マイクロ・ナノ技術を活用した誘電体界面の極微細現象の測定と解析

• 研究課題/領域番号: 18686024
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電力工学・電気機器工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 熊田 亜紀子 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (20313009)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 30,030千円 (直接経費: 23,100千円、間接経費: 6,930千円); 2008年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2007年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円); 2006年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
• キーワード: 電気機器 / 誘電体界面現象 / MEMS / 帯電 / 沿面放電 / 表面電位計 / CMOS / 高分解能 / マイクロギャップ

研究概要

本研究においては、ナノ・マイクロ技術を駆使することにより、空間分解能が10μmに達する高分解電荷密度分布測定システムを構築し、従来の手法では測定不可能であった帯電・放電現象の高分解計測を行い、絶縁物の帯電機構および沿面放電進展機構を解明することを目的とした。具体的な測定ターゲットは、(A)GISモデルコーンスペーサの直流帯電現象と(B)厚さ数μmの誘電体上を進展する沿面放電現象とした。(A)については、既存の表面電位計をべースに、分解能としては現状の最高値であるmmオーダの測定システムを開発し、大気圧SF6ガス中におけるGISモデルスペーサ帯電現象を把握した。(B)半導体プロセス技術を活用し、3種類のMEMSセンサを作成した。いずれも分解能はサブミクロンオーダに達する。これらのセンサの特性を測定し、沿面放電測定への適用可能性を検討した。

研究成果

• [雑誌論文] Residual charge distribution of positive surface streamer (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Kumada, S. Okabe, K. Hidaka
  • 雑誌名: Journal of Physics D: Applied Physics Vol.42
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-dimensional potential and charge distributions of positive surface streamer (2009)
  • 著者名/発表者名: D.Tanaka, S.Matsuoka, A.Kumada, K.Hidaka
  • 雑誌名: Journal of Physics D: Applied Physics Vol.42
  • NAID: 10026078326
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dielectric loss of PCBs leading to microwave heating (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Kumada, K. Hidaka, K. Amano, K. Itoh
  • 雑誌名: IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering Vol.4 ページ: 297-299
  • NAID: 10025774331
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface Temperature of Pd/C Catalyst under Microwave Irradiation in Dechlorination Process of PCBs (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Kumada, K. Hidaka, K. Amano, K. Itoh
  • 雑誌名: IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering Vol.4 ページ: 133-135
  • NAID: 10025773978
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dielectric loss of PCBs leading to microwave heating (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Kumada, K. Hidaka, K. Amano, and K. Itoh
  • 雑誌名: IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering 4 ページ: 297-299
  • NAID: 10025774331
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface Temperature of Pd/C Catalyst sunder Microwave Irradiation in Dechlorination Process of PCBs (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Kumada, K. Hidaka, K. Amano, and K. Itoh
  • 雑誌名: IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering 4 ページ: 133-135
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement Methods of Accumulated Electric Charges on Spacer in Gas Insulated Switchgear (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Okabe, A. Kumada
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Power Delivery Vol.22 ページ: 1547-1556
  • 査読あり
• [雑誌論文] テラヘルツ波を用いたポリエチレン内部応力・空隙界面の計測技術への応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高橋紹大, 栗原隆史, 武田敏信, 熊田亜紀子, 松岡成居, 日高邦彦
