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超臨界プラズマクラスタ流体を用いた革新的な材料表面加工テクノロジーの創製

研究課題

研究課題/領域番号 17360349
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 材料加工・処理
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, 助教授 (30176911)

研究分担者 越崎 直人  産業技術総合研究所, 界面ナノアーキテクトロニクス研究センター, チームリーダー(研究職) (40344197)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
15,300千円 (直接経費: 15,300千円)
2006年度: 6,100千円 (直接経費: 6,100千円)
2005年度: 9,200千円 (直接経費: 9,200千円)
キーワード超臨界流体 / 超臨界流体プラズマ / 超臨界プラズクラスタ流体 / 材料加工 / 成膜プロセス / カーボンナノマテリアル / クリーニング / Cu薄膜 / 材料表面加工プロセス / 堆積
研究概要

本研究プロジェクトにより以下のような成果を挙げることができた。
(1)誘電体バリア放電(DBD)プラズマ法による超臨界二酸化炭素プラズマ、超臨界アルゴンプラズマ、超臨界キセノンプラズマ、超臨界水プラズマなどの生成、および、発光分光、レーザーラマン分光、プローブ測定によるプラズマ診断を多角的に行った。その結果、特に、(1)超臨界中の放電現象において、一般的な現象としての放電低下現象の機構の提案をするとともに、(2)本プラズマ強結合プラズマと考えられること、そして、(3)臨界点付近でのラマン分光スペクトルにおける揺らぎの計測に成功し、本プラズマが、超臨界流体状態、すなわち、今回の研究で提案した、超臨界プラズマクラスタ流体の生成が実現していることを実証した。また、プラズマで生成される電子付着によるラマン強度の増強現象も見出すことに成功した。
(2)上記の超臨界流体プラズマを用いた成膜プロセス(カーボンナノマテリアル、Cu薄膜)開発を行い、雰囲気ガス種、雰囲気温度、基板温度、基盤種類、圧力、添加物(触媒)との生成状況の関係を明らかにした。その結果、とりわけ、臨界点近傍でのカーポンナノマテリアルの生成の容易さを見出した。これは本プロセスのプリカーサーとしてのクラスターの役割が期待される。
以上の結果は、今回の研究プロジェクトで提案した、超臨界プラズマクラスタ流体プロセスの実現を行うとともに、従来の気体プラズマプロセスが対応する気体プロセスの高速化、低温化を実現したように、環境融和型のプロセスとして期待されている超臨界流体プロセスのさらなる高速化、低温化、非平衡化などへの新しい扉を開いたものである。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (22件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Carbon materials syntheses using dielectric barrier discharge micoplasma in supercritical carbon dioxide environments2007

    • 著者名/発表者名
      T.Tomai, K Katahira, H.Kubo, Y.Shimizu, N.Koshizaki, K.Terashima
    • 雑誌名

      J. Supercritical Fluids 41

      ページ: 404-411

    • 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] 超臨界流体プラズマを用いたカーボン・ナノマテリアルの創製2007

    • 著者名/発表者名
      笘居高明, 寺嶋和夫
    • 雑誌名

      New Diamond 23巻・1号

      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] 超臨界流体プラズマの生成と材料プロセスへの応用2007

    • 著者名/発表者名
      菊池, 笘居, 久保, 寺嶋和夫
    • 雑誌名

      マテリアルインテグレーション 20巻・4号

      ページ: 43-50

    • NAID

      10025519351

    • 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] Diagnostics of supercritical CO_2 dielectric barrier discharge plasma by raman spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      T.Tomai, H.Yui, K.Terashima
    • 雑誌名

      Proceedings ISPC 18 (in press)

    • 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] Carbon materials syntheses using dielectric barrier discharge micoplasma in supercritical carbon dioxide environments2007

    • 著者名/発表者名
      T.Tomai, K Katahira, H.Kubo, Y.Shimizu, N.Koshizaki, K.Terashima
    • 雑誌名

      J.Supercritical Fluids 41

      ページ: 404-411

    • 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] Fabrication of carbon nano-structured materials with using supercritical fluid plasma (in Japanese)2007

    • 著者名/発表者名
      T.Tomai, K.Terashima
    • 雑誌名

      New Diamond 23

      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] Generation of supercritical fluid plasma and its application of materials processing (in Japanese)2007

