レーザピンセットを用いたプラズマ中単一微粒子の形状および作用力の解明

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12555020
• Research Institution: Sasebo National College of Technology
• Principal Investigator: 志久 修 佐世保工業高等専門学校, 電子制御工学科, 助教授 (00235516)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三橋 和彦 佐世保工業高等専門学校, 電気工学科, 助手 (60311114) ; 南部 幸久 佐世保工業高等専門学校, 電気工学科, 助教授 (00228115) ; 川崎 仁晴 佐世保工業高等専門学校, 電気工学科, 助教授 (10253494)
• Keywords: パルスレーザデポジション法 / 外部電磁界 / 変調電磁界 / 微粒子 / クラスター / ドロップレット

Research Abstract

本研究は,プラズマCVD法やスパッタリング法,パルスレーザデポジション法等のプロセシングプラズマ中に発生する単一帯電微粒子(ドロップレット)の観測と,それに作用する力を,レーザピンセットを応用した計測法を用いてin-situ測定することを目的としている。本年度はシステムの構築と,実際の微粒子の観測を試みた。システムの構築はほぼ完成し,実際にパルスレーザデポジション法中のプラズマプルームの観測を行った。その結果,磁界によってプルームが変化することが明らかになった。また,この結果を利用し,ドロップレットの無い高品質薄膜の作製も試みた。作製した薄膜は,SiC,cBN,CN,SnO2など様々など多岐にわたったが,それぞれ,高品質な薄膜の作製に成功している。以上の成果は,JJAP(日)やThin Solid Films(米)等のジャーナルに報告し,従来得られなかった重要な知見を得たものとして,高い評価を得た。
なお,レーザピンセットによる微粒子のトラッピングや作用力の測定については,プロセス中に発生する微粒子の速度が速く,発生位置がランダムであるため,うまく計測できなかった。今後は,まず微粒子を外部から形状や大きさ,材質の既知な微粒子を加える機構を取り付けそれに働く作用力を調べ,その後実際のプロセスプラズマの応用する予定である。また,本年度のシステムを用いて,プラズマ中の微粒子の発生・成長・挙動の様子をゲートを付けたICCDカメラにより詳細にin-situ測定し,その発生・成長機構を定量的に解明すること行う予定である。

Research Products

• [Publications] Yoshiaki Suda: "Characterization of Crystalline TiC Films Grown by Pulsed Nd : YAG laser Deposition"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 4575-4576 (2000)
• [Publications] Hiroharu Kawasaki: "Effects of Ion Beam Energy on the Formation of Cubic Boron Nitride Thin Films by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 4525-4578 (2000)
• [Publications] Yoshiaki Suda: "Formation and Properties of TiC Thin Films by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition"Thin Solid Films. 374. 282-286 (2000)
• [Publications] Hiroharu Kawasaki: "Effects of Cross-magnetic Field on Thin Film Preparation by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition"Thin Solid Films. 374. 278-281 (2000)
• [Publications] Yoshiaki Suda: "Characteristics of Silicon Carbide Thin Films Prepared by Using Pulsed Nd : YAG Laser Deposition Method"Grain Boundary Engineering in Ceramics,. 118. 535-542 (2001)
• [Publications] Hiroharu Kawasaki: "Characterization of Tantalum Nitride Thin Films Fabricated by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition Method"Jpn.J.Appl.Phys.. (印刷中).
• [Publications] Kazuya DOI: "Preparation of Crystalline Chromium Carbide Thin Films Synthesized by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition"Jpn.J.Appl.Phys.. (印刷中).
• [Publications] Hiroharu Kawasaki: "Tantalum nitride thin films synthesized by pulsed Nd : YAG laser deposition method"Material Research Sociaty. (印刷中).
• [Publications] Yoshiaki Suda: "Formation and properties of carbon nitride thin films by pulsed Nd : YAG laser deposition,"Jpn.J.Appl.Phys.. (印刷中).