プラズマを用いたミクロ反応場の創成と応用の新展開に関する総合的研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12895002
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 橘 邦英 京都大学, 工学研究科, 教授 (40027925)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村岡 克紀 九州大学, 総合理工学研究科, 教授 (80038546) ; 寺嶋 和夫 東京大学, 新領域創成科学研究科, 助教授 (30176911) ; 石井 彰三 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (40016655) ; 渡辺 征夫 九州大学, システム情報科学研究科, 教授 (80037902) ; 矢部 孝 東京工業大学, 総合理工学研究科, 教授 (60016665)
• Keywords: マイクロプラズマ / 生成・診断・制御法 / ミクロ反応場 / プラズマ-表面相互作用 / マイクロ化学分析 / マイクロ材料プロセス / プラズマ素子

Research Abstract

プラズマは反応活性な場を大面積・大容積に生成できるため、従来、材料プロセスなどへ広く適用されてきた。しかし、今後は高効率化や低環境負荷化の方向がますます要求される。そこでは「必要な場所に必要な大きさのプラズマ反応場を実現する」という発想の転換が重要になるであろう。本研究では、(1)マイクロ〜ナノメートルサイズの極限領域において、材料表面とプラズマの相互作用を積極的に利用したマイクロプラズマ生成法を確立し、(2)それをミクロ反応場におけるマテリアル合成、微量化学分析、ならびに新機能エレクトロニクスデバイスへ応用していくために、新しく求められる研究展開の方向と学術的な価値について調査や先導研究を行なうともに、(3)それらとは相補的な関係にあるマクロな空間中でのミクロな反応場における反応過程の解析や、その応用としてナノメートル領域でのプラズマプロセスの制御法、プラズマによる人工的な超微粒子の合成法、微粒子媒体中の放電を利用した新しいマイクロプラズマの生成法などへの展開、並びにそれらの研究を支援するために必要な(4)微小領域での高感度・高精度の診断法や複合反応系の高速シミュレータの開発などについても調査研究を行なった。その結果、微小なスケールのプラズマで創成される反応場は、発光のみならず多機能なデバイスとしての用途や、ミクロスコピックな化学分析や材料プロセスへの用途などが期待され、また、その集積化によって、さらに広範囲の応用分野を拓く可能性を秘めており、今後、新しい研究の対象として、特定領域研究などへ企画提案していく価値があることが確認できた。

Research Products

• [Publications] K.Tachibana: "Spatiotemporal behaviors of excited Xe atoms in unit discharge cell of ac-type plasma display panel studied by laser spectroscopic microscopy"Journal of Applied Physics. 88・9. 4967-4974 (2000)
• [Publications] S.Ishii: "High-Energy-Density Plasma Produced by Pulsed High Current Discharge of Powder"Japanese Journal of Applied Physics. 40・2B. 1009-1012 (2001)
• [Publications] 寺嶋和夫: "マイクロメータからナノメータ領域のプラズマ生成とその材料科学への応用"プラズマ・核融合学会誌. 76・5. 471-476 (2000)
• [Publications] K.Muraoka: "Measurement of Electron Temperature and Density of a Micro-Discharge Plasma Using Laser Thomson Scattering"Physics Scripta. 40・1. 326-329 (2001)
• [Publications] Y.Watanabe: "Formation kinetics and control of dust particles in capacitively-coupled reactive plasmas"Japanese Journal of Applied Physics. T89. 29-32 (2001)
• [Publications] 橘邦英: "マイクロプラズマ-基礎から応用まで-"プラズマ・核融合学会誌. 76・5. 435-436 (2000)