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裏面照射粉体PLD法による3次元構造を持つ多層多元素薄膜の作製

研究課題

研究課題/領域番号 16K04999
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 プラズマエレクトロニクス
研究機関佐世保工業高等専門学校

研究代表者

川崎 仁晴  佐世保工業高等専門学校, 電気電子工学科, 教授 (10253494)

研究協力者 大島 多美子  佐世保工業高等専門学校, 電気電子工学科, 准教授 (00370049)
柳生 義人  佐世保工業高等専門学校, 電気電子工学科, 准教授 (40435483)
猪原 武士 (篠原 正典)  佐世保工業高等専門学校, 電気電子工学科, 講師 (30634050)
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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード粉体ターゲット / スパッタリング成膜 / パルスレーザデポジション / プラズマプロセス / 薄膜 / 裏面照射 / プラズマ・核融合 / プラズマエレクトロニクス
研究成果の概要

PLD装置で用いるターゲットホルダとして透明の石英ガラスを用い、粉体を少量充填し、Nd:YAGレーザを裏面から照射する新しいPLD法を開発した。これを用いて酸化チタン(TiO2)の薄膜を作製した。作製した薄膜のSEM像は、やや粗く多くのドロップレットが確認された。成膜速度は通常のPLDに比べると非常に遅い。XPSによる分析結果から、表面の組成はTiO2であることがわかった。XRDの分析結果から、薄膜は結晶性が有り、ルチルとアナターゼの混合したマルチエレメントの薄膜であった。結晶性は成膜後の基板加熱によって制御できることや、成膜速度が、通常のPLD方よりも遅いこともわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

裏面照射型粉体ターゲットPLD法を用いて、機能性薄膜の作製を行った。その結果機能性薄膜が作製できることがわかった。この成果は、無限の組み合わせの多元素薄膜の作成が可能であることを示唆しており、プラズマプロセスを用いた薄膜作製の汎用性向上に大いに役立てられると考えている。また、この方法を応用できれば、2次元薄膜や、3次元多元素機能性薄膜作製システムの開発に応用できる。これによって、3次元の多元素機能性薄膜作製システムを開発し、成膜速度を向上できれば、金属の3次元プリンタへの応用も可能となる。

報告書

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

    (51件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 16件、 オープンアクセス 15件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Preparation of Sn doped SiO2 thin films by magnetron sputtering deposition using metal and metal-oxide powder targets2019

    • 著者名/発表者名
      H. Kawasaki, T. Ohshima, Y. Yagyu, T. Ihara, M. Shinohara, Y. Suda
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 58 号: SA ページ: SAAD04-SAAD04

    • DOI

      10.7567/1347-4065/aaea67

    • NAID

      210000135198

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] エーテルを原料に用いた親水性アモルファス炭素膜の堆積と堆積反応の赤外分光解析2018

    • 著者名/発表者名
      篠原正典,冨永泰佑,下村勇登,猪原武士,柳生義人,大島多美子,川崎仁晴
    • 雑誌名

      電気学会論文誌. A

      巻: 138 号: 11 ページ: 538-543

    • DOI

      10.1541/ieejfms.138.538

    • ISSN
      0385-4205, 1347-5533
    • 年月日
      2018-11-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] エチレンプラズマによるアモルファス炭素膜堆積の堆積過程の赤外分光解析2018

    • 著者名/発表者名
      篠原正典,冨永泰佑,下村勇登,猪原武士,柳生義人,大島多美子,川崎仁晴
    • 雑誌名

      電気学会論文誌. A

      巻: 138 号: 11 ページ: 544-550

    • DOI

      10.1541/ieejfms.138.544

    • ISSN
      0385-4205, 1347-5533
    • 年月日
      2018-11-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sterilization for Bacillus Subtilis var. natto by Low Pressure Sputtering and Laser Ablation Plasma using Metal Powder Target2018

    • 著者名/発表者名
      H. Kawasaki, Y. Yagyu, T. Ohshima, T. Ihara, M. Shinohara
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan

