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ホロー状磁化プラズマ内部への負イオン蓄積過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 12680477
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 プラズマ理工学
研究機関静岡大学

研究代表者

三重野 哲  静岡大学, 理学部, 教授 (50173993)

研究分担者 佐伯 紘一  静岡大学, 理学部, 教授 (90005546)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2001年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2000年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
キーワード反応性プラズマ / 負イオン・蓄積 / ホロー状磁化プラズマ / 円筒状プラズマ / ストリングプラズマ / フッ化炭素 / 負イオンビーム源 / 拡散係数 / 負イオン蓄積 / 拡散系数 / プラズマプロセッシング
研究概要

1.CF_4ガスの電子サイクロトロン共鳴放電により磁化プラズマを発生させ、円板状障害物によりホロー状磁化プラズマを作る。すると、ホロー状磁化プラズマ内部にフッ素正負イオンが蓄積し、イオン-イオンプラズマが作られることが分かった。プローブ測定によると、負イオン密度/電子密度比が20以上に増大することが確認された。この現象は電子と負イオンの拡散現象の差により説明できる。つまり、径方向拡散においては、中性粒子との衝突によるラーモア半径ステップの径方向拡散が重要であるので、負イオンは大きなラーモア半径による大きな拡散係数が得られる。よって、円筒プラズマ内部には負イオンと正イオンが優先的に大きな拡散係数を持って流入してくる。一方、磁力線方向には、電子・イオンは自由な運動を行わが、両終端でのシースでの運動が異なる。ここでは、より温度の高い電子が選択的ににシース内に流れ、終端表面で中和される。一方、負イオンはシース壁を乗り越えることができないので、長時間の反射運動を繰り返し消滅が起こらない。以上の現象により円筒プラズマ内部に負イオンが蓄積される。
2.次にマルチホール型遮へい金属板を用いてCF_4ガスによるマルチストリングプラズマを発生させた。この場合、ストリングプラズマの周囲に負イオンが蓄積する。ここで、磁力線方向と垂直な断面でストリングプラズマの数を等間隔で多数発生させると、それだけ、大面積の負イオンを発生させることができる。ここでは、約30cm^2の断面積を持つ大面積の負イオン源を定常的に発生させることに成功した。負イオンビームとして用いる場合は、磁気フィルターによる完全均一な大面積のビーム発生が可能である。この方法により、大面積負イオンビームプロセスや中性粒子ビームプロセスが可能となる。
3.紫外パルスレーザーを用いた電子脱離作用により負イオンの測定が行えた。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (15件)

  • [文献書誌] S.Tsuruta, T.Mieno: "Continuous Accumulation of Negative Ions by Means of a Magnetized Hollow-Plasma"Proc. 1st Int. Conf. Advanced Flaid Information(Zaoh). 1. 202-205 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Mieno, T.Shoji, V.G.Zorin, S.Miyake: "Ion Cyclotron Resonannce Mass Spectro metry in a Strongly Magnetized ECR Plasma"Proc. 25^<th> Inf. Conf. Phenomena Ioniged Gases. 4. 283-284 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S-C, Yang, T.Mieno: "Production of Fluorinated Fullerene Film by a CF_4 RF Plasma"Thin Solid Film. 386. 286-290 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 三重野 哲: "第12回プラズマエレクトロニクス講習会テキスト"(社)応用物理学会. 20 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tsuruta, T. Mieno: "Continuous Accumulation of Negative Ions by Means of a Magnetized Hollow-Plasma"Prc. 1st Int. Conf. Advanced Fluid Information. Vol. 1. 202-205 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Mieno, T. Shoji, V. G. Zorin, S. Miyake: "Ion Cyclotron Resonance Mass Snectrometry in a Strongly Magnetized ECR Plasma"Proc. 25th Int. Conf. Phenomena Ionized Gases Proc. 25th Int. Conf. Phenomena Ionized Gases. Vol. 4. 283-284 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S-C. Yang, T. Mieno: "Production of Fluorinated Fullerene Film by a CF_4 RF Plasma"Thin Solis Film. Vol. 386. 286-290 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Mieno: "Textbook of the 12th Plasma-electronics School (in Japanese)"Applied Physical Soc. Jpn. 20 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tsuruta, T.Mieno: "Continuous Accumulation of Negative Ions by Means of a Magnetized Hollow-Plasma"Proc.1st Int.Sympo-Advanced Fluid Information (ZaOh). Vol.1. 202-205 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Mieno, T.Shoji, V.G.Zorin, S.Miyake: "Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry in a Strongly Magnetized ECR Plasma"Proc.25th Int.Conf.Phenomena Ionized Gases. Vol.4. 283-284 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S-C.Yang, T.Mieno: "Production of Fluorinated Fullerene Film by a CF_4 RF Plasma"Thin Solid Films. Vol.386. 286-290 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 三重野 哲: "第12回プラズマエレクトロニクス講演会テキスト"(社)応用物理学会. 20 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Mieno & A.Ogawa: "Negative Ion Accumulation in a Hollow-Type ECR Plasma"Proc.Int.Workshop Basic Aspect Non-equiliblium Plasmas Interaction with Surface(BANPIS-2000). 33-33 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Mieno: "Accumulation of Neagtive Ions in a Hollow-type ECR CF_4 Plasma Column"Proc.1st International Sympo.Advanced Fluid Information (AFI-2001,Zao). (招待講演)(発表予定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 三重野哲(分担): "電気学会技術報告第765号、第2章4.3「ラジカル計測」の部分"電気学会(放電技術委員会編). 4 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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