、その特徴の理論的な理解を高めた。

Research Products

• [Publications] Takeki Sakurai: "New method for measuring plasmas on a surface by laser"Intern.Workshop on Basic Aspects of Non-equilibrium plasmas Interacting with Surfaces Japan. 06-2. 29 (2000)
• [Publications] 桜井彪: "エヴァネセント光を用いた表面近傍のプラズマ診断とマイリロプラズマへの応用"プラズマ・核融合学会誌. 76巻. 449-454 (2000)
• [Publications] Takeki Sakurai: "Excited atavus in the vicinity of a surface in a barrier discharge measured by evanescent-wave laser spectroscopy"thin solid films. 374. 157-161 (2000)