メートル長高密度大気圧マイクロ波プラズマ生成とその物理過程の解明

• 研究課題/領域番号: 25286079
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: プラズマエレクトロニクス
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 豊田 浩孝 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70207653)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
• キーワード: 大気圧プラズマ / マイクロ波 / 長尺プラズマ / 高密度プラズマ / 表面処理

研究成果の概要

大面積のガラスやフィルム表面の処理装置として、長尺で均一かつ高プラズマ密度をもつ大気圧プラズマ生成技術が求められている。本研究はループ型導波管を用いて定在波の存在しないキャビティ構造を実現して長尺のスロット内部へのマイクロ波大気圧プラズマの生成を試みた。そして、本手法によるプラズマ生成の物理機構を明らかにするとともに、分子ガスを用いた安定かつ均一な長尺高密度プラズマの生成に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Characteristics of an atmospheric-pressure line plasma excited by 2.45 GHz microwave travelling wave (2015)
  • 著者名/発表者名: Haruka Suzuki, Suguru Nakano, Hitoshi Itoh, Makoto Sekine, Masaru Hori, Hirotaka Toyoda
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 55 号: 1S ページ: 01AH09-01AH09
  • DOI: 10.7567/jjap.55.01ah09
  • NAID: 210000146006
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] New line plasma source excited by 2.45 GHz microwave at atmospheric pressure (2015)
  • 著者名/発表者名: Haruka Suzuki, Suguru Nakano, Hitoshi Itoh, Makoto Sekine, Masaru Hori and Hirotaka Toyoda
  • 雑誌名: Appl. Phys. Express 巻: 8
  • NAID: 210000137441
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Development of Atmospheric Pressure Plasma Equipment and Its Applications for Treatment of Ag Films Formed from Nano-Particle Ink (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Itoh, Y. Kubota, Y. Kashiwagi, K. Takeda, K. Ishikawa, H. Kondo, M. Sekine, H. Toyoda and M. Hori
  • 雑誌名: Journal of Physics : ConferenceSeries 巻: 441 ページ: 12019-12019
  • DOI: 10.1088/1742-6596/441/1/012019
  • 査読あり
• [学会発表] スロット内生成マイクロ波プラズマを用いた高速プラズマCVD (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本 匡毅、鈴木 陽香、豊田 浩孝
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学 （東京都目黒区）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 大気圧マイクロ波放電による長尺ラインプラズマの生成と基礎特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木陽香, 中野優, 伊藤仁, 関根誠, 堀勝, 豊田浩孝
  • 学会等名: 第32回プラズマ・核融合学会 年会
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2015-11-26
• [学会発表] Application of Atmospheric-Pressure Microwave Line Plasma for Low Temperature Process (2015)
  • 著者名/発表者名: HARUKA SUZUKI, SUGURU NAKANO, HITOSHI ITOH, MAKOTO SEKINE, MASARU HORI, HIROTAKA TOYODA
  • 学会等名: 9th International Conference on Reactive Plasmas / 68rd Gaseous Electronics Conference / 33th Symposium on Plasma Processing
  • 発表場所: Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii (U.S.A.)
  • 年月日: 2015-10-14
  • 国際学会
• [学会発表] スロット内生成マイクロ波プラズマの基礎的検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本 匡毅，鈴木 陽香，豊田 浩孝
  • 学会等名: 平成27年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-29
• [学会発表] Low Temperature Treatment using Atmospheric-Pressure Microwave Line Plasma (2015)
  • 著者名/発表者名: Haruka Suzuki, Suguru Nakano, Hitoshi Itoh, Makoto Sekine, Masaru Hori and Hirotaka Toyoda
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] Gas Temperature Measurement in Atmospheric-Pressure Microwave Line Plasmas (2015)
  • 著者名/発表者名: HARUKA SUZUKI, SUGURU NAKANO, HITOSHI ITOH, MAKOTO SEKINE, MASARU HORI AND HIROTAKA TOYODA
  • 学会等名: ISPlasma2015/IC-PLANTS2015
  • 発表場所: Nagoya University (Nagoya, Japan)
  • 年月日: 2015-03-30
• [学会発表] 大気圧マイクロ波ラインプラズマにおけるプラズマ挙動シミュレーション (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 陽香，中野 優，伊藤 仁，関根誠，堀 勝，豊田 浩孝
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学 湘南キャンパス （神奈川県平塚市）
  • 年月日: 2015-03-12
