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自己反転インコヒーレント光源を用いた原子状ラジカルの並進エネルギー計測

研究課題

研究課題/領域番号 18K03601
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分14030:プラズマ応用科学関連
研究機関名城大学

研究代表者

竹田 圭吾  名城大学, 理工学部, 准教授 (00377863)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード吸収分光 / プラズマ / 原子状ラジカル / 吸収分光法 / プラズマプロセス / エネルギー / 絶対密度
研究成果の概要

水素とヘリウムの混合ガスを用いたマイクロ放電ホローカソード光源(MHCL)を用いて、光源内の自己吸収現象を利用した真空紫外吸収分光用光源を構築した。そして、誘導結合型水素プラズマに対して真空紫外吸収分光計測を行った結果、MHCLに導入する水素ガス分圧を約500Paとすることで、計測対象プラズマ内の水素原子の吸収スペクトル線の極めて近傍での背景吸収を計測可能とする自己吸収スペクトルを実現できることを示した。さらに、MHCL内の自己吸収現象の影響の増大に伴う、計測対象プラズマ内の原子による光吸収率の減少傾向を計測することで、計測対象である原子の温度変化の計測の可能性を示すことに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、プラズマを使用した一原子層レベルのプロセス反応を高精度に制御する技術が注目されている。これら技術に更なる発展をもたらすには、プロセス反応に重要な働きをする原子状ラジカルをより一層高精度に計測する技術の確立は必須であり、プラズマエレクトロニクス分野の学術基盤を更に発展させるうえで大きな課題となっている。本研究で実現された光源およびそれを用いた真空紫外吸収分光法は、これら重要な原子状ラジカルの高精度計測を実現するものであり、これによって得られる知見は上記の研究領域の学術的な更なる発展を促すとともに、産業界における技術の発展などへの与える影響も極めて大きいと言える。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 8件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] プラズマプロセスにおける吸収分光計測の基礎2019

    • 著者名/発表者名
      竹田圭吾,高島正剛,堀 勝
    • 雑誌名

      Journal of Plasma and Fusion Research

      巻: 95 ページ: 180-186

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Absorption spectroscopy of reactive species generated by non-thermal process plasmas2021

    • 著者名/発表者名
      Keigo Takeda, Kenji Ishikawa, Mineo Hiramatsu, Masaru Hori
    • 学会等名
      74th Annual Gaseous Electronics Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of self-absorbing plasma light source for vacuum ultraviolet absorption spectroscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Keigo Takeda, Takayoshi Tsutsumi, Mineo Hiramatsu, Masaru Hori
    • 学会等名
      5th Asia-Pacific Conference on Plasma Physics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Behavior of hydrogen atom in atmospheric pressure micro-hollow cathode discharge2021

    • 著者名/発表者名
      Keigo Takeda, Takayoshi Tsutsumi, Mineo Hiramatsu, Masaru Hori
    • 学会等名
      The 12th Asis-Pacific international symposium on the basics and applications of plasma technology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 真空紫外吸収分光法のためのマイクロホローカソードプラズマを用いた自己吸収光源2021

    • 著者名/発表者名
      竹田圭吾,清水奨,平松美根男,堤隆嘉,堀勝
    • 学会等名
      第38回プラズマプロセシング研究会 / 第33回プラズマ材料科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ放電ホローカソードプラズマを用いた真空紫外吸収分光用自己吸収光源の分光診断2021

    • 著者名/発表者名
      竹田圭吾,堤隆嘉,平松美根男,堀勝
    • 学会等名
      2021年第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Self-absorbing effect of micro-discharge hollow cathode plasma as light source for vacuum ultraviolet absorption spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      S. Shimizu, K. Takeda, T. Tsutsumi, M. Hiramatsu, M. Hori
    • 学会等名
      12th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials 13th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 自己吸収型マイクロ放電ホローカソード光源を用いた水素プラズマの真空紫外吸収分光計測2019

    • 著者名/発表者名
      清水奨,竹田圭吾,堤隆嘉,平松美根男,堀勝
    • 学会等名
      第80回 応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 光源の自己吸収効果を用いた真空紫外吸収分光法2019

    • 著者名/発表者名
      清水奨,竹田圭吾,堤隆嘉,平松美根男,堀勝
    • 学会等名
      第7回 応用物理学会名古屋大学スチューデントチャプター東海地区学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Investigation of emission spectrum profile of hydrogen atom2019

    • 著者名/発表者名
      K. Takeda, S. Shimizu, S. Takashima, M. Hiramatsu, M. Hori
    • 学会等名
      24th International Symposium on Plasma Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vacuum Ultraviolet Absorption Spectroscopy with Self-absorbing Micro-discharge Hollow Cathode Lamp2019

    • 著者名/発表者名
      S. Shimizu, N. Kishi, K. Takeda, T. Tsutsumi, M. Hiramatsu, and M. Hori
    • 学会等名
      12th Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vacuum ultraviolet absorption spectroscopy using self-absorption effect in light source2019

    • 著者名/発表者名
      S. Shimizu, N. Kishi, K. Takeda, T. Tsutsumi, M. Hiramatsu, and M. Hori
    • 学会等名
      The 72nd Annual Gaseous Electronics Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vacuum ultraviolet absorption by self-absorbing light source using micro-hollow cathode discharge2019

    • 著者名/発表者名
      S. Shimizu, N. Kishi, K. Takeda, T. Tsutsumi, M. Hiramatsu, M. Hori
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Joint Workshop of 9th Workshop for Electrical and Electronic Engineering Applications
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spectroscopic diagnostics of atmospheric pressure plasma jets for plasma life science2018

    • 著者名/発表者名
      K. Takeda, K. Ishikiawa, H. Tanaka, M. Hori
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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