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格子状クラスタープラズマの生成とレーザーとの相互作用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19540525
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 プラズマ科学
研究機関摂南大学

研究代表者

田口 俊弘  摂南大学, 工学部, 教授 (90171595)

研究分担者 井上 雅彦  摂南大学, 工学部電気電子工学科, 教授 (60191889)
坂和 洋一  大阪大学, レーザエネルギー学研究センター, 準教授 (70242881)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2008年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2007年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードレーザー / 格子状クラスター / 電離・衝突効果を含む粒子コード / モバイル真空チャンバー / 回転電場型質量フィルタ / 微粒子プラズマ / 回転電場型質量フィルター / クラスター
研究概要

本研究は,クラスターを格子状に配列させた状態に高強度レーザーを照射することでコヒ-レントな現象を発生させることを目指し,それに向けての格子状クラスター生成手法の確立と解析用のシミュレーションコードの開発を目的とした。
レーザークラスター相互作用を解析するためのシミュレーションコード開発の成果としては,まず粒子間衝突過程と電離(衝突電離・電界電離)過程を含んだ効率の良い粒子コードの開発を行った。今回開発したコードにおいて,粒子間衝突効果はLangevin方程式を用いる方式により導入し,電離過程は電界電離がADK理論,衝突電離はLotzの公式を用いて導入した。開発したコードを用いてクラスターのエネルギー吸収や高速イオンのエネルギースペクトルなどを調べた。さらに, 3次元化と並列化による大規模化も行った。
格子状クラスタープラズマ生成実験では,生成実験のためのモバイル真空チャンバーの製作を行った。製作したチャンバーは高さ約20cm,直径約20cmの円筒状である。プラズマ発生用,および微粒子プラズマ閉じ込め用の電極,エタノールガス導入機構,および微粒子供給装置を製作して取り付けた。またC60フラーレンのクラスターイオン生成実験のためのイオン源および回転電場型質量フィルタの製作を行い,イオン電流検出器を取り付けるためのXY可動ステージを購入した。これらの装置を用いて実験を行ったところ,微粒子プラズマの空間固定による格子状クラスターの生成は,直流放電ではうまくいかなったが,冷陰極放電管用の45kHzインバータを利用した高周波電源を用いることで成功した。

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (15件)

  • [雑誌論文] Oxygen Enhanced Surface Roughening of Si(111) Induced by Xe+ Ion Sputtering2009

    • 著者名/発表者名
      T. Miyagawa, K. Inoue, M. Inoue
    • 雑誌名

      Journal of Surface Analysis vol.13

      ページ: 325-328

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxygen Enhanced Surface Roughening of Si (111) Induced by Low-Energy Xe+ Ion Sputte2009

    • 著者名/発表者名
      T. Miyagawa, K. Inoue, M. Inoue
    • 雑誌名

      Journal of Surface Analysis 15

      ページ: 325-328

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Oxygen Enhanced Surface Roughening of Si(111) Induced by Xe+ Ion Sputtering2009

    • 著者名/発表者名
      T. Miyagawa, K. Inoue, M. Inoue
    • 学会等名
      International Workshop for Surface Analysis and Standardization, iSAS-09
    • 発表場所
      Okinawa
    • 年月日
      2009-03-18
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Oxygen Enhanced Surface Roughening of Si (111) Induced by Low-Energy Xe+ Ion Sputteri2009

    • 著者名/発表者名
      T. Miyagawa, K. Inoue, M. Inoue
    • 学会等名
      The International Workshop for Surface Analysis and Standardization, iSAS-09
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター
    • 年月日
      2009-03-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Anisotropic energy spectra of fast ions generated by a laser-cluster interaction analyzed by a collisional PIC code2008

    • 著者名/発表者名
      T. Taguchi, T. M. Antonsen, H. Milchberg
    • 学会等名
      American Physical Society, 50th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • 発表場所
      Dallas
    • 年月日
      2008-11-18
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Anisotropic energy spectra of fast ions generated by a laser-cluster interaction analyzed by collisional PIC code2008

    • 著者名/発表者名
      T. Taguchi, T. M. Antonsen, H. Milchberg
    • 学会等名
      American Physical Society, 50th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • 発表場所
      Dallas, USA
    • 年月日
      2008-11-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] クラスターイオン銃の試作-回転電場型質量フィルタの特性評価-2008

    • 著者名/発表者名
      有馬智幸, 入江優, 井上雅彦
    • 学会等名
      2008年実用表面分析講演会PSA-08
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2008-10-14
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] クラスターイオン銃の試作-回転電場型質量フィルタの特性評価-2008

    • 著者名/発表者名
      有馬智幸, 入江優, 井上雅彦
    • 学会等名
      2008年実用表面分析講演会PSA-2008
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2008-10-14
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] レーザークラスタ相互作用におけるイオンのエネルギースペクトル2008

    • 著者名/発表者名
      田口俊弘, T. M. Antonsen, H. Milchberg
    • 学会等名
      日本物理学会秋期大会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2008-09-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [学会発表] C60クラスターイオンビームの発生とその特性2008

    • 著者名/発表者名
      井上雅彦
    • 学会等名
      応用物理学会薄膜・表面物理分科会第36回薄膜・表面物理セミナー
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2008-07-17
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] C60クラスタービームの発生とその特性2008

    • 著者名/発表者名
      井上雅彦
    • 学会等名
      応用物理学会薄膜・表面物理分科会第36回薄膜・表面物理セミナー
    • 発表場所
      東京大学小柴ホール
    • 年月日
      2008-07-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Oxygen Effects on the Secondary Electron Emission from Si Surface Induced by Low Energy He+ and Xe+ Ions2007

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue, S. Temma, M. Inoue
    • 学会等名
      4^<th> International Symposium on Practical Surface Analysis, PSA-07
    • 発表場所
      Kanazawa
    • 年月日
      2007-11-25
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of C60 cluster ion gun with rotating field mass filter2007

    • 著者名/発表者名
      S. Irie, T. Arima, M. Inoue
    • 学会等名
      4^<th> International Symposium on Practical Surface Analysis, PSA-07
    • 発表場所
      Kanazawa
    • 年月日
      2007-11-25
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of C60 cluster ion gun with rotationg field mass filter2007

    • 著者名/発表者名
      入江 優, 有馬 智幸, 井上 雅彦
    • 学会等名
      4th International Symposium on Practical Surface Analysis
    • 発表場所
      金沢市石川県立音楽堂
    • 年月日
      2007-11-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Development of a collisional PIC code for an analysis of cluster plasmas2007

    • 著者名/発表者名
      T. Taguchi, T. M. Antonsen, H. Milchberg
    • 学会等名
      American Physical Society, 49th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • 発表場所
      Orlando
    • 年月日
      2007-11-13
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of a collisional PIC code for an analysis of cluster plasmas2007

    • 著者名/発表者名
      田口 俊弘
    • 学会等名
      American Physical Society, 49th Annual Meeting of the Division of Plasma Physics
    • 発表場所
      Rosell Center Hotel,Orland,USA
    • 年月日
      2007-11-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] レーザー・クラスター相互作用における共鳴吸収2007

    • 著者名/発表者名
      田口俊弘, T. M. Antonsen, H. Milchberg
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-21
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書 2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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