  • 雑誌名: 電気学会論文誌A Vol.127 ページ: 593-598
  • NAID: 10019959202
  • 査読あり
• [雑誌論文] テラヘルツ波を用いたポリエチレン内部応力・空隙界面の計測技術への応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高橋紹大、栗原隆史、武田敏信、熊田亜紀子、松岡成居、日高邦彦
  • 雑誌名: 電気学会論文誌A 127 ページ: 593-598
  • NAID: 10019959202
  • 査読あり
• [雑誌論文] New Trend in High Voltage Measurement (2007)
  • 著者名/発表者名: Akiko Kumada and Kunihiko Hidaka
  • 雑誌名: Proceedings of 2007 COE Symposium on Advanced Electronics for Future Generations ページ: 397-402
• [雑誌論文] SOIウェハ上における沿面放電現象 (2007)
  • 著者名/発表者名: 林純也、安井遼、熊田亜紀子 日高邦彦、三田吉朗
  • 雑誌名: 平成19年電気学会全国大会論文集 Vol.1 ページ: 79-79
• [雑誌論文] GISモデルスペーサの直流電界下での帯電特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 田中大樹、林純也、松岡成居 熊田亜紀子、日高邦彦
  • 雑誌名: 平成19年電気学会全国大会論文集 Vol.2 ページ: 91-92
• [雑誌論文] Propagation Characteristics of a Positive Surface Streamer (2006)
  • 著者名/発表者名: Akiko Kumada, Yoshinori Fukuda, Yoshibumi Kamada and Kunihiko Hidaka
  • 雑誌名: IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering Vol.1 No.1 ページ: 95-103
  • NAID: 10025770879
• [雑誌論文] Charge Measuring System of Surface Discharge With High Spatial Resolution (2006)
  • 著者名/発表者名: Akiko Kumada and Kunihiko Hidaka
  • 雑誌名: Proceedings of the XVI International Conference on Gas Discharge and their Applications Vo.2 ページ: 673-676
• [雑誌論文] 大気中正極性ストリーマの電荷・電位分布モデルの検討 (2006)
  • 著者名/発表者名: 高橋功、福田吉紀、熊田亜紀子 日高邦彦
  • 雑誌名: 2006年放電学会年次大会講演論文集 Vol.1 ページ: 19-20
• [雑誌論文] Two-dimensional potential and charge distributions of positive surface streamer
  • 著者名/発表者名: D. Tanaka, S. Matsuoka, A. Kumad
  • 雑誌名: Journal of Physics D : Applied Physics 42
  • 査読あり
• [学会発表] 沿面リーダ残留電荷密度分布の高分解測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 米澤寛、松岡成居、熊田亜紀子、日高邦彦
  • 学会等名: 平成21年電気学会全国大会講演論文集、Vol.1, No.48
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-03-19
• [学会発表] パイプ誘電体表面における沿面リーダー残留電荷分布の測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: Deng Junbo、Li Zi、松岡成居、熊田亜紀子、日高邦彦
  • 学会等名: 平成21年電気学会全国大会講演論文集、Vol.1, No.50
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-03-19
• [学会発表] 沿面放電測定用マイクロセンサの開発(III) (2009)
  • 著者名/発表者名: 山口祐樹、松岡成居、熊田亜紀子、吉田三郎、日高邦彦
  • 学会等名: 平成21年電気学会全国大会講演論文集、Vol.1, No.53
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-03-19
• [学会発表] 乾燥空気中におけるバリア放電進展現象 (2009)
  • 著者名/発表者名: 老田友紀、松岡成居、熊田亜紀子、日高邦彦
  • 学会等名: 平成21年電気学会全国大会講演論文集、Vol-1, No.82
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-03-19
• [学会発表] CF31-GO2混合ガスのV-t特製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宇尾寛志、武田俊信、松岡成居、熊田亜紀子、日高邦彦
  • 学会等名: 平成21年電気学会全国大会講演論文集、Vol.6, 237
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-03-19
• [学会発表] CF31の分解生成物の沿面放電に与える影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 武田敏信、宇尾寛志、松岡成居、熊田亜紀子、目高邦彦
  • 学会等名: 平成21年電気学会全国大会講演論文集、Vol.6, 238
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-03-19
• [学会発表] 高温超電導ケーブルモデルの部分放電Q-V特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: Eatemeh Rezaeifar、鈴木雄斗、熊田亜紀子、日高邦彦
  • 学会等名: 平成21年電気学会全国大会講演論文集、Vol.7, 207
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-03-19
• [学会発表] イオン存在下における空気のKerr効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松本洋和、安井遼、松岡成居、熊田亜紀子、日高邦彦