• [学会発表] 狭ギャップスロットアンテナを用いた大気圧ラインプラズマ生成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中野優, 鈴木陽香, 伊藤仁, 関根誠, 堀勝, 豊田浩孝
  • 学会等名: Plasma Conference 2014
  • 発表場所: Toki Messe (Niigata, Japan)
  • 年月日: 2014-11-19
• [学会発表] Plasma Science for Future Nanotechnology (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirotaka Toyoda
  • 学会等名: The GRDC Symposium 2014
  • 発表場所: Konkuk University (Seoul, Korea)
  • 年月日: 2014-11-11
  • 招待講演
• [学会発表] Pseudo-continuous meter-scale microwave plasma production under atmospheric pressure (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirotaka Toyoda, Haruka Suzuki, Suguru Nakano, Hitoshi Itoh, Makoto Sekine and Masaru Hori
  • 学会等名: 67th Annual Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: Marriott City Center and Raleigh Convention Center (Raleigh, North Carolina, USA)
  • 年月日: 2014-11-07
• [学会発表] プラズマ技術とその産業応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 豊田 浩孝
  • 学会等名: プラズマ技術講演会 第51回プラズマが拓くものづくり研究会
  • 発表場所: ポートメッセなごや（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2014-10-23
  • 招待講演
• [学会発表] Plasma movement mechanism in pseudo-continuous meter-scale atmospheric-pressure line plasma (2014)
  • 著者名/発表者名: Haruka Suzuki, Suguru Nakano, Hitoshi Itoh, Makoto Sekine, Masaru Hori and Hirotaka Toyoda
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2014-09-17
• [学会発表] Absorption Spectroscopy of Atomic Metal in Atmospheric-pressure Plasma with Electrolyte Solution Electrode
  • 著者名/発表者名: H. Suzuki, T. Takaba, N. Takada and H. Toyoda
  • 学会等名: Korea - Japan Workshop on Advanced Plasma Processes and Diagnostics & The Workshop for NU-SKKU Joint Institute for Plasma-Nano Materials
  • 発表場所: Sungkyunkwan University (Suwon, Korea)
• [学会発表] Electromagnetic Simulation of Long-Slotted Waveguide Antenna for Production of Meter-Scale Plasma under Atmospheric Pressure
  • 著者名/発表者名: H. Suzuki, S. Nakano, H. Itoh, M. Sekine, M. Hori, H. Toyoda
  • 学会等名: 66th Annual Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: Westin Hotel (Princeton, New Jersey, USA)
• [学会発表] Meter-Scale Atmospheric-Pressure Microwave Plasma Using Sub-Millimeter-Gap Slot
  • 著者名/発表者名: HIROTAKA TOYODA
  • 学会等名: 66th Annual Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: Westin Hotel (Princeton, New Jersey, USA)
  • 招待講演
• [学会発表] Meter -Scale Production of Atmospheric Pressure Microwave Plasma by Travelling Waveby
  • 著者名/発表者名: Haruka Suzuki, Suguru Nakano, Hitoshi Itoh, Makoto Sekine, Masaru Hori, Hirotaka Toyoda
  • 学会等名: ICRP-8/SPP-3
  • 発表場所: Fukuoka Convention Center (Fukuoka, Japan)
• [学会発表] Production of high-density meter-length plasma with metal-covered slot antenna
  • 著者名/発表者名: N. Takada, S. Kondo, S. Nakano, K. Sasai and H. Toyoda
  • 学会等名: ICRP-8/SPP-3
  • 発表場所: Fukuoka Convention Center (Fukuoka, Japan)
• [学会発表] Production of High-Uniform Microwave Line Plasma at Atmospheric Pressure
  • 著者名/発表者名: HARUKA SUZUKI, SUGURU NAKANO,HITOSHI ITOH, MAKOTO SEKINE, MASARU HORI AND HIROTAKA TOYODA
  • 学会等名: ISPlasma2014/IC-PLANTS2014
  • 発表場所: Meijo University (Nagoya, Japan)
• [学会発表] Design of Meter-Scale Compact Microwave Antenna Structure by Electromagnetic Simulation
  • 著者名/発表者名: SHOGO KONDO, KENSUKE SASAI, NORIHARU TAKADA AND HIROTAKA TOYODA
  • 学会等名: ISPlasma2014/IC-PLANTS2014
  • 発表場所: Meijo University (Nagoya, Japan)
• [学会発表] Spatiotemporal Resolved Investigations of Atmospheric Pressure Line Plasma
  • 著者名/発表者名: SUGURU NAKANO, HARUKA SUZUKI, HITOSHI ITOH, MAKOTO SEKINE, MASARU HORI AND HIROTAKA TOYODA
  • 学会等名: ISPlasma2014/IC-PLANTS2014
  • 発表場所: Meijo University (Nagoya, Japan)