• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

コンプレックスプラズマの理論および実験的研究

研究課題

研究課題/領域番号 16340179
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 プラズマ科学
研究機関横浜国立大学

研究代表者

石原 修  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (20313463)

研究分担者 眞銅 雅子 (真銅 雅子)  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 助手 (10345481)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
16,300千円 (直接経費: 16,300千円)
2006年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
2005年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
2004年度: 6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
キーワードコンプレックスプラズマ / ダストプラズマ / 極低温プラズマ / 微粒子 / 自己組織化 / クーロンクラスター / クーロン結晶 / 液体ヘリウム / シェル構造 / 強結合プラズマ / コンプレ計算であるとメ、ック
研究概要

コンプレックスプラズマの基礎物性を理論、実験、シミュレーションにより研究した。デュワ瓶中にガラス管を入れ、管の周辺を極低温に保ったヘリウムガス中でプラズマを生成し、アクリル微粒子(直径1〜10μm)を注入することにより、コンプレックスプラズマ物性を調べた。微粒子はガラス管底部近くのシース境界領域で、クーロンクラスターとして浮上することを確認した。一方、デュワ瓶内に小型ガラス放電装置を入れて、その底部の穴から液体ヘリウム蒸気中に出てきた微粒子の浮上の様子、渦を巻く様子を観測することに成功した。また常温での微粒子の振る舞いを観測するため、線形大容量放電装置を設置し、レーザー照射により、個々の微粒子が映しだされ、その振る舞いを詳細に調べることが可能となった。特に微粒子の衝突がCCDカメラで捕らえられ、荷電粒子の衝突理論を検証することができた。シミュレーションによるコンプレックスプラズマ研究は、微粒子が作る構造に焦点を当てて進められた。地上の実験では微粒子の重力ゆえに、微粒子はシースにおける電場の作用を受けることによってのみ定常的に浮上して存在できるが、重力が無視できるような環境では、コンプレックスプラズマの中では有効的なポテンシャルができて、微粒子はプラズマの中に閉じ込められることになる。鎖状構造やたまねぎ状の球殻構造など、自己組織化による構造形成を示し、閉じ込めポテンシャルの形状によって構造を変化させる。これまでに3次元におけるシェル構造において果たすデバイ波長の効果を明らかにした。一方、系の安定構造を探るため、定常状態における系の全エネルギーが極小となる条件から準安定構造の存在を見出した。また、シースの中でイオンの流れがあるようなところで、微粒子間に働く力を熱力学的自由エネルギーの観点から理論的に解析を行い、負に帯電する微粒子の間に働く引力、斥力の存在を明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (28件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Complex Plasma : Dusts in Plasma2007

    • 著者名/発表者名
      O.Ishihara
    • 雑誌名

      Journal of Physics D : Appl. Phys. 40

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Complex Plasma : Dusts in Plasma2007

    • 著者名/発表者名
      O.Ishihara
    • 雑誌名

      Joumal of Physics D : Applied. Physics 40

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Simulation on cluster structuring of dust particles confined in a plasma2006

    • 著者名/発表者名
      T.Yamanouchi, M.Shindo, O.Ishihara, T.Kamimura
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 506

      ページ: 642-646

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Coulomb Clusters in Dusty Plasmas2006

    • 著者名/発表者名
      O.Ishihara
    • 雑誌名

      Plasma Physics Applied (Transworld Res. Network, Kerala,India, 2006)(edited by C. Grabbe)

      ページ: 111-146

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 宇宙における微粒子プラズマ2006

    • 著者名/発表者名
      石原修
    • 雑誌名

      プラズマ核融合学会誌 82

      ページ: 75-75

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simulation on Cluster Structuring of Dust Particles Confined in a Plasma2006

    • 著者名/発表者名
      T.Yamanouchi, M.Shindo, O.Ishihara, T.Kamimura
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 506

      ページ: 642-646

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Coulomb Clusters in Dusty Plasmas2006

    • 著者名/発表者名
      O.Ishihara
    • 雑誌名

      Plasma Physics Applied(edited by C.Grabbe)(Transworld Reseach Network)(Kerala, India)

      ページ: 111-146

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dust plasma in Universe (in Japanese)2006

    • 著者名/発表者名
      O.Ishihara
    • 雑誌名

      J.Plasma and Fusion Research 82

      ページ: 75-76

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simulation on cluster structuring of dust particles confined in a plasma2006

    • 著者名/発表者名
      T.Yamanouchi, M.Shindo, O.Ishihara, T.Kamimura
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 506-507

