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アーク放電プラズマを利用した大面積ダイヤモンド膜の気相合成

研究課題

研究課題/領域番号 05750111
研究種目

奨励研究(A)

配分区分補助金
研究分野 機械工作・生産工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

平田 敦  東京工業大学, 工学部, 助手 (50242277)

研究期間 (年度) 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1993年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードアーク放電 / プラズマ / ダイヤモンド / 合成面積 / 気相合成
研究概要

ダイヤモンド膜の合成面積拡大を目的に,新たに試作したアーク放電プラズマ装置によりプラズマ領域を拡大し,ダイヤモンド膜の合成面積拡大を試みた.さらに,ダイヤモンド膜の合成速度,形状について評価した.
ダイヤモンドの合成面積を拡大するために,従来の3倍の30KWの放電電力でプラズマを安定に発生させることのできるアーク放電プラズマ装置を試作した.この装置は陰極ト-チを1つに対し,陽極ト-チを3つを直角に配置してある.また,これらのプラズマト-チは各々移動させることができ,放電距離を変えることができる.
陰極と陽極の距離を広げることで生成されるプラズマの領域が拡大し,プラズマジェット径の拡大とともにダイヤモンド膜の合成面積は,雰囲気圧力200Torr,水素ガスに対するメタンガスの流量比4%で,直径約20mmから40mmの範囲まで拡大することを明らかにした.また,合成面積の拡大にはプラズマジェット径方向の放電距離を広げることがより有効であることがわかった.このとき,ダイヤモンドの合成速度は放電距離の増加とともに高くなり,膜厚も増加することがわかった.これは,放電距離の増加とともにプラズマ中で生成される活性種の量が増加するためであり,このことをプラズマの発光分光分析より明らかにした.しかし,プラズマト-チの配置に関わらず,得られるダイヤモンド膜の形状は中央部で厚く,周辺部で薄いものであった.また,合成時のチャンバ内圧力を14〜200Torrの間で変化させた結果,本装置では50Torrで合成速度が最大となることを見いだした.合成面積はチャンバ内圧力を低くするほど広がり,14Torrで直径65mmの基板全面にダイヤモンドが合成できることを明らかにした.

報告書

(1件)
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (4件)

  • [文献書誌] 平田 敦,吉川昌範: "1陰極-3陽極アーク放電プラズマによる大面積ダイヤモンド膜合成装置の試作" 精密工学会誌. 59. 838-843 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 平田 敦,吉川昌範: "生成ダイヤモンド膜に及ぼすアーク放電プラズマジェットCVD装置の電極位置の影響" 精密工学会誌. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] A.HIRATA and M.YOSHIKAWA: "Enlargement of The Diamond Deposition Area by one-cathode three-anode Arc Discharge Plasma Jet Chemical Vapor Deposition" Diamond and Related Materials. 2. 1402-1408 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] A.HIRATA and M.YOSHIKAWA: "Effects of Process Pressure on Diamond Growth by Arc Discharge Plasma Jet CVD Method" 2nd Int.Conf.on the Applications of Diamond films and Related Materials. 469-474 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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