2016 Fiscal Year Annual Research Report
Fundamental Study on Research and Development of Diamond-Like Carbon Coating Technique using Atmospheric-Pressure Hydrocarbon Plasma-assisted Chemical Vapor Deposition
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26420247
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| Research Institution | Chiba Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小田 昭紀 千葉工業大学, 工学部, 教授 (70335090)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ダイヤモンドライクカーボン膜 / プラズマ支援ＣＶＤ / 大気圧プラズマ / 炭化水素プラズマ / プラズマ診断 / プラズマシミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度で実施された本研究課題の成果を，以下の通り（１）プラズマシミュレーションおよび（２）プラズマ診断の２つにまとめる．
（１）プラズマシミュレーション：当該年度においては，（ａ）大気圧プラズマ，（ｂ）メタンプラズマ，（ｃ）テトラメチルシランプラズマのシミュレーションに関する研究を同時に遂行した．その結果，（ａ）に関しては，大気圧プラズマ生成において非常に重要となるグローからアーク放電への遷移機構の解明，そしてそれを通じた放電安定性の制御に関して解析を行った．その結果，プラズマ生成における電離増倍作用の影響が顕著になりすぎることによってアーク放電への遷移が始まることを解明し，その抑制のためには，負イオンを生成しやすい電気負性気体を少量混合させるなどの工夫が必要であることが明らかとなった．次に（ｂ）および（ｃ）に関しては，現実的なチャンバー形状下でのシミュレーションにより，ダイヤモンドライクカーボン成膜に寄与する基板への炭化水素ラジカルおよびイオンの入射量，それらの比が入力電力やガス圧力の影響を解明した．
（２）プラズマ診断：当該年度では，アルゴン希釈されたメタン中のＲＦプラズマの基礎特性を四重極質量分析装置で，また本プラズマ中のパラメータ（プラズマ密度，電子温度）をラングミュア・プローブ法に診断を行い，本プラズマの内部構造を調査した．その結果，ダイヤモンドライクカーボン膜の硬質化に寄与する，基板へ入射する炭化水素イオン種の質量スペクトルから約１０種類ほど存在しており，それらの中でもＣ２Ｈ５＋イオンおよびＣＨ３＋イオンが約２５ｅＶ程度で入射することが明らかとなった．したがって，外部条件を適切に制御することで生成される炭化水素イオン種の量や存在比を適切に制御し，その結果，ダイヤモンドライクカーボン膜の硬質化につながる可能性が示唆された．
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