大気圧マイクロプラズマを用いた半導体結晶成長アシストの基礎研究

• 研究課題/領域番号: 25390109
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 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: 静岡大学
• 研究代表者: 清水 一男 静岡大学, イノベーション社会連携推進機構, 准教授 (90282681)
• 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: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: マイクロプラズマ / 表面改質 / 結晶成長 / GaN

研究成果の概要

大気圧マイクロプラズマを用いてGaNの表面改質効果を実験的に検討した。接触角をθ/2法による算出を行ったところ、プラズマ処理前では65.8°、プラズマ処理後では22.6°となり、40°以上の減少が確認された。またプラズマによる表面処理によって対象物の表面への官能基の導入や化学組成の変化が期待されるためGaNの表面処理後の化学的変化を調べるためXPSを用いてGaN表面の化学結合解析を行ったところ、GaNを形成しているN-Gaピークの増加がマイクロプラズマ処理後のサンプルより確認された。マイクロプラズマ処理による各種活性種がGaN表面へ作用したものと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Improved performance of film dye sensitized solar cell using atmospheric pressure microplasma (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Shimizu, S. Kaneta, M. Blajan, T. Onodera, and A. Konno,
  • 雑誌名: International Journal of Plasma Environmental Science & Technology 巻: 9 ページ: 44-50
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Improved performance of film dye sensitized solar cell using atmospheric pressure microplasma (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Shimizu, S. Kaneta, M. Blajan, T. Onodera, A. Konnno
  • 雑誌名: International Journal of Plasma Environmental Science & Technology 巻: 9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Basic Study on Flow Control by Using Plasma Actuator (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Shimizu, Y. Mizuno, and M. Blajan
  • 雑誌名: IEEE Trans. on Ind. Appl. 巻: - 号: 4 ページ: 3472-3478
  • DOI: 10.1109/tia.2015.2397174
  • 査読あり
• [雑誌論文] 多電極マイクロプラズマアクチュエータによる流体の能動制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 水野良典, M. Blajan, 米田仁紀, 清水一男
  • 雑誌名: 静電気学会誌 巻: 39 ページ: 15-20
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 大気圧マイクロプラズマ照射による各種細胞への影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 清水一男, 福永穂高, Marius Blajan,
  • 雑誌名: 高度物理刺激と生体応答に関する研究分科会 成果報告書 巻: なし ページ: 198-203
• [雑誌論文] 大気圧プラズマによる室内空気質向上 (2015)
  • 著者名/発表者名: 清水一男
  • 雑誌名: クリーンテクノロジー 巻: 25 ページ: 10-17
• [雑誌論文] Surface modification of dye-sensitized solid-state solar cells by atmospheric-pressure plasma jet (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Shimizu, S. Kaneta, M. Blajan, K. Ogi, and A. Konno,
  • 雑誌名: Jpn. J. App. Phys. 巻: 53 号: 11S ページ: 11RF02-11RF02
  • DOI: 10.7567/jjap.53.11rf02
  • NAID: 210000144643
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] プラズマによる農作物の鮮度保持・加工 (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水一男, 内田諭, 佐藤岳彦, 大嶋孝之, 南谷靖史, 太田貴之
  • 雑誌名: プラズマ・核融合学会誌 巻: 90 ページ: 158-163
• [雑誌論文] Study on Surface Modification of GaN by Atmospheric Microplasma (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Shimizu, Yuta Noma, Marius Blajan, and Shigeya Naritsuka
  • 雑誌名: IEEE Trans. on Industry Appli. 巻: 49 号: 5 ページ: 2308-2313
  • DOI: 10.1109/tia.2013.2261973
  • 査読あり
• [学会発表] Improvement of conversion efficiency of dye-sensitized solar cells by surface modification using microplasma (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Konagaya, M. Blajan, T. Onodera, A. Konno, and K. Shimizu
  • 学会等名: Plasma and Electrostatics Technologies for Environmental Application
  • 発表場所: 京都国際会議場（京都市）
  • 年月日: 2015-12-10
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a Novel Transdermal Drug Delivery System using an Atmospheric-pressure Low-temperature Plasma Jet (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kusamori, N. Hirota, K. Hayashida, K. Shimizu, H. Katsumi, T. Sakane, and A. Yamamoto
  • 学会等名: Controlled Release Society Annual Meeting 2015
  • 発表場所: Edinburgh International Conference Centre, (Edinburgh, Scotland)
  • 年月日: 2015-07-26 – 2015-07-29
• [学会発表] Effect of Atmospheric Microplasma Irradiation on Stratum Corneum Layer (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Shimizu, K. Hayashida, and M. Blajan
  • 学会等名: 7th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials / 8th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science
  • 発表場所: Nagoya University, (Aichi, Japan)
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-31
• [学会発表] Study of VOC removal and E. Coli sterilization in six-mat space by atmospheric microplasma (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Kurokawa, M. Blajan, and K. Shimizu
