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レーザープラズマ生成初期の構造形成のモデル化とEUV光源の高効率励起の機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 26610195
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 プラズマ科学
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 (2016-2017)
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 (2014-2015)

研究代表者

佐々木 明  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 光量子科学研究部, 主幹研究員(定常) (10215709)

研究分担者 砂原 淳  大阪大学, レーザー科学研究所, 招へい准教授 (00370213)
西原 功修  大阪大学, レーザー科学研究所, 名誉教授 (40107131)
西川 亘  岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (80243492)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードレーザー生成プラズマ / 流体シミュレーション / EUV光源 / 状態方程式 / 相転移 / 臨界現象
研究成果の概要

レーザープラズマ励起(LPP)極端紫外(EUV)光源において、短パルスレーザーによって照射された液滴が粒子になって飛散する機構の解明と、それを計算で再現する手法の確率を目指した研究開発を行なった。
2次元ラングランジ流体のシミュレーションコードに、物質の分布に従ってメッシュを再配置する手法、気相と液相の間の相転移による気泡や粒子の精製のモデルを組み込んだ。スズのファンデルワールス状態方程式を用い、平均温度、密度に対する気相と液相の比を求め、それを満足するようにセルの分割、諸量の再配分を行う方法を開発した。初期に液体状態のスズ円柱ターゲットを、均一、時間的に一定の条件で加熱するテスト計算を行った。

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Modeling of ablation of the target material for the plasma for coherent and incoherent EUV sources2018

    • 著者名/発表者名
      A. Sasaki, A. Sunahara, K. Nishihara, T. Nishikawa
    • 雑誌名

      Springer Proceedings in Physics, Proceedings of 15th International Conference on X-Ray Lasers (ICXRL 2016)

      巻: 202 ページ: 373-373

    • DOI

      10.1007/978-3-319-73025-7_55

    • ISBN
      9783319730240, 9783319730257
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A numerical model of emission of particle debris from laser-irradiated metal targets2017

    • 著者名/発表者名
      A. Sasaki, A. Sunahara, K. Nishihara, T. Nishikawa
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 7 号: 9 ページ: 095005-095005

    • DOI

      10.1063/1.4991398

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] プラズマEUV光源の原子過程と流体力学シミュレーションの課題2016

    • 著者名/発表者名
      佐々木明
    • 雑誌名

      放射線化学

      巻: 102 ページ: 35-40

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Investigation of the ionization balance of bismuth-to-tin plasmas for the extreme ultraviolet light source based on a computer-generated collisional radiative model2016

    • 著者名/発表者名
      A. Sasaki, A. Sunahara, K. Nishihara, T. Nishikawa
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 6 号: 10 ページ: 105002-105002

    • DOI

      10.1063/1.4964496

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Atomic processes and equation of state of high Z plasmas for EUV sources and their effects on the spatial and temporal evolution of the plasmas2016

    • 著者名/発表者名
      A.Sasaki, A. Sunahara, H. Furukawa, K. Nishikawa, T. Nishikawa, F. Koike
    • 雑誌名

      J. Phys. Conf Ser.

      巻: 668 ページ: 012099-012099

    • DOI

      10.1088/1742-6596/688/1/012099

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Simulation of discharge in insulating gas from initial partial discharge to growth of a stepped leader using the percolation model2016

    • 著者名/発表者名
      A. Sasaki, S. Kato, E. Takahashi, Y. Kishimoto, T. Fujii, S. Kanazawa
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 55 号: 2 ページ: 026101-026101

    • DOI

      10.7567/jjap.55.026101

    • NAID

      210000146037

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Modeling of initial interaction between the laser pulse and Sn droplet target and pre-plasma formation for the LPP EUV source2016

    • 著者名/発表者名
      A. Sasaki, K. Nishihara, A. Sunahara, H. Furukawa, T. Nishikawa
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 9776 ページ: 97762C-97762C

    • DOI

      10.1117/12.2219045

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Statistics of Clusters of Ionized Regions in the Simulation of Discharge using a Percolation Model2014

    • 著者名/発表者名
      A. Sasaki, S. Kato
    • 雑誌名

      Plasma Fusion Res.

      巻: 9 ページ: 3401120-3401120

    • NAID

      130005260469

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Modeling of emission of particle debris from ablation of the tin target for the laser produced plasma extreme ultra-violet light source2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Sasaki
    • 学会等名
      SPIE Advance Lithography 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EUV光源用ターゲットのアブレーションにおける 気泡、粒子の生成過程2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木明、砂原淳、 西原功修
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical analysis of particle emission from laser irradiated tin targets for the optimization of the EUV source2017

    • 著者名/発表者名
      A. Sasaki, A. Sunahara, H. Furukawa, K. Nishihara, K. Nishikawa
    • 学会等名
      SPIE Advanced Lithography
    • 発表場所
      San Jose, U. S. A.
    • 年月日
      2017-02-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling of Particle Debris from the Target of Laser Produced Plasma EUV Sources2017

    • 著者名/発表者名
      Akira Sasaki
    • 学会等名
      2017 EUV source workshop
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EUV光源ターゲットのアブレーションによる粒子発生のモデル構築2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木 明, 砂原 淳, 西原 功修, 西川 亘
    • 学会等名
      応用物理学会 第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] レーザーアブレーションからのデブリ粒子発生のモデリング2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木 明
    • 学会等名
      第31回数値流体力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] レーザー励起EUV光源におけるターゲットのアブレーションの流体モデリング2016

    • 著者名/発表者名
      佐々木明
    • 学会等名
      第30回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] EUV光源ターゲットのプリパルスレーザー照射による分散過程のモデル化2016

    • 著者名/発表者名
      佐々木明
    • 学会等名
      プラズマ核融合学会
    • 発表場所
      東北大学青葉山キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A Macroscopic Model of Particle Emission from Laser Ablation2016

    • 著者名/発表者名
      A. Sasaki
    • 学会等名
      The 12th annal international laser physics workshop
    • 発表場所
      Yerevan, Armenia
    • 年月日
      2016-07-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 佐々木明、砂原淳、西原功修2016

    • 著者名/発表者名
      レーザー励起プラズマEUV光源ターゲット分散過程のモデル構築(2)
    • 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
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] レーザー励起EUV光源におけるターゲットの分散、微粒子発生の流体シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      佐々木明
    • 学会等名
      第29回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学(福岡県春日市)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 次世代リソグラフィ用 EUV 光源におけるレーザー照射によるターゲット物質の分散、粒子生成過程のモデリング2015

    • 著者名/発表者名
      佐々木明
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] レーザー励起プラズマEUV光源ターゲット分散過程のモデル構築2015

    • 著者名/発表者名
      佐々木明
    • 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
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] EUV光源用Sn液滴ターゲットとレーザー照射初期の相互作用と微粒子生成のモデル化2015

    • 著者名/発表者名
      佐々木明、砂原淳、西原功修
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 自己組織化ラグランジメッシュを用いた流体コードによるEUV光源ターゲット分散過程のモデル化2015

    • 著者名/発表者名
      佐々木明、砂原淳、西原功修
    • 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
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] EUV光源ターゲットとレーザー光の相互作用のモデル化2014

    • 著者名/発表者名
      佐々木明、砂原淳、西原功修
    • 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
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2019-03-29  

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