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電子ビーム励起ソリューションプラズマの創製とその表面処理プロセスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 16H04506
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 複合材料・表界面工学
研究機関東京大学

研究代表者

寺嶋 和夫  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (30176911)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2016年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
キーワードプラズマ / ソリューションプラズマ / 電子線励起プラズマ / 電子線励起ソリューションプラズマ / 表面処理プロセス / 微粒子 / 材料プロセス / 電子ビーム / プラズマプロセス / 材料加工・処理 / プラズマ加工 / 液体 / 電界放出 / 分離
研究成果の概要

本研究では、電子ビーム励起ソリューションプラズマの創製とその表面処理プロセスへの応用を行った。前者に関しては、高圧、液体、超臨界流体などの高密度媒体中での新たな電界放出型誘電体バリア放電の生成、電圧・電流特性、分光測定を行い、その特徴を明らかにした。また、計算シミュレーションによりその放電の媒体による生成の放電開始電圧の依存性に関しての定性的な挙動の起こりやすさを明らかにした。また電極としてカーボンナノチューブを使用することにより超臨界、液中も含む高密度環境での安定的なプラズマの発生にも成功した。また本プラズマプロセスの応用として、微粒子のハンドリング、堆積などにも成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は近年注目を浴びている、液中をはじめとする高圧、超臨界流体中での放電、放電プラズマの新しいモードの学理の構築の第一歩の基礎研究として、また、それらを用いたプラズマ表面処理技術への応用展開の第一歩として意義の深いものである。今後、これらの基礎科学の進展とともに、液中をはじめとする高圧、超臨界流体などの高密度環境中での放電、放電プラズマの利用が飛躍的に容易になるとともに医療、環境、材料、エネルギー、燃焼といtった滝の分野に渡るプラズマ応用範囲の広がりを大いに期待させる研究となっている。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] CNRS(France)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Generation of field-emitting surface dielectric barrier discharge in Ar and N22019

    • 著者名/発表者名
      Moriyuki Kanno, Ryo Tanaka, Sven Stauss, Tsuyohito Ito, and Kazuo Terashima
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation and characterization of field-emitting surface dielectric barrier discharges in liquids2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kawamura, M. Kanno, S. Stauss, K. Kuribara, D.Z. Pai, T. Ito, K. Terashima
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 123 号: 4

    • DOI

      10.1063/1.5011445

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Formation of pseudo-microgravity environment for dusty plasmas in supercritical carbon dioxide2018

    • 著者名/発表者名
      N. Sakakibara, Y. Matsubayashi, T. Ito, K. Terashima
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas 25 (2018)

      巻: 25 号: 1

    • DOI

      10.1063/1.5016224

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermally conductive tough flexible elastomers as composite of slide-ring materials and surface modified boron nitride particles via plasma in solution2018

    • 著者名/発表者名
      Taku Goto, Masaki Iida, Helen Tan, Chang Liu, Koichi Mayumi, Rina Maeda, Koichi Kitahara, Kazuto Hatakeyama, Tsuyohito Ito, Yoshiki Shimizu, Hideaki Yokoyama, Kaoru Kimura, Kohzo Ito, Yukiya Hakuta, and Kazuo Terashima
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 112

      巻: 112 号: 10 ページ: 101901-101901

    • DOI

      10.1063/1.5020325

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Generations and accessibilities of field-emitting surface dielectric barrier discharges in various environments2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kanno, R. Tanaka, S. Stauss, T. Ito, and K. Terashima
    • 学会等名
      71st Annual Gaseous Electronics Conference, Portland, OR, USA, November 5-9, 2018, LW1.00021
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高圧キセノン中の表面誘電体バリア放電における各放電形態の電気的特性と発光特性 (Electrical and optical emission characteristics of the different discharge regimes of surface dielectric barrier discharges in high-pressure Xe)2017

    • 著者名/発表者名
      田中遼, シュタウス・スベン, パイ・デイビッド, 寺嶋和夫
    • 学会等名
      第26回 日本MRS年次大会(国際シンポジウム)
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館他, 横浜市、神奈川県
    • 年月日
      2017-12-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 液体中における電界放出型表面誘電体バリア放電の生成 (Generation of surface dielectric barrier discharges exhibiting field emission in liquids)2017

    • 著者名/発表者名
      川村知久, シュタウス・スベン, パイ・デイビッド, 寺嶋和夫
    • 学会等名
      第26回 日本MRS年次大会(国際シンポジウム)
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館他, 横浜市、神奈川県
    • 年月日
      2017-12-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 0.1 - 5.0 MPaでの高密度マイクロ波Arプラズマの生成 (Generation of high density microwave Ar plasmas at pressures from 0.1 to 5.0 MPa)2017

    • 著者名/発表者名
      井上 健一,シュタウス・スベン, 金 載浩,榊原 教貴, 寺嶋 和夫
    • 学会等名
      第26回 日本MRS年次大会(国際シンポジウム)
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館他, 横浜市、神奈川県
    • 年月日
      2017-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of ice dielectric barrier discharge for the development of novel reaction field in cryogenic environments2017

    • 著者名/発表者名
      N. Sakakibara, T. Ito, and K. Terashima
    • 学会等名
      70th Annual Gaseous Electronics Conference, Pittsburgh, PA, USA,
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generation and optical diagnostics of pulse-modulated microwave plasma in high-pressure argon2017

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue, N. Sakakibara, J. Kim, T. Ito, and K. Terashima
    • 学会等名
      70th Annual Gaseous Electronics Conference, Pittsburgh, PA, USA
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電界放出型表面誘電体バリア放電によるシリコンオイル中での微粒子分離2017

    • 著者名/発表者名
      菅野之行、川村、Z.Pai、栗原、伊藤剛仁、寺嶋和夫
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] フレキサブルMEMSの創製に向けたプラズマナノプロセスの深化2017

    • 著者名/発表者名
      寺嶋和夫、伊藤剛仁、後藤拓、妻木正尚、榊原教貴
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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