  • 学会等名: 平成21年電気学会全国大会講演論文集、Vol.1, No.70
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-03-18
• [学会発表] マイクロ波照射によるPCB分解反応促進機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡崎洋平、熊田亜紀子、日高邦彦、天野耕治、伊藤鉱一
  • 学会等名: 平成21年電気学会全国大会講演論文集、Vol.2, 72
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] 湿度管理環境下における絶縁スペーサの直流帯電機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 道念大樹、松岡成居、熊田亜紀子、日高邦彦、保科好一、武井雅文
  • 学会等名: 平成21年電気学会全国大会講演論文集、Vol.6, 244
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] Advanced Measurement Technologies for Better Understanding of Electrical Discharge Phenomena (2009)
  • 著者名/発表者名: Kunihiko Hidaka, Akiko Kumada, Hirokazu Matsumoto, Daisuke Tanaka, Sigeyasu Matsuoka
  • 学会等名: Proceedings of Global COE Symposium on Secure-Life Electronics, pp.257-262
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2009-01-20
• [学会発表] Dielectric Heating of PCB s by Microwave Irradiation Leading to Dechlorination (2009)
  • 著者名/発表者名: Akiko Kumada and Kunihiko Hidaka
  • 学会等名: Proceedings of Global COE Symposium on Secure-Life Electronics, pp.263-269
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2009-01-20
• [学会発表] Breakdown Characteristics of CF3I and its by-products by spark-over discharge (2009)
  • 著者名/発表者名: Toshinobu Takeda, Shigeyasu Matsuoka, Akiko Kumada and Kunihiko Hidaka
  • 学会等名: Proceedings of the 9th Seoul National University-University of Tokyo Joint Seminar on Electrical Engineering, pp.31-36
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2009-01-06
• [学会発表] Piezoelectric Vibration of Pockets Crystal (2009)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Matsumoto, Shigeyasu Matsuoka, Akiko Kumada and Kunihiko Hidaka
  • 学会等名: Proceedings of the 9th Seoul National University-University of Tokyo Joint Seminar on Electrical Engineering, pp.41-44
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2009-01-06
• [学会発表] Measurement of Surface Leader on PMMA Pipe (2009)
  • 著者名/発表者名: Junbo Deng, Shigeyasu Matsuoka, Akiko Kumada and Kunihiko Hidaka
  • 学会等名: Proceedings of the 9th Seoul National University-University of Tokyo Joint Seminar on Electrical Engineering, pp.54-58
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2009-01-06
• [学会発表] PCB分解反芯におけるPd/C触媒の電子放出測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡崎洋平、松岡成居、熊田亜紀子、日高邦彦、天野耕治、伊藤鉱
  • 学会等名: 2008年放電学会年次大会講演論文集, A-2-5
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-11-15
• [学会発表] 負極性沿面リーダ残留電荷密度分布測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 米澤寛、熊田亜紀子、日高邦彦
  • 学会等名: 2008年放電学会年次大会講演論文集、p-2-6
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-11-15
• [学会発表] 乾燥空気中の放電バリア進展現象 (2008)
  • 著者名/発表者名: 老田友紀、松岡成居、熊田亜紀子、日高邦彦、吉田忠広、竹内敏恵
  • 学会等名: 2008年放電学会年次大会講演論文集、p-3-4
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-11-15
• [学会発表] 直流電界下のGIS帯電現象における表面抵抗値分布の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 道念大樹、松岡成居、熊田亜紀子、日高邦彦、保科好一
  • 学会等名: 2008年放電学会年次大会講演論文集、p-3-8
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-11-15
• [学会発表] CF31-CO2混合ガスのV-t特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宇尾寛志、武田俊信、松岡成居、熊田亜紀子、日高邦彦
  • 学会等名: 2008年放電学会年次大会講演論文集、p-3-9
