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2009 Fiscal Year Annual Research Report

レーザー・放電ハイブリッド励起プラズマ光源における原子輻射過程の統合モデル構築

Research Project

Project/Area Number 20340166
Research InstitutionJapan Atomic Energy Agency

Principal Investigator

佐々木 明  Japan Atomic Energy Agency, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (10215709)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西原 功修  国立大学法人・大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 特任研究員 (40107131)
砂原 淳  財団法人レーザー技術総合研究所, 研究員 (00370213)
古河 裕之  財団法人レーザー技術総合研究所, 副主任研究員 (70222271)
小池 文博  学校法人・北里大学, 医学部, 准教授 (90095505)
西川 亘  国立大学法人・岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (80243492)
KeywordsEUV光源 / シミュレーション / 原子過程 / 放電 / レーザープラズマ
Research Abstract

レーザーと放電励起を組み合わせたハイブリッド光源のシミュレーションモデル構築の第2年目の研究として、前年度から引き続きEUV光源プラズマの原子過程、状態方程式などの物性定数の解析、評価を行なうとともに、パーコレーション相転移モデルによる放電初期過程のモデリングを行なった。
放電初期過程を、絶縁体である中性ガスが導体に相転移するとみなすモデルの構築を行なった。放電媒質を格子で表現し、各メッシュの導体転移の可否を確率的に与え、回路方程式を解いて放電電流の空間プロファイルを計算するシミュレーションモデルを構築したところ、放電が突然、遠回りや枝分かれを持つ経路を通って発生する様子が、相転移現象に特有の臨界現象として、自然に表現されることが分かった。
また、放電の進展に関わる素過程について検討した。放電路の先端での電界の集中による逐次的な電離の進行、宇宙線や、放電路の先端における電界による加速で生じた逃走電子によるランダムな電離の双方が、放電の開始のために重要なことを示した。その効果を取り入れるために、電離の確率を電界のべきで重み付する方法を提案するとともに、それを用いた計算がレーザーガイド放電の実験結果を良く再現することを示した。
EUV光源として用いられる、SnやXeのプラズマにおける、電極の配置、電子衝突や輻射による電離、励起のプラズマ原子素過程をモデルに組み込む方法について検討を行なった。これら素過程の寄与を、イジングモデルなどの相転移の理論モデルの係数の形で取り入れるための理論的研究を行なった。また、輻射流体モデルと相転移モデルなどの異なるモデルを統合したシミュレーションコードの効率的な開発、実行、計算結果の信頼性の向上のため、オブジェクト指向によるプログラムの要素技術開発も行なった。

  • Research Products

    (7 results)

All 2010 2009

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Atomic modeling of the plasma EUV sources, II2009

    • Author(s)
      A.Sasaki, A.Sunahara, H.Furukawa, K.Nishihara, T.Nishikawa, F.Koike, H.Tanuma
    • Journal Title

      HEDP 5

      Pages: 147-151

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The atomic model of the Sn plasmas for the EUV source2009

    • Author(s)
      A.Sasaki, A.Sunahara, K.Nishihara, T.Nishikawa, F.Koike, H.Tanum
    • Journal Title

      J.Phys.Conf.Ser 163

      Pages: 012062 1-4

  • [Journal Article] Atomic processes in the LPP and LA-DPP EUV sources2009

    • Author(s)
      A.Sasaki, K.Nishihara, A.Sunahara, H.Furukawa, T.Nishikawa, F.Koike
    • Journal Title

      Procedings. SPIE, Alternative Lithographic Technologies 7271

      Pages: 30 1-8

  • [Presentation] パーコレーションモデルによる放電の確率と構造形成のシミュレーション2010

    • Author(s)
      佐々木明、高橋栄一、加藤進、岸本泰明、金澤誠司、藤井隆
    • Organizer
      平成22年 電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2010-03-19
  • [Presentation] Atomic processes in the LPP and LA-DPP EUV sources2010

    • Author(s)
      A.Sasaki, K.Nishihara, A.Sunahara, H.Furukawa, T.Nishikawa, F.Koike
    • Organizer
      SPIE Advanced Lithography 2010
    • Place of Presentation
      サンノゼ(米国)
    • Year and Date
      2010-02-24
  • [Presentation] 放電励起EUV光源等におけるプラズマ生成の相転移過程に着目した考察2009

    • Author(s)
      佐々木明、高橋栄一、加藤進、岸本泰明
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会(物性)
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] レーザー、放電励起EUV光源における原子過程および放電初期過程の考察2009

    • Author(s)
      佐々木明、西原功修、砂原淳、西川亘、小池文博、古河裕之
    • Organizer
      2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2009-09-08

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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