  • 学会等名: 7th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials / 8th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science
  • 発表場所: Nagoya University, (Aichi, Japan)
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-31
• [学会発表] 大気圧低温プラズマジェットを用いた薬物の新規経皮吸収改善法の確立 (2015)
  • 著者名/発表者名: 草森浩輔, 廣田直輝, 林田健太郎, 清水一男, 勝見英正, 坂根稔康, 山本昌
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸サンボーホール, （兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [学会発表] プラズマアクチュエータの多チャンネル化に関する基礎検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 水野良典, Marius Blajan, 米田仁紀, 清水一男
  • 学会等名: 平成27年電気学会全国大会
  • 発表場所: 東京都市大学
  • 年月日: 2015-03-24 – 2015-03-26
• [学会発表] マイクロプラズマアクチュエータ型電極による導電性微粒子制御の基礎検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊藤暁彦, 水野良典, Marius Blajan, 米田仁紀, 清水一男
  • 学会等名: 平成27年電気学会全国大会
  • 発表場所: 東京都市大学
  • 年月日: 2015-03-24 – 2015-03-26
• [学会発表] 大気圧プラズマ照射による経皮吸収改善の基礎検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 清水一男, 林田健太郎, Marius Blajan
  • 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, （神奈川県平塚市）
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] Basic Study on Surface Treatment of Polymer Thin Film by Using Atmospheric Plasma Jet (2014)
  • 著者名/発表者名: N. A. Tran, K. Hayashida, M. Blajan, and K. Shimizu
  • 学会等名: Inter- Academia Asia 2014 1st Conference
  • 発表場所: Hotel Associa Shizuoka, (Shizuoka, Japan)
  • 年月日: 2014-12-01 – 2014-12-03
• [学会発表] Atmospheric plasma Irradiation Effect on Animal Skin (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashida, M. Blajan, and K. Shimizu
  • 学会等名: Shizuoka University 4th international Symposium for Promotion of Interdisciplinary Domain Research
  • 発表場所: GRANSHIP, (Shizuoka, Japan)
  • 年月日: 2014-12-01 – 2014-12-02
• [学会発表] Thrust Enhancement of Plasma actuator by Sliding Discharge (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Mizuno, M. Blajan, H. Yoneda, and K. Shimizu
  • 学会等名: Shizuoka University 4th international Symposium for Promotion of Interdisciplinary Domain Research
  • 発表場所: GRANSHIP, (Shizuoka, Japan)
  • 年月日: 2014-12-01 – 2014-12-02
• [学会発表] Basic Study of Surface Modification for Film Dye Sensitized Solar Cells using Microplasma (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Kaneta, M. Blajan, T. Onodera, A. Konno, and K. Shimizu
  • 学会等名: Plasma Conference 2014
  • 発表場所: Toki Messe Niigata Convention Center, (Niigata, Japan)
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] Characteristics of ionic wind induced by multi-electrode microplasma (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Mizuno, M. Blajan, H. Yoneda, and K. Shimizu
  • 学会等名: Plasma Conference 2014
  • 発表場所: Toki Messe Niigata Convention Center
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] Observation of Varying Stratum Corneum Behavior with Atmospheric Microplasma Irradiation (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashida, M. Blajan, and K. Shimizu
  • 学会等名: Plasma Conference 2014
  • 発表場所: Toki Messe Niigata Convention Center, (Niigata, Japan)
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] mproved performance of film dye sensitized solar cell using atmospheric pressure microplasma (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Kaneta, M. Blajan, T. Onodera, A. Konnno, and K. Shimizu
  • 学会等名: The 3rd Korea-Japan Conference on Plasma and Electrostatics Technologies
  • 発表場所: Ocean Suites Jeju hotel, (Jeju, Korea)
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [学会発表] Multi-electrode Microplasma Actuator for Active Flow Control (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Mizuno, M. Blajan, H. Yoneda, and K. Shimizu
  • 学会等名: The 3rd Korea-Japan Conference on Plasma and Electrostatics Technologies
  • 発表場所: Ocean Suites Jeju hotel, (Jeju, Korea)
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [学会発表] Basic Study on Surface Modification of Polymer Film by Using Atmospheric Argon Plasma Jet (2014)
  • 著者名/発表者名: N. A. Tran, K. Hayashida, M. Blajan, and K. Shimizu
  • 学会等名: The 3rd Korea-Japan Conference on Plasma and Electrostatics Technologies
  • 発表場所: Ocean Suites Jeju hotel, (Jeju, Korea)
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [学会発表] Control of fine particles by the atmospheric microplasma actuator (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Ito, Y. Mizuno, M. Blajan, and K. Shimizu