      巻: 43 号: 5 ページ: 293-296

    • DOI

      10.14723/tmrsj.43.293

    • NAID

      130007491423

    • ISSN
      1382-3469, 2188-1650
    • 年月日
      2018-10-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
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  • [雑誌論文] Preparation of metal doped SiO<sub>2</sub> films by magnetron sputtering deposition using metal oxide mixture powder target2018

    • 著者名/発表者名
      H. Kawasaki, T. Ohshima,Y. Yagyu, T. Ihara, M. Shinohara, Y. Suda
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan

      巻: 43 号: 1 ページ: 27-30

    • DOI

      10.14723/tmrsj.43.27

    • NAID

      130006329950

    • ISSN
      1382-3469, 2188-1650
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      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Coating of inner surface of cylindrical pipe for hydrogen entry prevention using plasma process2017

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Hiroharu、Nishiguchi Hiroshi、Furutani Takumi、Ohshima Tamiko、Yagyu Yoshihito、Ihara Takeshi、Shinohara Masanori、Suda Yoshiaki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 1S ページ: 01AB02-01AB02

    • DOI

      10.7567/jjap.57.01ab02

    • NAID

      210000148534

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  • [雑誌論文] Preparation of tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum thin films by sputtering deposition using powder and pressed powder targets2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki, Tamiko Ohshima, Yoshihito Yagyu, Takeshi Ihara, Rei Tanaka and Yoshiaki Suda
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 56 号: 6S2 ページ: 06HE01-06HE01

    • DOI

      10.7567/jjap.56.06he01

    • NAID

      210000147964

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  • [雑誌論文] Preparation of Sn doped SiO<sub>2</sub> films using SiO<sub>2</sub> and SnO<sub>2</sub> mixture powder target by magnetron sputtering deposition2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki, Tamiko Ohshima, Yoshihito Yagyu, Takeshi Ihara, Yoshiaki Suda
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan

      巻: 42 号: 3 ページ: 73-76

    • DOI

      10.14723/tmrsj.42.73

    • NAID

      130006943323

    • ISSN
      1382-3469, 2188-1650
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      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thin-film preparation by back-surface irradiation pulsed laser deposition using metal powder targets2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki, Tamiko Ohshima, Yoshihito Yagyu, Takeshi Ihara, Makiko Yamauchi and Yoshiaki Suda
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 56 号: 1S ページ: 01AB06-01AB06

    • DOI

      10.7567/jjap.56.01ab06

    • NAID

      210000147366

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  • [雑誌論文] Preparation of tris(8-hydroxyquinolinato)aluminium thin films by sputtering deposition using powder and powder pressed targets2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki, Tamiko Ohshima, Yoshihito Yagyu, Takeshi Ihara, Rei Tanaka, Yoshiaki Suda
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
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  • [雑誌論文] Optical Study of Laser Ablation Plasma Irradiation for the Bacteria Sterilization using Metal Oxide Target2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki, Tamiko Ohshima, Yoshihito Yagyu, Takeshi Ihara, Makiko Yamauchi and Yoshiaki Suda
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan

      巻: 41 号: 2 ページ: 205-208

    • DOI

      10.14723/tmrsj.41.205

    • NAID

      130005155985

    • ISSN
      1382-3469, 2188-1650
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      2016 実施状況報告書
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  • [雑誌論文] Preparation of mixed bismuth and iron thin films by pulsed laser deposition using powder targets2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki, Tamiko Ohshima, Yoshihito Yagyu, Takeshi Ihara, Yuki Tanaka, Yoshiaki Suda
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 1S ページ: 01AA14-01AA14

    • DOI

      10.7567/jjap.55.01aa14

    • NAID

      210000145930

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  • [雑誌論文] Strength of plasma coating and effect of a plasma coating on hydrogen entry2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nishiguchi, Tamiko Ohshima, Hiroharu Kawasaki, and Takayuki Fukuda
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 55 号: 1S ページ: 01AF05-01AF05

    • DOI

      10.7567/jjap.55.01af05

    • NAID

      210000145992

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  • [雑誌論文] Sputtering deposition of Al-doped zinc oxide thin films using mixed powder targets2016

