| 研究課題/領域番号 |
19K03815
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分14030:プラズマ応用科学関連
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| 研究機関 | 甲南大学 |
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研究代表者 |
梅津 郁朗 甲南大学, 理工学部, 教授 (30203582)
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| 研究分担者 |
吉田 岳人 阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 教授 (20370033)
福岡 寛 奈良工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (40582648)
青木 珠緒 (松本珠緒) 甲南大学, 理工学部, 教授 (80283034)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | レーザーアブレーション / 衝撃波 / プルーム / ナノ粒子 / 複合ナノ粒子 / プラズマ衝突 / プラズマプロセス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ガス中でターゲットにパルスレーザーを照射すると、発生したプラズマが爆発的に膨張し、冷却過程でナノ粒子生が形成される。2つのレーザー誘起プラズマを正面衝突させれば、複合ナノ粒子の創成が可能となる。複合ナノ粒子はプラズマの衝突後に生成されると考えられるが、そのメカニズムは不明である。レーザー誘起プラズマの衝突過程は冷却過程を支配するため、複合ナノ構造の制御には衝突過程の理解が必要である。そこで、本研究ではプラズマ衝突過程と生成されたナノ粒子の構造の相関を実験的に明らかにし、モデルを構築することによって、プラズマ衝突過程の制御による新規な複合ナノ粒子生成法の確立を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では2つのターゲット(SiとGe)をレーザーアブレーションし、対向して進展する2つのプルームを正面衝突させることによって、プルームの進展過程の観察と、複合ナノ粒子の形成をおこなった。バックグラウンドガス圧力が2000 Pa以上では対向衝撃波の影響でプルームは混合せず、堆積物はSiナノ粒子凝集体とGeナノ粒子凝集体が結合したものであった。500 Pa以下では、2つのプルームは衝突後混合し、その後、対向衝撃波によって形成された流れによって広がった。その結果、堆積物は混晶ナノ粒子であった。以上のようにプルーム衝突過程に対する対向衝撃波の効果と堆積物の複合構造の相関を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでに、２つのレーザー誘起プラズマの衝突に関する研究はあったが、その混合過程に関しての明快な実験結果は存在しなかった。本研究では２種類のターゲットを用い、プラズマを分光することによって混合過程を明らかにした。その結果、対向して進展する衝撃波の影響が混合過程に大きく影響し、衝撃波の制御がナノ粒子集合体の構造に重要であることを示した。
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