    • 著者名/発表者名
      H.Kikuchi, T.Tomai, H.Kubo, K.Terashima
    • 雑誌名

      Materials Integration 20

      ページ: 43-50

    • 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] Diagnostics of supercritical CO_2 dielectric barrier discharge plasma by raman spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      T.Tomai, H.Yui, K.Terashima
    • 雑誌名

      Proceedings of ISPC18

    • 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] Carbon materials syntheses using dielectric barrier discharge microplasma in supercritical carbon dioxide environments2007

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Tomai, Ken Katahira, Hirotake Kubo, Yoshiki Shimizu, Takeshi Sasaki, Naoto Koshizaki, Kazuo Terashima
    • 雑誌名

      J.Supercritical Fluids

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 超臨界流体プラズマを用いたカーボン・ナノマテリアルの創製2007

    • 著者名/発表者名
      笘居高明, 寺嶋和夫
    • 雑誌名

      NEW DIAMOND Vol.23・第84号

      ページ: 6-11

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 超臨界流体プラズマの生成と材料プロセスへの応用2007

    • 著者名/発表者名
      菊池宏和, 笘居高明, 久保裕丈, 寺嶋和夫
    • 雑誌名

      Materials Integration Vol.20・No.04

      ページ: 43-50

    • NAID

      10025519351

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Micrometer-scale discharge in high-pressure H_2O and Xe environments including supercritical fluid2006

    • 著者名/発表者名
      M.Sawada, T.Tomai, T.Ito, H.Fujiwara, K.Terashima
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys. 100

    • 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] Generation of dielectric barrier discharge in N_2 and CO_2 environments up to supercritical conditions2006

    • 著者名/発表者名
      T.Tomai, T.Ito, K.Terashima
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 506-507

      ページ: 409-413

    • 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] Micrometer-scale discharge in high-pressure H_2O and Xe environments including supercritical fluid2006

    • 著者名/発表者名
      M.Sawada, T.Tomai, T.Ito, H.Fujiwara, K.Terashima
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. 100

    • 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] 「研究成果報告書概要(欧文)」より2006

    • 著者名/発表者名
      K.Tachibana, K.Terashima
    • 雑誌名

      Micro-/Nano-Plasma Technology and its Industrial Application

    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Micrometer-scale discharge in high-pressure H2O and Xe environments including supercritical fluid2006

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Sawada, Takaaki Tomai, Tsuyohito Ito, Hideyuki Fujiwara, Kazuo Terashima
    • 雑誌名

      Jarnal of Applied Physics Vol.100

      ページ: 123304-123304

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Generation of dielectric barrier discharge in N2 and CO2 environments up to supercritical conditions2006

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Tomai, Kazuo Terashima
    • 雑誌名

      Thin Solid Films Vol.506-507

      ページ: 409-413

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] マイクロプラズマの基礎と材料デバイスへの応用2006

    • 著者名/発表者名
      寺嶋和夫
    • 雑誌名

      機能性材料 Vol.26・No.5

      ページ: 7-14

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Generation of dielectric barrier discharge in N_2 and CO_2 environments up to supercritical conditions2006

    • 著者名/発表者名
      T.Tomai, T.Ito, K.Terashima
    • 雑誌名

      Thin Solid Films (In press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] マイクロプラズマとその応用2006

    • 著者名/発表者名
      寺嶋和夫
    • 雑誌名

      真空ジャーナル 104・1

      ページ: 13-17

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] マイクロ・ナノ領域でのプラズマの発生法-極限への挑戦2005

    • 著者名/発表者名
      寺嶋和夫, 笘居高明, 金 載浩
    • 雑誌名

      静電気学会誌 29・3

      ページ: 150-155

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] マイクロプラズマの新しい応用展開2005

    • 著者名/発表者名
      寺嶋和夫, 笘居高明, 石原大輔
    • 雑誌名

      化学工業 56・6

      ページ: 340-344

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] マイクロ・ナノプラズマ技術と産業応用2006

    • 著者名/発表者名
      橘邦英, 寺嶋和夫 監修
    • 総ページ数
      329
    • 出版者
      シーエムシー出版社
    • 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
  • [図書] マイクロ・ナノプラズマ技術とその産業応用2006

    • 著者名/発表者名
      橘 邦英, 寺嶋和夫 監修
    • 総ページ数
      329
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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