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宇宙環境シミュレーション技術を応用したデブリフリー極端紫外線発生技術

研究課題

研究課題/領域番号 20656009
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関神戸大学

研究代表者

田川 雅人  神戸大学, 工学研究科, 准教授 (10216806)

研究分担者 横田 久美子  神戸大学, 工学研究科, 助手 (20252794)
研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2009年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2008年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
キーワード宇宙環境 / 極端紫外線 / 宇宙材料 / 地上試験 / レーザープラズマ
研究概要

本研究では、従来、宇宙環境模擬実験装置として開発されてきたレーザーデトネーション型原子状酸素発生装置を小型の高強度極端紫外線・軟X線源として利用することを提案し、その基本的な特性評価を行うことを目標とするものである。これにより、現在デブリ問題で停滞するEUV光源開発に、宇宙技術をスピンオフすることで別の方向性からのアプローチを追加し、デブリフリーのガスパフ型EUV光源開発へのブレークスルーを与えることを目標とする。本申請では期間内に以下の3つの疑問に対する解答を得ることを目標とする。(1)原子状酸素を発生させている条件下で、レーザープラズマから発生している極端紫外線と軟X線のスペクトルはどのようになっているのか。(2)発光スペクトル・強度はレーザー照射条件やガスの種類にどのように依存するのか。(3)小型高強度極端紫外線源として、半導体リソグラフィー分野への適応性はあるのか。本年度は、昨年度の極端紫外フラットフィールド分光器整備に引き続き、酸素プラズマからのEUV領域(波長:5-30nm)の分光分析をリファレンスにArW用いて行った。その結果、宇宙環境シミュレーションで用いる原子状酸素ビーム発生時には25-40nm領域での多数の輝線スペクトルが観測され、同時測定した原子状酸素の飛行時間スペクトルと比較することにより、原子状酸素の並進エネルギーを増大させると極端紫外線発光強度も大きくなることが確認された。さらに、これらの輝線中にはイオンからの発光が確認され、酸素プラズマ生成時のイオン励起反応が極端紫外線発光強度に影響していることが示され、宇宙環境シミュレーターとしては最適動作条件の設定が極めてクリティカルであることが明らかになった。一方、半導体リソグラフィー光源として必要とされる13.8nmの発光は認められなかったことから、現状のレーザーパワーでは、その適用は困難であると結論付けられた。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (14件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Erosion of FEP Teflon and PMMA by VUV radiation and hyperthermal O or Ar atoms2009

    • 著者名/発表者名
      Jianming Zhang, Ned F.Lindholm, Amy L.Brunsvold, Hari P.Upadhyaya, Timothy K.Minton, Masahito Tagawa
    • 雑誌名

      ACS Appl.Mater.Interfaces 1

      ページ: 653-660

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen desorption from a diamond-like carbon film by hyperthermal atomic oxygen exposures2009

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Yokota, Masahito Tagawa, Akira Kitamura, Koji Matsumoto, Akitaka Yoshigoe, Yuden Teraoka
    • 雑誌名

      Applied Surface Science 255

      ページ: 6710-6714

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Si-doping for the protection of hydrogenated diamond-like carbon films in a simulated atomic oxygen environment in LEO2009

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Yokota, Masahito Tagawa, Akira Kitamura, Koji Matsumoto, Akitaka Yoshigoe, Yuden Teraoka, Julien Fontaine, Michel Belin
    • 雑誌名

      Space Technology Japan 7

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Issues and consequences of space environmental effect on materials2009

    • 著者名/発表者名
      Masahito Tagawa, Kumiko Yokota
    • 雑誌名

      Space Technology Japan 7

    • NAID

      130000151856

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atomic layer fluorination of highly oriented pyrolytic graphite using hyperthermal atomic fluorine beam2009

    • 著者名/発表者名
      Masahito Tagawa, Kumiko Yokota, Ken-ichi Maeda, Akitaka Yoshigoe, Yuden Teraoka
    • 雑誌名

      Applied Physics Express 2

      ページ: 66002-66002

    • NAID

      10025086893

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atomic oxygen-induced polymer degradation phenomena in simulated LEO space environments : How do polymers react in a complicated space environment?2008

    • 著者名/発表者名
      Masahito Tagawa, Kumiko Yokota
    • 雑誌名

      Acta Astronautica 62

      ページ: 203-211

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synergistic effect of EUV from the laser-sustained oxygen plasma in the ground-based atomic oxygen simulation of fluorinated polymer2008

    • 著者名/発表者名
      Masahito Tagawa, Shingo Abe, Kazuhiro Kishida, Kumiko Yokota, Akio Okamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of 9th International Space Conference, Protection of Materials and Structures from the LEO Space Environment

