2022 Fiscal Year Annual Research Report
金属堆積環境でのナノ構造加速成長と核融合炉への影響
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19H01874
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
梶田 信 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (00455297)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八木 貴志 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (10415755)
伊藤 篤史 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (10581051)
大野 哲靖 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60203890)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | プラズマ / 共堆積 / ヘリウム / ナノ構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タングステン（W）をヘリウム（He）プラズマでW表面に堆積（He-W共堆積）すると、繊維状ナノ構造（ファズ）の成長促進が起こり、ときには0.1mm以上の厚さの大規模ナノファズ構造（LFN）へと成長する。本研究では、メッシュの開口数（アパーチャー）を変え、高さ数十マイクロメートルのナノファイバー束であるナノテンドリルバンドル（NTB）を持つWプレートを用いて、LFN成長の起源となる条件を調査した。その結果、メッシュの開口部が大きいほど、LFNが形成される面積が大きくなり、形成が速くなる傾向があることがわかった。NTB試料では、Wを堆積したHeプラズマに曝すとNTBが著しく成長し、特にNTBの大きさがmmに達すると、NTBが成長することがわかった。この実験結果を説明する理由の１つとして、イオンシースの形状の歪みによるHeフラックスの集中を提案した。
また、基板にArプラズマを照射し、不純物を堆積させるという簡単な方法でGaNの表面を改質した。結晶構造を劣化させることなく、少量のMoの堆積によりユニークな構造を形成することができた。透過型電子顕微鏡（TEM）観察とエネルギー分散型X線分光法（EDS）測定から、構造形成のメカニズムについて考察した。GaN表面の粗さに基づき、光励起により紫外領域でランダムなレーザー作用を示すことを確認した。ランダムレーザー作用の最低閾値（0.06J/cm2）は、構造のサイズが0.05μm2より大きいところで観測され、これは堆積量が最も少ない条件で形成されていた。プラズマ照射によって生成されたサブマイクロ/ナノサイズ構造と、レーザー照射の相関を詳細に評価した。このランダムレーザー作製技術は、様々なダイレクトバンドギャップ化合物半導体に広く適用できると期待される。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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