    • 著者名/発表者名
      Tamiko Ohshima, Takashi Maeda, Yuki Tanaka, Hiroharu Kawasaki, Yoshihito Yagyu, Takeshi Ihara, Yoshiaki Suda
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 1S ページ: 01AA08-01AA08

    • DOI

      10.7567/jjap.55.01aa08

    • NAID

      210000145924

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      2016 実施状況報告書
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  • [雑誌論文] Preparation of Er2O3 and TiO2 multilayer films as optical filter using magnetron sputtering deposition2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki, Yoshiaki Suda, Tamiko Ohshima, Yoshihito Yagyu and Takeshi Ihara
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Plasma Science

      巻: 44 号: 12 ページ: 3066-3070

    • DOI

      10.1109/tps.2016.2575864

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      2016 実施状況報告書
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  • [雑誌論文] In situ Analysis of Discharge Sound and I-V Characteristic on Gliding Arc Discharge for Nano Particle Preparation2016

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Aoqui, Fumiaki Mitsugi, Yoshito Sonoda, Toshiyuki Nakamiya, Hiroharu
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: 85 ページ: 47-53

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2016.11.080

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  • [学会発表] 粉体ターゲットによる2次元薄膜の作製I2019

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春期学術講演会
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      2018 実績報告書
  • [学会発表] Trial of the two-dimentional functional thin film preparation by sputtering method using powder targets2019

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      ISPlasma2019/IC-PLANTS2019
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  • [学会発表] 「放電プラズマの研究ネットワーク」事業2018

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      平成30年度 高専フォーラム 名古屋大学
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      2018 実績報告書
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    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
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      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高専における放電プラズマネットワークの形成と現状2018

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      平成30年度高専技大プラズマネットワーク研究会 長岡技科大
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      2018 実績報告書
  • [学会発表] Metal doped Thin Film Preparation using Metal and Metal Oxide Powder Mixture Targets2018

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      ACSIN14-ICSPM26 仙台国際センター
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      2018 実績報告書
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  • [学会発表] Method for preventing hydrogen embrittlement using plasma process2018

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      2nd Asia-Pacific Conference on Plasma Physics, The Kanazawa Chamber of Commerce and Industry 2018.11.13, AP-2
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of several kinds of elements mixed thin films by plasma process using powder targets III2018

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      P-47 The 40th International Symposium on Dry Process, Toyoda Auditorium, Nagoya University
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 佐世保高専におけるプラズマプロセスを用いた薄膜作製研究2018

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      2018年プラズマ核融合学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Preparation of metal doped SiO2 thin film by sputtering method using powder targets II2018

    • 著者名/発表者名
      川崎 仁晴
    • 学会等名
      ISPlasma2017/IC-PLANTS2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸化物粉体ターゲットによる機能性薄膜の作製II2018

    • 著者名/発表者名
      川崎 仁晴
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春期学術講演会、早稲田大学
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 裏面照射型粉体PLDによる機能性薄膜の作製Ⅱ2017

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春期学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数元素の粉体ターゲットを用いた発光素子薄膜の作製I2017

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春期学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Bacteria Sterilization by Pulsed laser ablation using several kind of Metals and Metal Oxide targets2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Kawasaki
    • 学会等名
      ISPlasma2017/IC-PLANTS2017
    • 発表場所
      CYUBU University
    • 年月日
      2017-03-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bacteria Sterilization by Laser Ablated Plasma using Several Metal and Metal-Oxide Targets2017

    • 著者名/発表者名
      H. Kawasaki
    • 学会等名
      第34回プラズマプロセシング研究会
    • 発表場所
      北海道大学 学術交流会館
    • 年月日
      2017-01-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation of metal doped thin film by sputtering method using some kinds of metal mixed powder target2017

