Production of Hybrid Plasma Based on Shunting Arc Discharge and its Application for Surface Treatments

2008 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18340181
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Plasma science
• Research Institution: Iwate University
• Principal Investigator: TAKAKI Koichi Iwate University, 工学部, 准教授 (00216615)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): MUKAIGAWA Seiji 岩手大学, 工学部, 助教 (60333754) ; FUJIWARA Tamiya 岩手大学, 工学部, 教授 (70042207)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Keywords: プラズマ応用

Research Abstract

金属線やロッドに電流を流すとジュール加熱で, 材料表面から電子放出や材料の気化が起き, 材料近傍の絶縁耐圧が低下し, 放電へと至る. 本研究では, この放電プラズマの高密度化, 大体積化, 複合化を目的に, 磁気駆動, ロッドの長大化および並列駆動, 雰囲気ガスや, 電極およびロッド材の組合せによる, 複合プラズマの生成を行った. 窒素中で炭素シャンティングアーク放電を生成し, 窒素と炭素の複合プラズマの生成に成功した. このプラズマを用いて成膜を行ったところ, N/C比率は窒素気圧2Pa, ターゲット電圧-2kVで0.58となった. またチタン電極と炭素ロッドの組合せで, Ti含有のDLC膜が堆積できた.

Research Products

• [Journal Article] シャンティングアークによる成膜プロセス, 真空 (2008)
  • Author(s): 高木浩一, 行村建
  • Journal Title: 解説 51巻,2号 Pages: 75-80
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] K.Yukimura : Production of Nitrogen-Containing Carbon PlasmaUsing Shunting Arc Discharge for Carbon Nitride Films (2008)
  • Author(s): K. Takaki, K. Imanishi, T. Murakami, S. Mukaigawa, T. Fujiwara, Y. Suda
  • Journal Title: Phys.Stat.Sol.(a) 205 Pages: 971-975
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Production of Nitrogen-Containing Carbon Plasma Using Shunting Arc Discharge for Carbon Nitride Films (2007)
  • Author(s): K. Imanishi, S. Mukaigawa, K. Takaki, T. Fujiwara, K. Yukimura, Y. Suda
  • Journal Title: 電気学会論文誌A 127 Pages: 599-604
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hybrid Plasma GenerationTriggered by a Shunting Arc Discharge Using a Positively Biased Electrode (2007)
  • Author(s): K. Yukimura, T. Imai, K. Takaki, T. Ikehata
  • Journal Title: IEEE Trans. Plasma Sci 35 Pages: 1020-1026
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Optical Observation of Emission Spectra from a Hybrid PlasmaTriggered by a Shunting Arc Dischargeusing a Positively Biased Electrode (2007)
  • Author(s): K. Yukimura, T. Imai, T. Ikehata, K. Takaki
  • Journal Title: Plasma Processes and Polymers 4 Pages: 124-128
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ion Extractionfrom Magnetically Driven Shunting Arcand Estimation of Ion Density at Sheath Boundary (2007)
  • Author(s): O. Kumagai, T. Fujiwara, S. Mukaigawa, K. Takaki, K. Yukimura
  • Journal Title: Surface & CoatingsTechnology 201 Pages: 6536-6538
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pulsed ionextraction from a hybrid plasma usinga shunting arc discharge (2007)
  • Author(s): K. Yukimura, K. Ego, T. Imai, K. Takaki,S. Mukaigawa, T. Fujiwara
  • Journal Title: discharge, Surface & Coatings Technology 201 Pages: 6520-6522
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Shunting arc-producedhybrid plasma and its magnetic drivefor PBII & D (2007)