      ページ: 642-646

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 宇宙における微粒子プラズマ2006

    • 著者名/発表者名
      石原 修
    • 雑誌名

      プラズマ核融合学会誌 82

      ページ: 75-76

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Attractive force on like charges in a complex plasma2006

    • 著者名/発表者名
      石原 修, 佐藤 徳芳
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas Vol.12, No.7

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 宇宙における微粒子プラズマ2006

    • 著者名/発表者名
      石原 修
    • 雑誌名

      Journal of Plasma Fusion Research Vol.82, No.2

      ページ: 75-76

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Repulsive and Attractive Forces on Dust Particles in a Cluster2006

    • 著者名/発表者名
      O.Ishihara, N.Sato
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings Vol.799, No.1

      ページ: 470-473

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Attractive force on like charges in a complex plasma2005

    • 著者名/発表者名
      O.Ishihara, N.Sato
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas 12

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Repulsive and Attractive Forces on Dust Particles in a Cluster2005

    • 著者名/発表者名
      O.Ishihara, N.Sato
    • 雑誌名

      New Vistas in Dusty Plasmas (AIP, New York) (ed. by L. Boufendi, M. Mikikian and P.K. Shukla)

      ページ: 470-473

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Microwave measurement of Decaying Plasma in Liquid Helium2005

    • 著者名/発表者名
      K.Minami, C.Kojima, O.Ishihara
    • 雑誌名

      IEEE Transaction on Plasma Science 33

      ページ: 1324-1331

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Stable Configurations of Confined Coulomb Clusters in a Plasma2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kamimura, O.Ishihara, K.Hirose
    • 雑誌名

      Research Reports of the Faculty of Science and Technology, Meijo University 45

      ページ: 6-11

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamics of Fine Particles in Complex Plasma2005

    • 著者名/発表者名
      O.Ishihara
    • 雑誌名

      JASMA (Japan Society of Microgravity Application) 22

      ページ: 3-11

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 遍在するプラズマ中の微粒子-半導体産業から土星の環まで〔翻訳〕2005

    • 著者名/発表者名
      石原修
    • 雑誌名

      パリテイ 20

      ページ: 7-17

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Attractive Force on Like Charges in a Complex Plasma2005

    • 著者名/発表者名
      O.Ishihara, N.Sato
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas 12

      ページ: 7075-1070753

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Repulsive and Attractive Forces on Dust Particles in a Cluster2005

    • 著者名/発表者名
      0.Ishihara, N.Sato
    • 雑誌名

      New Vistas in Dusty Plasmas(ed. by L.Boufendi, M.Mikikian and P.K.Shukla)(AIP Conf, Proc.)(New York) 799

      ページ: 470-473

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Microwave Measurement of Decaying Plasma in Liquid Helium2005

    • 著者名/発表者名
      K.Minami, C.Kojima, 0.Ishihara
    • 雑誌名

      IEEE Transaction on Plasma Science 33

      ページ: 1324-1331

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Sable Configurations of Confined Coulomb Clusters in a Plasma (in Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kamimura, O.Ishihara, K.Hirose
    • 雑誌名

      Research Reports of the Faculty of Science and Technology(Meijo University)(Nagoya Japan) No.45

      ページ: 6-11

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamics of Fine Particles in Complex Plasma (in Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      O.Ishihara
    • 雑誌名

      JASMA 22, No.1

      ページ: 3-11

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dusty plasmas in the Laboratory, Industry and Space (translation in Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      O.Ishihara
    • 雑誌名

      Parity 20

      ページ: 7-17

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simulation on Cluster Structuring of Dust Particles Confined in a Plasma2005

    • 著者名/発表者名
      T.Yamanouchi, M.Shindo, O.Ishihara, T.Kamimura
    • 雑誌名

      Thin Solid Films (In press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] プラズマ中のダスト微粒子群の構造形成2005

    • 著者名/発表者名
      上村鉄雄, 石原修, 広瀬敬一
    • 雑誌名

      Research Reports of The Faculty of Science and Technology (Meijo University) 45

      ページ: 6-11

    • NAID

      40006976869

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] プラズマ中の微粒子挙動の基礎的理論2005

    • 著者名/発表者名
      石原 修
    • 雑誌名

      JASMA日本マイクログラビティ応用学会誌 22

      ページ: 3-11

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] Coulomb Clusters in Dusty Plasmas, in Plasma Physics Applied, edited by Crockett Grabbe2006

    • 著者名/発表者名
      O.Ishihara
    • 総ページ数
      46
    • 出版者
      Transworld Research Network, Kerala, India
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

URL: 

公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi