大気圧プラズマポストプロセスによるフラクタル状薄膜構造形成とその機能性探索

• 研究課題/領域番号: 25600124
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: プラズマエレクトロニクス
• 研究機関: 滋賀県立大学 (2014); 京都大学 (2013)
• 研究代表者: 酒井 道 滋賀県立大学, 工学部, 教授 (30362445)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: プラズマ加工 / ナノ材料 / 自己組織化

研究成果の概要

大気圧マイクロプラズマにより、高活性（還元性）の分子であるヒドラジンを生成し、水溶液中の金属イオンの還元作用による自己組織化プロセスによりフラクタル状構造の生成を確認した。ヒドラジンの密度導出を行い生成条件の最適化を行った後、硝酸銀水溶液の還元処理に適用したところ、基板上にフラクタル状形状の銀ナノ粒子ネットワークが形成した。このフラクタル状構造はフラクタル次元で1.6-1.9となり、その電気特性は、導電性と絶縁性が閾値を持って変化するパーコレーション現象を示し、また、中赤外光域での光学特性は、化学組成から予測されるもの以外にも吸収特性を示し、光メタマテリアルとしての動作の可能性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Spectroscopic ellipsometry analysis of perovskite manganite films for resistance switching devices (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Yamada, O. Sakai, and T. Nakamura
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: (in press) ページ: 597-600
  • DOI: 10.1016/j.tsf.2013.11.145
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrazine generation for reduction process using small-scale plasmasin argon/ammonia mixd gas flow (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Urabe, Y. Hiraoka, O. Sakai
  • 雑誌名: Plasma Sources Science and Technology 巻: 22 号: 3 ページ: 032003-032003
  • DOI: 10.1088/0963-0252/22/3/032003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-heterodyne interference spectroscopy using probing optical frequency comb and reference single-frequency laser (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Urabe, O. Sakai
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 88 号: 2
  • DOI: 10.1103/physreva.88.023856
  • 査読あり
• [学会発表] Microdischarges: a chemical process and particle density diagnostics (2015)
  • 著者名/発表者名: O. Sakai, Y. Hiraoka, N. Kihara, Ella Blanquet and K. Urabe
  • 学会等名: 22nd International Symposium on Plasma Chemistry
  • 発表場所: Antwerp, Belgium
  • 年月日: 2015-07-05 – 2015-07-10
  • 招待講演
• [学会発表] Self-assembled Ag nano-patterns forming in downflow of ammonia-Ar atmospheric pressure microplasmas (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Kihara, E. Blanquet and O. Sakai
  • 学会等名: 67th Annual Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: Raleigh, U.S.A.
  • 年月日: 2014-11-02 – 2014-11-07
• [学会発表] Formation of functional metallic patterns in downflow of argon-ammonia microplasmas at atmospheric pressure (2014)
  • 著者名/発表者名: O. Sakai, N. Kihara, Y. Nishio and Y. Hiraoka
  • 学会等名: The 41th IEEE International Conference on Plasma Science and the 20th International Conference on High-Power Particle Beams
  • 発表場所: Washington, U.S.A.
  • 年月日: 2014-05-25 – 2014-05-29
• [学会発表] Absolute density measurement of active molecules generated in atmospheric-pressure plasmas (2013)
  • 著者名/発表者名: O. Sakai, Yuu Hiraoka and Keiichiro Urabe
  • 学会等名: Ninth Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 招待講演
• [備考] 滋賀県立大学工学部電子システム工学科 ディジタル基礎分野のページ
  • URL: http://www.e.usp.ac.jp/sakai.o/index.html