      ページ: 170-184

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of EUV from the oxygen plasma in the ground-based atomic oxygen test of fluorinated polymer2008

    • 著者名/発表者名
      Masahito Tagawa, Shingo Abe, Kazuhiro Kishida, Kumiko Yokota, Akio Okamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of the 26th International Symposium on Space Technology and Sciences (on CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 軟X線照射によるDLC膜からの水素脱離過程2010

    • 著者名/発表者名
      神田一浩、田川雅人、横田久美子、戸出真由美、寺岡有殿、松井真二
    • 学会等名
      先端技術セミナー2010
    • 発表場所
      兵庫県立大学(兵庫県)
    • 年月日
      2010-03-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 軟X線照射による高水素化DLC膜の表面改質2010

    • 著者名/発表者名
      神田一浩、横田久美子、田川雅人、松井真二
    • 学会等名
      第23回放射光学会年会・合同シンポジウム
    • 発表場所
      イーグル姫路(兵庫県)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Departure Process of Hydrogen from Highly-Hydrogenated Diamond-Like Carbon Film by Exposure to Synchrotron Radiation2010

    • 著者名/発表者名
      神田一浩, 横田久美子, 田川雅人, 戸出真由美, 寺岡有殿, 松井真二
    • 学会等名
      第5回JEAE放射光科学シンポジウム
    • 発表場所
      Spring-8(兵庫県)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 高水素化DLC膜への真空紫外線照射効果2010

    • 著者名/発表者名
      横田久美子、田川雅人、松本康司、神田一浩、古山雄一
    • 学会等名
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Energy dependence on fluorinated polymer erosion by hyperthermal atomic oxygen exposures : a high-speed chopper and quartz crystal microbalance study2009

    • 著者名/発表者名
      岸田和博, 横田久美子, 岡本昭夫, 田川雅人
    • 学会等名
      The 27^<th> International Symposium on Space Technology and Science
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Erosion properties of PMDA-ODA polyimide as a reference material for atomic oxygen fluence monitoring2009

    • 著者名/発表者名
      横田久美子, 田川雅人
    • 学会等名
      The 27^<th> International Symposium on Space Technology and Science
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Combined effect of atomic oxygen and vacuum ultraviolet from deuterium lamp on the erosion of polymeric materials2009

    • 著者名/発表者名
      横田久美子, 岸田和博, 岡本昭夫, 田川雅人
    • 学会等名
      The 11^<th> International Symposium on Materials in Space Environment
    • 発表場所
      Aix-en-Provence, France
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Origins of the accelerated erosion of fluorinated polymer in a laser-detonation ground-based atomic oxygen facility2009

    • 著者名/発表者名
      田川雅人, 横田久美子, 岸田和博
    • 学会等名
      The 11^<th> International Symposium on Materials in Space Environment
    • 発表場所
      Aix-en-Provence, France
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] フッ素系高分子のエッチングに及ぼす酸素原子衝突エネルギーの効果2009

    • 著者名/発表者名
      横田久美子、岸田和博、岡本昭夫、田川雅人
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 高水素化DLC膜に対する軟X線照射効果2009

    • 著者名/発表者名
      神田一浩、新部正人、横田久美子、田川雅人、松井真二
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 地上設備を用いた低軌道原子状酸素環境試験:本当に宇宙環境を模擬できているのか?2009

    • 著者名/発表者名
      田川雅人、横田久美子
    • 学会等名
      日本熱物性学会
    • 発表場所
      伝国の社(山形県)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 低軌道におけるテフロン系熱制御材の劣化機構:原子状酸素、紫外線、それとも?2009

    • 著者名/発表者名
      横田久美子、田川雅人
    • 学会等名
      日本熱物性学会
    • 発表場所
      伝国の社(山形県)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 炭酸ガスレーザー励起酸素プラズマからの極端紫外線分光2009

    • 著者名/発表者名
      田川雅人、横田久美子、島村宏之、木本雄吾、古賀麻由子、西村博明
    • 学会等名
      第50回真空に関する連合講演会
    • 発表場所
      学習院創立百周年記念会館(東京都)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 高水素化DLCフィルムへの紫外線照射による脱水素化反応2009

    • 著者名/発表者名
      横田久美子、田川雅人、松本康司、神田一浩、北村晃
    • 学会等名
      第50回真空に関する連合講演会
    • 発表場所
      学習院創立百周年記念会館(東京都)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 熱物性ハンドブック2008

    • 著者名/発表者名
      日本熱物性学会編
    • 総ページ数
      776
    • 出版者
      養賢堂
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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