  • 学会等名: The 3rd Korea-Japan Conference on Plasma and Electrostatics Technologies
  • 発表場所: Ocean Suites Jeju hotel, (Jeju, Korea)
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [学会発表] Observation of Stratum Corneum Changes to Depth Direction by Atmospheric Microplasma (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashida, M. Blajan, and K. Shimizu
  • 学会等名: The 3rd Korea-Japan Conference on Plasma and Electrostatics Technologies
  • 発表場所: Ocean Suites Jeju hotel, (Jeju, Korea)
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [学会発表] Study of precipitation, deodorization and sterilization in large capacity space by atmospheric plasma (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kurokawa, M. Blajan, and K. Shimizu
  • 学会等名: The 3rd Korea-Japan Conference on Plasma and Electrostatics Technologies
  • 発表場所: Ocean Suites Jeju hotel, (Jeju, Korea)
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [学会発表] Characteristics of atmospheric non-thermal microplasma actuator (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Shimizu, Y.Mizuno, M. Blajan
  • 学会等名: IEEE IAS Annual Meeting 2014
  • 発表場所: Sheraton Vancouver Wall Centre
  • 年月日: 2014-10-21 – 2014-10-22
• [学会発表] Basic Study on Indoor air Quality improvement by Atmospheric Plasma (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Shimizu, Y. Kurokawa, M. Blajan
  • 学会等名: IEEE IAS Annual Meeting 2014
  • 発表場所: Sheraton Vancouver Wall Centre
  • 年月日: 2014-10-21 – 2014-10-22
• [学会発表] Active Flow Control by Multi-electrode Microplasma Actuator (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Mizuno, M. Blajan, H. Yoneda, K. Shimizu
  • 学会等名: Eleventh International Conference on Flow Dynamics
  • 発表場所: Sendai International Center
  • 年月日: 2014-10-08 – 2014-10-10
• [学会発表] MOMBEを用いたGaN初期成長に与えるその場N2マイクロプラズマ処理の効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 陽平，日下部 安宏，丸山 隆浩，成塚 重弥，清水 一男，野間 悠太，金田 省吾
  • 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)
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] 多電極マイクロプラズマアクチュエータによる流体の能動制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 水野良典, Marius Blajan, 米田仁紀, 清水一男
  • 学会等名: 第38回静電気学会全国大会
  • 発表場所: 広島国際大学, （広島県広島市）
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-09
• [学会発表] Effect of N2 micro plasma treatment on initial growth of GaN by MOMBE (2014)
  • 著者名/発表者名: Yohei Suzuki, Toshihiro Inagaki, Shota Uchiyama, Takahiro Maruyama, Shigeya Naritsuka, Yuuta Noma, Shogo Kaneda, and Kazuo Shimizu
  • 学会等名: International Workshop on Nitrides Semiconductors 2014, (IWN2014)
  • 発表場所: Wroc, Poland
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-29
• [学会発表] 大気圧マイクロプラズマその場処理のためのMBE装置改造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 陽平，日下部 安宏，丸山 隆浩，成塚 重弥，清水 一男，金田 省吾
  • 学会等名: 第6回窒化物半導体結晶成長講演会
  • 発表場所: 名城大学, (名古屋)
  • 年月日: 2014-07-25 – 2014-07-26
• [学会発表] Characteristics of EHD Flow Induced by Microplasma (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Blajan, Y. Mizuno, and K. Shimizu
  • 学会等名: The International Symposium on Electrohydrodynamics
  • 発表場所: The Beach Tower Okinawa, (Okinawa, Japan)
  • 年月日: 2014-06-23 – 2014-06-25
• [学会発表] Microscale Plasma Actuator for Active Flow Control (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Mizuno, M. Blajan and K. Shimizu
  • 学会等名: The International Symposium on Electrohydrodynamics
  • 発表場所: The Beach Tower Okinawa, (Okinawa, Japan)
  • 年月日: 2014-06-23 – 2014-06-25
• [学会発表] 大気圧プラズマによる室内PM、VOC 制御の基礎検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒川裕介, Marius Blajan, 清水一男
  • 学会等名: 第31回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会
  • 発表場所: 早稲田大学国際会議場, （東京都新宿区）
  • 年月日: 2014-05-20 – 2014-05-21
• [学会発表] Observation of Skin Changes by Atmospheric Plasma Jet Irradiation (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Shimizu, K. Hayashida, and M. Blajan
  • 学会等名: 5th International Conference on Plasma Medicine
  • 発表場所: Nara Prefectural New Public Hall, (Nara, Japan)
  • 年月日: 2014-05-18 – 2014-05-23
• [学会発表] MOMBE を用いた GaN 初期成長に与える N2マイクロプラズマ処理の効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: ○鈴木陽平1 ，内山翔太1 ，丸山隆浩 1 ， 成塚重弥1 ，清水一男 2 ，野間悠太 2 ，金田省吾 2
  • 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・相模原キャンパス