2016 Fiscal Year Annual Research Report
Measurements, Analyses and Control of Fine-Particle Plasmas
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24244094
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
林 康明 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 教授 (30243116)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三重野 哲 静岡大学, 理学部, 教授 (50173993)
高橋 和生 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 准教授 (50335189)
齋藤 和史 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70251080)
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| Project Period (FY) |
2012-10-31 – 2017-03-31
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| Keywords | 微粒子プラズマ / プラズマ / 微粒子 / 計測 / 制御 / エリプソメトリ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イメージング・ミー散乱エリプソメトリ装置の機能・性能の確認を行った。粒径と屈折率が既知の２種類の既存の微粒子をプラズマ中に捕捉し、混合よる空間粒径分布を調べて確認した。また、微粒子のわずかな粒径分布による空間分布の違いが観測できることを確認した。
高密度プラズマ生成のためのヘリコンプラズマ装置を製作した。ヘリコン波発生のための高周波電力供給とアンテナ部分を製作し、高密度プラズマの生成を確認した。
微粒子プラズマにおけるイオン密度および電子温度の空間分布を求め、微粒子に働く静電力とイオン粘性力に関する詳細な解析を行った。この解析により、プラズマを発生させる放電のパラメータ（電力と圧力）と微粒子に働く力との関連が明らかになった。また、放電パラメータの変化により微粒子の輸送を制御することができ、大きさが異なる微粒子群をプラズマ中で分離し、個別に輸送できることがわかった。
準2次元的に分布した微粒子に外部から正弦波を印加し、それに対する系の応答を、イオン飽和電流の時間変動を通じて測定・解析することで、分布している微粒子の平均的な帯電量を見積もる手法を提案し、端緒的な実験を行った。この手法は、微粒子個々の帯電量を計測するものではないが、非常に単純な手法であるため、実験的に汎用性があるものと期待される。
平行平板型高周波Arプラズマ中に、直径 5μmの単分散Si粒子を導入し、微粒子雲を形成した。この帯電微粒子を顕微カメラで観察することにより、近接２粒子がペア運動をしていることを見出した。その平均粒子間距離は 0.1 mm（デバイ長の２倍）、粒子間電場、約200 V/mであった。ペア粒子は、垂直方向、水平方向にそれぞれ10 Hzと1 Hz程度の振動をしている。また、相互共分散関数解析により、粒子は、0.5 秒程度の時間で相関を持っていることが分かった。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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