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直径10μm以下のマイクロプラズマジェットによる常温常圧基板超微細加工技術

研究課題

研究課題/領域番号 16760103
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 生産工学・加工学
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

清水 禎樹  独立行政法人産業技術総合研究所, 界面ナノアーキテクトニクス研究センター, 研究員 (20371049)

研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
2005年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2004年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワードマイクロプラズマ / 大気圧 / マイクロプラズマジェット / 反応蒸発法 / 液体原料 / ネブライザー / 金属酸化物 / 大気圧プラズマ / ワイヤー溶射 / 誘導結合型 / オンサイトデポジション / 金属酸化物溶射 / マイクロパターニング / プラズマ加工技術
研究概要

当該研究では、固体および液体を主原料としたマイクロプラズマデポジション技術の開発に成功し、デポジション領域サイズの縮小化を目指した研究開発を行った。
ここでは、固体および液体を原料として用いるデポジション法に関して、開発した技術について簡潔に示す。
(1)固体(金属ワイヤー)を原料に用いたデポジション法
プラズマ発生用ノズル内に予め挿入した金属ワイヤーを、発生したプラズマからの熱伝導および誘導加熱により溶融もしくは気化し、ガス流によりノズルから噴出後プラズマ下流に設置した基板上に堆積させる技術である。酸素を導入した反応性マイクロプラズマと本方法とを融合させると、効率良く酸化物の合成、堆積が可能となることを明らかにした。タングステンワイヤーと酸素プラズマとの組み合わせでは、酸化タングステンが350μm/秒の高速で堆積されることを見出し、高速オンサイトデポジションの可能性を示すことが出来た。
(2)液体原料供給機構の開発およびデポジションへの応用
数十μL/min以下のオーダーで液体原料供給量を制御できるネブライザー(噴霧器)の開発に成功した。この装置は、内径が約10μmの石英ノズルからガス圧で漏出させた液体原料を、ノズルに対して直交方向に供給したプラズマガスで噴霧化し、プラズマ中に効率良く液体原料を供給することが可能である。デポジションへの応用では、フェロセン・エタノール溶液を0.012ml/分の速度で供給し、カーボンナノチューブ(CNT)の合成・デポジションをワンステップで行うことに成功した。
(3)他のマイクロプラズマに関する研究
マイクロプラズマ中に挿入した金属ワイヤー上に、カーボンナノチューブを成長させることに成功した。原料ガスの供給量・供給手順を変化させることで、カーボンナノチューブの配列を制御させることにも成功した。

報告書

(2件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Development of cross-flow micro-nebulizer for atmospheric pressure microplasma deposition and its application to prepare nano-carbon materials from alcohol2006

    • 著者名/発表者名
      清水禎樹 他
    • 雑誌名

      Transactions of the Material Research Society of Japan (掲載決定印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 大気圧マイクロプラズマのオンデマンド材料プロセシングへの応用2006

    • 著者名/発表者名
      清水禎樹 他
    • 雑誌名

      機能材料 5

      ページ: 49-54

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Cylindrical metal wire surface coating with multiwalled carbon nanotubes by an atmospheric-pressure microplasma CVD technique2005

    • 著者名/発表者名
      清水禎樹 他
    • 雑誌名

      Chemical Vapor Deposition 11

      ページ: 245-249

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of wire spraying for direct micro-patterning via an atmospheric-pressure UHF inductively coupled microplasma jet.

    • 著者名/発表者名
      Y.Shimizu et al.
    • 雑誌名

      Surface and Coating Technology 印刷中

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] マイクロプラズマデポジション方法及び装置2005

    • 発明者名
      清水 禎樹 等
    • 権利者名
      産業技術総合研究
    • 産業財産権番号
      2005-090678
    • 出願年月日
      2005-03-28
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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