2004 Fiscal Year Annual Research Report
ナノサイズ構造及びアクティブ機能電極によるマイクロプラズマの高効率生成法
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15075209
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| Research Institution | Kochi University of Technology |
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Principal Investigator |
八田 章光 高知工科大学, 工学部, 教授 (50243184)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河田 耕一 高知工科大学, 工学部, 教授 (90299371)
綿森 道夫 高知工科大学, 工学部, 助教授 (80222412)
吉村 紘明 高知工科大学, 総合研究所, 助手 (50368859)
神野 雅文 愛媛大学, 工学部, 助教授 (30274335)
本村 英樹 愛媛大学, 工学部, 助手 (80332831)
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| Keywords | マイクロ・ナノデバイス / プラズマ加工 / ナノ材料 / 光源技術 / 電子・電気材料 / ダイヤモンド薄膜 / マイクロプラズマ / 放電電極 |
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| Research Abstract |
電界電子放出特性の優れた微細針状シリコンを陰極に用いて、マイクロプラズマ生成における電界電子放出の効果に着目して研究を進めた。SEM中で数〜数10μmマイクロギャップを正確に調整し、大気圧程度のガスを供給して放電し、さらに放電前後の電極の表面形状などを詳細に観察できるSEM中マイクロプラズマ実験装置を用いて、マイクロプラズマにおける電極材料の効果を調べた。電界電子放出能力の優れた針状Si陰極を用いて、プローブ陽極と約10μmのギャップをつくり、真空中で電庄を印加すると約200V以上で電界電子放出電流が確認された。電界電子放出電流は電圧に対して指数関数的に増加するが、直流的に安定に流れる。同じギャップ中にアルゴンガスを充填し放電を行うと、約250Vの放電電圧で、低電圧特性が得られた。針状でない平坦なシリコンと比較するとマイクロギャップ放電の放電電圧が低下することを確認した。
また、マイクロギャップ放電では、大きな放電電流と回路の浮遊容量、大きな放電抵抗を用いることにより放電がパルス化することを見出した。陰極が積極的に電界電子放出する材料ではない場合、大気圧ではパルス幅10ns以下、ピーク電流数A以上という極めて急峻なパルス電流が観測される。しかし通常の放電開始電圧に達する前に、陰極から電界電子放出を行う材料を用いた場合には、放電は数10nsでゆっくり立上り、1μs程度持続する。
昨年度開発した大気開放でのマイクロギャップ誘電体バリア放電については、粉末微粒子材料表面のプラズマ処理へ応用することを試み、有効性を確かめた。
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Research Products
(6 results)
