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ラジカル生成促進のための大気圧マイクロ波プラズマの電子温度制御技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K13531
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分14030:プラズマ応用科学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

鈴木 陽香  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (80779356)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードマイクロ波プラズマ / 大気圧プラズマ / 表面プロセス / 電子温度 / パルスプラズマ
研究成果の概要

本研究では、大気圧プラズマをパルスマイクロ波で生成することにより、パルス放電初期において電子温度を向上させ、プロセス用分子ガスを解離促進する手法を確立し、高密度ラジカルを供給するプラズマ装置の実現を目的とした。まず、電磁界シミュレーションを用いることにより、放電生成部の構造の検討を行い、マイクロ波プラズマの空間均一性向上につながる知見を得た。分子ガス添加プラズマの一例として、酸素添加アルゴンガスを放電ガスとして、樹脂フィルムに照射することにより、表面の親水性の改善、または、樹脂の分解(アッシング)処理を実施し、反応速度とその空間分布を調査し、高速処理を実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発したプラズマ装置は、一般的に放電が困難である酸素ガスを用い、パルス放電により長さ30cmに渡ってプラズマが生成され、均一に酸素ラジカルを供給することができる。この装置を用いて、これまでに類を見ない高速のアッシング処理を実現した。また、このプラズマ装置は酸素だけでなく他の分子ガスのプラズマ生成にも適応可能であり、例えば窒化や還元処理などにも展開が可能であり、様々な産業応用が期待できる。
また、電磁界シミュレーションでは特徴的な電磁界分布がプラズマ生成部であるスリット内で観測されており、長尺プラズマ生成・維持機構の理解のための糸口となると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13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) 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Spatial Uniformity Evaluation of Atmospheric-Pressure Microwave Line Plasma for Wide-Area Surface Treatment2021

    • 著者名/発表者名
      Haruka Suzuki, Hirotsugu Koma, Tomohiro Ogasawara, Yosuke Koike, Hirotaka Toyoda
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 16 号: 0 ページ: 1406046-1406046

    • DOI

      10.1585/pfr.16.1406046

    • NAID

      130008033373

    • ISSN
      1880-6821
    • 年月日
      2021-04-09
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] パルスマイクロ波励起大気圧酸素添加アルゴンプラズマによる広幅アッシング処理2021

    • 著者名/発表者名
      小笠原 知裕, 岩田 悠揮, 鈴木 陽香, 豊田 浩孝
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Ashing Treatment of Polyimide Film by Atmospheric-pressure Microwave Line Plasma with Ar/O22021

    • 著者名/発表者名
      Haruka Suzuki, Tomohiro Ogasawara, Yuki Iwata, Hirotaka Toyoda
    • 学会等名
      ISPlasma2021/IC-PLANTS2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大気圧長尺マイクロ波ラインプラズマによる表面親水化処理2020

    • 著者名/発表者名
      小笠原 知裕, 小間 浩嗣, 鈴木 陽香, 本田 剛, 豊田 浩孝
    • 学会等名
      令和2年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧マイクロ波プラズマの大面積かつ高速表面処理への応用2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木 陽香, 小笠原知裕, Chu Manh Hung, 岩田 悠揮, 豊田 浩孝
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第37回年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Film Surface Treatment with O2/Ar Line Plasma under Atmospheric Pressure2020

    • 著者名/発表者名
      Haruka Suzuki, Hirotsugu Koma, Tomohiro Ogasawara, Manh Hung Chu, Hirotaka Toyoda
    • 学会等名
      The 73rd Annual Gaseous Electronics Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Temperature measurement of slot-plate in an atmospheric-pressure microwave linear plasma2020

    • 著者名/発表者名
      Manh Hung Chu, Haruka Suzuki, Hirotaka Toyoda
    • 学会等名
      ISPlasma/IC-PLANTS2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heat flux evaluation of the atmospheric pressure microwave line plasma from spatio-temporal temperature measurement of the slot-plate2020

    • 著者名/発表者名
      Manh Hung Chu, Haruka Suzuki, Hirotaka Toyoda
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Large-area surface treatment using microwave plasma excited in meter-length slot with sub-millimeter gap2019

    • 著者名/発表者名
      Haruka Suzuki, Hirotsugu Koma, Manh Hung Chu, Hansin Bae, Yoshiki Baba, Hirotaka Toyoda
    • 学会等名
      The 10th of International Workshop on Microplasmas (IWM-10)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-resolved Measurement of Pulsed-microwave Excited Atmospheric-pressure Long-scale Slot Plasma2019

    • 著者名/発表者名
      チュー マン フン,鈴木 陽香,豊田 浩孝
    • 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] Optimized waveguide structure for atmospheric pressure microwave plasma2019

    • 著者名/発表者名
      Manh Hung Chu, Haruka Suzuki, Hirotaka Toyoda
    • 学会等名
      11th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials/12th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シミュレーションを援用した大気圧マイクロ波プラズマ源の非対称断面導波管内電磁界分布の解析2019

    • 著者名/発表者名
      Chu Manh Hung, 鈴木陽香, 豊田浩孝
    • 学会等名
      第36回プラズマプロセシング研究会と第31回プラズマ材料科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 大気圧下でのメートル級マイクロ波プラズマの生成と応用2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木 陽香、豊田 浩孝
    • 学会等名
      第35回プラズマ・核融合学会年会
    • 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: 2022-01-27  

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