2007 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 Kochi University of Technology, 工学部, 教授 (50243184)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
綿森 道夫 高知工科大学, 工学部, 准教授 (80222412)
神野 雅文 愛媛大学, 工学部, 准教授 (30274335)
本村 英樹 愛媛大学, 工学部, 助教 (80332831)
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| Keywords | マイクロプラズマ / 電界電子放出 / ナノ材料 / 放電電極 / ダイヤモンド / カーボンナノチューブ / 走査型電子顕微鏡 / 発光分光測定 |
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| Research Abstract |
1.陰極へのイオン働撃を回避し電界電子放出(FE)によるマイクロフラスマの生成を目的に、高気圧力ガス中で微小な放電ギャップに高電界印加し、電界電子放出測定を行った。陰極材料としてダイヤモンドウィスカー先端にカーボンナノチューブを成長させ、電子放出特性を改善した。得られた電子放出材料を用いて電極間隔50mmの電子放出素子を試作し、真空から最大1MPaのArガス中で電圧を印加した。得られた電圧電流特性は意図したFEプラズマではなく通常の冷陰極放電の特性を示したが、素子の電極間隔をさらに小さくすることでFEプラズマ生成が期待される結果であった。
2.走査型電子顕微鏡(SEM)チャンバーの真空中に噴射するマイロクガスジェットを用いて、低真空モードの反射電子像でSEM観察をしながら局所的なマイクロプラズマを生成し、材料表面のプロセスを試みた。ステンレス製マイロクガスノズルに直流高電圧を印加したところ、繰り返しのパルス放電が発生し、反射電子像の画面には白色のノイズとして観測された。基板の炭素薄膜に酸素マイクロプラズマ処理を行ない局所的にエッチング所去に成功した。処理領域は数10μmであり、今後マイクロマシニングや集積回路の修復など広い用途が期待される。
3.低周波(LF)パルス放電による大気中プラズマジェットをArガスによって安定に生成した。大気中で生体や液体に容易に照射できるLFジェットはこれまでHeを使うことが多く、コストが課題であった。時間空間分解の発光分光測定によってプラズマの構造と生成機構を検討した結果、目視ではHeと同様なプラズマ生成であるが、球状の発光体が高速で移動するメカニズムが大きく異なると考えられる。
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