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-11-15
• [学会発表] Surface discharge phenomena in micro gap under impulse/DC voltage application (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Yamaguchi, H. Yonezawa, S. Matsuoka, A. Kumada, K. Hidaka
  • 学会等名: International Workshop on High Voltage Engineering
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2008-10-24
• [学会発表] Potential and Charge Distributions of Positive Surface Streamer (2008)
  • 著者名/発表者名: Akiko Kumada, Kunihiko Hidaka
  • 学会等名: Proceedings of the 17th International Conference on Gas Discharges and their Applications
  • 発表場所: Cardiff
  • 年月日: 2008-09-08
• [学会発表] Potential and Charge Distributions of Positive Surface Streamer (2008)
  • 著者名/発表者名: Akiko Kumada and Kunihiko Hidaka
  • 学会等名: Proceedings of the 17th International Conference on Gas Discharges and their Applications, pp/261-264
  • 発表場所: Cardiff
  • 年月日: 2008-09-08
• [学会発表] Insulating Performance of CF31 and its by-Products by Spark-over Discharge (2008)
  • 著者名/発表者名: Toshinobu Takeda, Shigeyasu Matsuoka, Akiko Kumada, Kunihiko Hidaka
  • 学会等名: Proceedings of the International Conference on Electrical Engineering 2008, O-142
  • 発表場所: Okinawa
• [学会発表] Piezoelectric Vibration of Pockets Crystal (2008)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Matsumoto, Shigeyasu Matsuoka, Akiko Kumada and Kunihiko Hidaka
  • 学会等名: Proceedings of the International Conference on Electrical Engineering 2008, p^180
  • 発表場所: Okinawa
• [学会発表] Propagation of Surface Leader on PMMA (2008)
  • 著者名/発表者名: Junbo Deng, Shigeyasu Matsuoka, Akiko Kumada and Kunihiko Hidaka
  • 学会等名: Proceerings of Regional Inter-university Graduate Conference on Electrical Engineering, B-74
  • 発表場所: Xi'an, Chaina
• [学会発表] Two-dimensional potential and charge distributions on insulator with propagating positive surface streamer (2008)
  • 著者名/発表者名: Daiki Tanaka, Shigeyasu Matsuoka, Akiko Kumada , Kunihiko Hidaka
  • 学会等名: Proceedings of 14th Asian Conference on Electrical Discharge, pp.106-109
  • 発表場所: Bandung, Indonesia
• [学会発表] 沿面放電測定用マイクロセンサの開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 林純也, 山口祐樹, 松岡成居, 熊田亜紀子, 日高邦彦, 三田吉郎
  • 学会等名: 電気学会放電・開閉保護・高電圧合同研究会資料
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2007-11-26
• [学会発表] Micro sensor for measuring surface discharge phenomena with high spatial resolution (2007)
  • 著者名/発表者名: Junya Hayashi, Hiroki Yamaguchi, Shigeyasu Matsuoka, Akiko Kumada, Kunihiko Hidaka
  • 学会等名: Proceedings of 2007 Japan-Korea Joint Symposium on Electrical Discharge and High Voltage Engineering
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2007-11-17
• [学会発表] 電力機器モデルスペーサの直流高電界下での帯電特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 田中大樹, 林純也, 松岡成居, 熊田亜紀子, 日高邦彦, 保科好一
  • 学会等名: 電気学会 プラズマ・放電合同研究会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-09-14
• [学会発表] Charge Distribution Measurement on a GIS Cone Spacer under DC Voltage (2007)
  • 著者名/発表者名: Junya Hayashi, Daiki Tanaka, Shigeyasu Matsuoka, Akiko Kumada, Kunihiko Hidaka, Y. Hoshina
  • 学会等名: Proceedings of 15th International Symposium on High Voltage Engineering
  • 発表場所: Ljubljana, Slovenia
  • 年月日: 2007-08-31