2017 Fiscal Year Annual Research Report
ダイヤモンド半導体を用いたパッシブな宇宙用電子放出源の実現可能性評価
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16H04595
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
大川 恭志 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主任研究開発員 (20415920)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 宙光 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (00415655)
田川 雅人 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (10216806)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 宇宙推進 / スペースデブリ / エレクトロダイナミックテザー / 電子放出 / ダイヤモンド半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
宇宙ごみ（スペースデブリ）を効率良く除去（デオービット）するための宇宙推進装置の候補としてエレクトロダイナミックテザー（EDT）がある。EDTにはテザーに電流を流すための電子放出源が必要であり、現状では何らかの能動的な電子放出装置を使うことが想定されている。本研究は、この電子放出源をパッシブ化することを狙ったものであり、これにより、より簡素で低コストなデブリ除去システムの構築が可能になると考えている。
上記の目的達成に向けた３年計画の２年目の活動として、主に以下の作業を実施した。１）電子放出試験等に使用するダイヤモンド半導体サンプルの改良試作（成膜条件の改善）、２）各試験の実施に向けた試験治具の改良、３）種々の条件での熱電子放出特性取得試験の実施、４）サンプルへの原子状酸素照射試験の実施、５）ダイヤモンド半導体を電子源として利用した場合のEDTシステムの検討。
上記作業の結果として得られた主な知見/成果は以下の通り。Ａ）熱電子放出および電界電子放出試験に適したダイヤモンド半導体サンプル製作ノウハウの蓄積、Ｂ）前記Ａ）による電子放出特性の向上、Ｃ）サンプルへの原子状酸素照射による好影響の可能性の示唆。
上記の通り、着実にデータやノウハウの蓄積ができたものの、現時点では目的達成に十分な電子放出特性は得られていない。次年度は、ダイヤモンド半導体サンプルの改良試作とその評価試験を進めるとともに、バックアッププランも選択肢に入れて、研究を進める計画である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ほぼ計画通りの作業を行い、必要なデータを取得・評価した。現時点では、先行研究に比肩する電子放出特性が得られていないため、引き続き改良検討を実施している。また、当初は想定しなかった、サンプルへの原子状酸素照射による好影響の可能性も示されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画通りに研究を進める。
電子放出特性が不十分な点については、引き続きサンプル改良および特性取得試験を続け、仮に年度前半で改善の見込みが得られない場合には、電子放出の主体を他の方式に切り替えて試作・評価を行い、EDTシステムとしての実現可能性評価に繋げる。
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