分光学的手法及び計算科学による大気圧非平衡プラズマ－液相相互作用の研究

• 研究課題/領域番号: 23684049
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 伊藤 剛仁 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70452472)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 28,470千円 (直接経費: 21,900千円、間接経費: 6,570千円); 2013年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2012年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円); 2011年度: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
• キーワード: 大気圧プラズマ / プラズマー液相相互作用 / プラズマ―液相相互作用 / プラズマ－液相相互作用 / プラズマ-液相相互作用

研究概要

大気圧非平衡プラズマー液相相互作用を用いた応用研究が急速な広がりを見せているが、知見が不足していると感じられる界面現象に注力して研究に取り組んだ。
電場の界面水分子構造への影響を調査するため、界面構造のみに活性な分光学的手法の一つである和周波発生分光に取り組んだ。測定対象界面はフッ化カルシウム/水溶液（pH3.8）界面とし、外部電場は界面垂直方向に印加した。四面体配位構造に起因すると考えられているピークは強い外部電場応答性を示し、比較的弱い電界によって水界面構造の配向性を制御できることを示した。
更に、粒子計算によって、高エネルギー中性粒子による素過程も考慮に入れる必要性があることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Flipping Water Molecules at Insulator/Solution Interface using an Externally Applied Weak Electric Field (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Kondo, T. Ito
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 104 号: 10 ページ: 101601-101601
  • DOI: 10.1063/1.4868022
• [雑誌論文] Rapid Breakdown Mechanisms of Open Air Nanosecond Dielectric Barrier Discharges (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Ito, T.Kanazawa, S.Hamaguchi
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 107 号: 6
  • DOI: 10.1103/physrevlett.107.065002
  • NAID: 120006955423
  • 査読あり
• [学会発表] PIC-MCC法によるArおよびHe直流放電生成用陰極への照射粒子エネルギー分布計算 (2014)
  • 著者名/発表者名: 近藤崇博, 伊藤剛仁
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学
• [学会発表] Structure of interfacial water molecules under externally-applied electric field studied by vibrational sum-frequency generation (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kondo, T. Ito
  • 学会等名: the 66th Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: Princeton, USA
• [学会発表] 和周波発生分光による界面水分子構造の外部電場依存性の調査 (2013)
  • 著者名/発表者名: 近藤崇博, 伊藤剛仁
  • 学会等名: 2013年秋季第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
• [学会発表] 大気圧プラズマによる水中脱色反応の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 近藤崇博,鷹尾治樹,伊藤剛仁,伊藤拓宏,横山茂之
  • 学会等名: 2013年春季第60回応用物理学関連連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
• [学会発表] Structure of interfacial water molecules under externally-applied electric field studied by vibrational sum-frequency generation (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kondo, T. Ito
  • 学会等名: The 66th Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: Princeton, USA
• [学会発表] 和周波発生分光による界面水分子構造の外部電場依存性の調査 (2013)
  • 著者名/発表者名: 近藤崇博, 伊藤剛仁
  • 学会等名: 2013年秋季 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
• [学会発表] 大気圧プラズマによる水中脱色反応の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 近藤崇博，鷹尾治樹，伊藤剛仁，伊藤拓宏，横山茂之
  • 学会等名: 2013年春季 第60回応用物理学関連連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学（神奈川県）
• [学会発表] Energetic Neutrals in the Cathode Sheath of Direct-Current Discharges (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Ito
  • 学会等名: The 14th International Workshop on Advanced Plasma Processing and Diagnostic
  • 発表場所: 福岡(招待講演)
• [学会発表] Zero-Dimensional Reaction Simulations of Reactive Oxygen Species in Water (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Kanazawa, T.Ito, S.Hamaguchi
  • 学会等名: EU-Japan Joint Symposium on Plasma Processing
  • 発表場所: 奈良
• [学会発表] Electric field measurements in high-pressure discharges by coherent Raman scattering (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Ito
  • 学会等名: The 13th International Workshop on Advanced Plasma Processing and Diagnostic
  • 発表場所: 韓国・テジョン(招待講演)
• [学会発表] 大気開放誘電体バリア放電中での電界測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤剛仁, 金沢龍也, 浜口智志
  • 学会等名: 2011年秋季第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形
• [学会発表] Laser electric field measurement in open-air dielectric barrier discharges (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Ito, T.Kanazawa, S.Hamaguchi
  • 学会等名: 64th Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: 米国・ソルトレークシティ
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.ppl.eng.osaka-u.ac.jp/tsuyohito/
• [備考] 研究者のグループホームページ
  • URL: http://www.ppl.eng.osaka-u.ac.jp/tsuyohito/