  • Author(s): K. Takaki, S. Mukaigawa, T. Fujiwara, K. Yukimura
  • Journal Title: Surface & CoatingsTechnology 201 Pages: 6490-6494
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Deposition of tungsten carbide thin films by asimultaneous RF sputtering (2006)
  • Author(s): Y. Suda, K. Yukimura, K. Nakamura, K. Takaki Y. Sakai
  • Journal Title: Jpn. J. Appl. Phys 45 Pages: 8449-8852
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ion Extraction from Magnetically Driven Carbon Shunting Arc Plasma, IEEE Trans (2006)
  • Author(s): K. Takaki, O. Kumagai, S. Mukaigawa, T. Fujiwara, K. Yukimura
  • Journal Title: Plasma Sci 34 Pages: 1209-1215
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 磁気駆動型シャンティングアークプラズマからのイオン引き出しとシース近辺の密度の算定 (2006)
  • Author(s): 熊谷倫, 向川政治, 高木浩一, 藤原民也, 行村建, 江古憲一
  • Journal Title: 電気学会論文誌A 126 Pages: 661-668
  • Peer Reviewed
• [Presentation] シャンティングアークによる窒素含有プラズマ生成とCNx 成膜の適用 (2007)
  • Author(s): 高木浩一, 今西圭吾, 向川政治, 藤原民也, 須田善行, 行村建
  • Organizer: 第24回プラズマプロセシング研究会(SPP-24)
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 20070129-31
• [Presentation] Production of Nitrogen-Containing Carbon Plasma Using Shunting Arc Discharge for Carbon Nitride Film, 9th International Workshop on Plasma-Based (2007)
  • Author(s): K. Takaki, K. Imanishi, S. Mukaigawa, T.Fujiwara, Y. Suda and K. Yukimura
  • Organizer: Ion Implantation & Deposition(PBII&D07), O-1-2(Oral)
  • Place of Presentation: Leipzig, Germany
  • Year and Date: 2007-09-03
• [Presentation] Production of nitrogen-containing carbon plasma using shunting arc discharge for carbon nitride films preparation, IEEE Pulsed Power and Plasma Conference(PPPS-2007) (2007)
  • Author(s): K. Takaki, K. Imanishi, S. Mukaigawa, T. Fujiwara, Y. Suda and K. Yukimura
  • Organizer: 5P01(poster), p.598
  • Place of Presentation: Albuquerque, USA
  • Year and Date: 2007-06-22
• [Presentation] CNx成膜のためのシャンティングアークを用いた炭素・窒素混合プラズマの生成 (2007)
  • Author(s): 今西圭吾, 村上貴之, 向川政治, 高木浩一, 藤原民也, 行村建, 須田善行
  • Organizer: 電気学会パルスパワー放電合同研究会資料
  • Year and Date: 2007-05-25
• [Presentation] Yukimura : Production of Carbon Contained Nitrogen Plasma Using Shunting Arc Discharge for Carbon Nitride Film Preparation (2006)
  • Author(s): K. Takaki, K. Imanishi, O. Kumagai, S. Mukaigawa, T. Fujiwara, Y. Suda, K
  • Organizer: The FirstEuro-Asian Pulsed Power Conference(EAPPC06), Tue-P13(oral)
  • Place of Presentation: Chengdu, China
  • Year and Date: 2006-09-19
• [Presentation] シャンティングアークによる窒素含有プラズマ生成とCNx 成膜の適用 (2006)
  • Author(s): 高木浩一, 今西圭吾, 熊谷倫, 向川政治, 藤原民也, 行村建, 須田善行
  • Organizer: 電気学会基礎, 材料, 共通部門大会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2006-08-22
• [Presentation] シャンティングアークを用いた窒素含有プラズマ生成とCNx成膜への適用 (2006)
  • Author(s): 今西圭吾, 熊谷倫, 向川政治, 高木浩一, 藤原民也, 行村建, 須田善行
  • Organizer: 電気学会パルスパワー放電合同研究会資料
  • Year and Date: 2006-06-30
• [Book] (2008)
  • Author(s): 行村建編著(高木浩一, 藤原民也分筆)
  • Total Pages: ISBN978-4-274-20526-2
  • Publisher: EE Text放電プラズマ工学,オーム社