動重力効果を用いたプラズマ電位の新しいプローブ測定法の開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12780351
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: 佐藤 直幸 茨城大学, 工学部, 助教授 (80225979)
• Keywords: 動重力(ポンディロモーティブ力) / プラズマ非線形効果 / プラズマ電位 / プローブ測定 / 高周波電場 / プローブ駆動システム / FETプローブ / 高周波ネットワーク解析

Research Abstract

(1)プラズマ電位の定常測定
高周波(rf)シールドされた高入力インピーダンスの3次元移動型FETプローブシステムを設計・製作した.プローブシャフトが回転(360°)しながらシャフト軸方向(300mm)に移動できる.同時にシャフト先端を支点としてプローブアームが首振り動作(±45°)を行う.プローブ先端の移動空間分解能は,0.1mmとなっている.一連の動作は,スッテッピングモータを用いパーソナルコンピューターで制御できる.
プローブ電極対は,芯線を1mm出したセミリジットケーブル(外直径2.19mm,長さ150mm)2本を先端(入力端)を揃えて平行に密着させた構造になっている.バイアスネットワーク(申請物品)をSMAコネクタ(50Ω)で処理した出力端に接続し,バイアス端子に-100〜+100Vの電圧を印加して,直流放電プラズマの電圧(V_p)-電流(I_p)特性を測定した.V_p-ln(I_p)特性から得られた結果は,既設のラングミュアプローブから得られた解析結果と一致していることを確認した.
現在,プローブ電極対に高周波電圧V_<rf>(t)を印加して,プラズマ電子がプローブ先端から反射される現象を測定中である.
(2)プラズマ電位の空間分解能の向上
ネットワークアナライザ(申請物品)を駆使して,プローブ電極対とV_<rf>(t)信号源間のインピーダンス整合を最適にしながら,プローブ先端部を極力小さくするよういくつかのプロトタイプを試作している.これまで,外直径0.86mmのセミリジットケーブルを使用したプローブ電極対の製作に成功している.