    • 著者名/発表者名
      川崎 仁晴
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM2017, Yoshida Campus, Kyoto University
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  • [学会発表] アンケートを基にした0~12歳の環境と理科離れとの関連に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      川崎 仁晴
    • 学会等名
      電気学会教育フロンティア研究会、日本大学駿河台キャンパス
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  • [学会発表] 高専生へのアンケートを元にした理科離れ防止策の検討II2017

    • 著者名/発表者名
      川崎 仁晴
    • 学会等名
      78回 日本応用物理学会秋季大会、福岡国際会議場、5p-PB4-2
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  • [学会発表] 粉体ターゲットによる燃料電池用多元素薄膜の作製2017

    • 著者名/発表者名
      川崎 仁晴
    • 学会等名
      日本応用物理学会秋季大会、福岡国際会議場、8a-PB4-1
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  • [学会発表] 粉体ターゲットを用いた機能性薄膜作製技術の開発2017

    • 著者名/発表者名
      川崎 仁晴
    • 学会等名
      接合科学共同利用・共同研究拠点 大阪大学接合科学研究所 平成29年度 共同研究成果発表会
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  • [学会発表] Preparing of light emitting thin films by plasma process using multi-elements powder targets I2017

    • 著者名/発表者名
      川崎 仁晴
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017, 24P-35
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      川崎 仁晴
    • 学会等名
      平成29年度応用物理学会九州支部学術講演会 宮崎観光ホテル
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  • [学会発表] 粉体ターゲットスパッタリング成膜による多元素酸化物薄膜の作製2017

    • 著者名/発表者名
      川崎 仁晴
    • 学会等名
      平成29年度プラズマ核融合学会九州支部 D-4
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  • [学会発表] 水素エネルギー教育のためのプラズマ応用教材開発2016

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
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      第4回リバネス教育応援助成金Honda賞発表会
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      TEPIA先端技術館
    • 年月日
      2016-12-24
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    • 著者名/発表者名
      Hiroharu KAWASAKI
    • 学会等名
      26th Annual Meeting of MRS-J
    • 発表場所
      Yokohama Media & Communications Center
    • 年月日
      2016-12-20
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  • [学会発表] 学生実験用ビデオ教材の作製と導入の効果II2016

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      川崎 仁晴
    • 学会等名
      応用物理学会九州支部
    • 発表場所
      対馬市文化センター
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 理系学生へのアンケートを元にした理科離れ防止策の検討I2016

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      応用物理学会九州支部
    • 発表場所
      対馬市文化センター
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 理系における教科書の国語表記と高専教育の関連2016

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      応用物理学会九州支部
    • 発表場所
      対馬市文化センター
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation of several kinds of elements mixed thin films by plasma process using powder targets2016

    • 著者名/発表者名
      H. Kawasaki
    • 学会等名
      The 38th International Symposium on Dry Process
    • 発表場所
      hokkaido Univ.
    • 年月日
      2016-11-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スパッタ法を併用したPLD 法で作製した金属ドープ酸化タングステンのNOx ガスセンサ特性2016

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      第33回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 発表場所
      平戸文化センター
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Bacteria sterilization by metal ablated plasma using high power laser2016

    • 著者名/発表者名
      H. Kawasaki
    • 学会等名
      The First International Conference on Hybridized Agriculture
    • 発表場所
      Sojo University
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プラズマプロセスによる水素脆性防止膜の作製と評価I2016

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      日本応用物理学会秋季大会
    • 発表場所
      新潟朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 高専生へのアンケートを元にした理科離れ防止策の検討I2016

    • 著者名/発表者名
      川崎仁晴
    • 学会等名
      日本応用物理学会秋季大会
    • 発表場所
      新潟朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] プラズマCVDにおける成膜条件の最適化に向けた反応機構の理解とプロセス制御・成膜事例2018

    • 著者名/発表者名
      篠原正典、川崎仁晴
    • 総ページ数
      328
    • 出版者
      サイエンス&テクノロジー
    • ISBN
      486428170X
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 除菌、殺菌又は減菌装置及び除菌、殺菌又は減菌方法2016

    • 発明者名
      川崎仁晴、大島多美子
    • 権利者名
      独立行政法人国立高等専門学校機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016
    • 取得年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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