微重力反応性プラズマ中の微粒子成長

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15654082
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 渡辺 征夫 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院・電子デバイス工学部門, 教授 (80037902)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古閑 一憲 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院・電子デバイス工学部門, 助手 (90315127) ; 白谷 正治 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院・電子デバイス工学部門, 助教授 (90206293)
• Keywords: 微重力 / プラズマプロセス / 結晶シリコンナノ微粒子 / スパッタリング / ナノ構造制御 / 収率 / 自己組織化

Research Abstract

本研究は,中性ナノ粒子の存在位置・滞在時間が拡散のみで決定される「微重力反応性プラズマ」中でのナノ粒子の発生・成長機構を,特にナノ粒子の構造形成過程に焦点を絞り,実験的に明らかにすることを目的としている.スパッタリングを用いたSiナノ粒子作製装置を用いて,本年度に得られた成果は,以下のとおりである.
1.通常重力下では,安定な結晶またはアモルファス構造のSiナノ粒子が形成されるのに対して,微重力環境下では準安定構造のSiナノ粒子が形成される.後者は,200keVの電子線照射により構造が変化する.
2.通常重力下に比べて微重力環境下では,ナノ粒子の生成効率が3桁程度も高くなる.
3.微粒子の平均サイズ,サイズ分布は通常重力下,微重力環境下で差がない.
4.プラズマ発光の空間分布,スペクトル,電子温度,イオン密度は通常重力下,微重力環境下で差がない.
来年度は,上述の差が得られた原因について検討を行い,ナノ粒子の構造形成過程を明らかにしていく予定である.

Research Products

• [Publications] M.Shiratani, T.Kakeya, K, Koga, Y.Watanabe: "Si Nano-Particles Formed in Plasmas under Microgravity and One G Conditions"Proc.of International Workshop on Plasma Nano-Technology and Its Future Vision. 38 (2004)