2011 Fiscal Year Annual Research Report
微粒子プラズマ中のナノ界面における熱ダイナミクスの解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of Science of Plasma Nano-Interface Interactions |
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| Project/Area Number |
22110507
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
高橋 和生 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (50335189)
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| Keywords | ナノ界面プラズマ / 微粒子プラズマ / プラズマ / 湿度計測 / プラズマプロセス |
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| Research Abstract |
現在、カーボンナノチューブやナノダイヤモンドに代表されるナノカーボンが科学分野並びに産業分野において注目されている。数あるナノカーボンの製造法の中でもっとも期待されているものが低温でこの物質を形成できるプラズマを用いた手法である。特に、プラズマにおいては、気相においてナノカーボンが大量に発生することが知られており(微粒子プラズマ)、プラズマとナノ物質との界面における化学反応を明らかにすることによって、ナノカーボン作製プロセスの著しい向上に期待できる。また、プラズマ気相において、結晶生成物(ナノダイヤモンド)が形成されることが確認されている。通常高温環境が必要とされる物質が形成されることについては、プラズマが電子及びイオンの温度について非平衡であることが関係すると考えられる。本研究では、プラズマ中の微結晶ナノカーボン(微粒子)の形成機構を解析するために、熱的非平衡環境であるプラズマとナノカーボンとの界面における熱ダイナミクス(微粒子の表面温度と運動エネルギーとの関係)を明らかにすることを目的とする。
ローダミンBの色素を含浸させた粒径が数マイクロメートルの微粒子をプラズマに導入した。プラズマ中に浮遊するその微粒子にレーザ光を照射して誘起蛍光計測を行った。色素からの誘起蛍光の波長は、その温度、すなわち微粒子の表面温度によって変化する。予め、色素の温度と蛍光波長との関係を用意しておくことによって、プラズマ中の微粒子の表面温度を測定した。3Wの電力を印加して発生させたプラズマにおいて、微粒子は室温から即座に380 Kまで加熱されることがわかった。
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[Presentation] 多目的実験ラック利用を目指したプラズマ発生装置の開発(RT2011報告)2012
Author(s)
高橋和生, 佐藤徳芳, 渡辺征夫, 林康明, 足立聡, Hubertus M.Thomas, U.Konopka, Gregor E.Morfill, Tanja Hagl, V.I.Molotkov, V.Fortov, A.Lipaev
Organizer
宇宙利用シンポジウム(第28回)
Place of Presentation
東京(日本学術会議)
Year and Date
2012-01-23
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