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2010 年度 実績報告書

ナノ粒子含有プラズマによるナノ界面ボンドエンジニアリングの創生

計画研究

研究領域プラズマとナノ界面の相互作用に関する学術基盤の創成
研究課題/領域番号 21110005
研究機関九州大学

研究代表者

白谷 正治  九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (90206293)

研究分担者 古閑 一憲  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (90315127)
板垣 奈穂  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (60579100)
内田 儀一郎  九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (90422435)
鎌滝 晋礼  九州大学, 高等教育開発推進センター, 助教 (60582658)
キーワードプラズマ局所反応場 / ナノ界面制御 / 相互作用 / トップダウンプロセス / ボトムアッププロセス / 揺らぎ / コンビナトリアル摂動解析 / ナノ粒子
研究概要

本研究では、サイズ制御したナノ粒子を孤立保持してプラズマとの相互作用を観察するプラズマ局所反応場を創成し、コンビナトリアル摂動解析法を確立してナノ界面・プラズマ相互作用を「見る」ことを目的とし、(1)プラズマ局所反応場の創成、(2)コンビナトリアル摂動解析、(3)ナノ粒子物性in-situ計測の3項目について研究を行う。コンビナトリアル摂動解析法では、パラメタに摂動を加え関数Gをテーラ展開し、パラメタ依存性を明らかにする。特に、複数パラメタに同時に摂動を加え、一度に複数パラメタへの依存性、シナジー効果、安定性等を解明することが可能である。
平成21年度は、放電電力を摂動してナノ粒子の物性の一つであるナノ粒子サイズ・密度のその2次元その場計測を行った。
まず、放電電力の摂動度0,10,20、30%の場合の、気相中ナノ粒子量の放電開始後からの時間推移を測定した。摂動度10%は摂動無しとほぼ同じく放電開始から単調増加した。これに対して、摂動度20%、30%では、摂動度が大きくなるにつれて、ナノ粒子量が減少し、放電開始後7秒以降、飽和傾向にあり、ナノ粒子の生成が抑制されていることが分かった。このときの、ナノ粒子サイズ・密度・サイズ分布を計測したところ、摂動度が大きくなるにつれて、発生したナノ粒子のサイズが小さくなり、密度が大きくなること、またサイズ分布が狭まる傾向にあった。これはプラズマの摂動により、ナノ粒子成長の揺らぎについての重要な情報を含んでいる。
今後は、このサイズ分布の決定要因を明らかにするため、コンビナトリアル摂動解析法を用いて、プラズマ中のナノ粒子サイズ分布に対するプラズマパラメータの影響を定量的に明らかにする。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Effects of Amplitude Modulation of rf Discharge Voltage on Growth of Nano-Particles in Reactive Plasmas2010

    • 著者名/発表者名
      K.Kamataki, H.Miyata, K.Koga, G.Uchida, N.Itagaki, D.Yamashita, H.Matsuzaki, M.Shiratani
    • 雑誌名

      Proc.of IEEE TENCON 2010

      ページ: 1943-1947

    • 査読あり
  • [学会発表] Fluctuation of charge on a nano-particle in plasmas and its concequences2011

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Shiratani, Kazunori Koga
    • 学会等名
      2nd International Workshop on Plasma Nano-Interfaces and Plasma Characterization
    • 発表場所
      The hotel Raj, Slovenia
    • 年月日
      2011-03-03
  • [学会発表] 反応性プラズマ中のナノ粒子成長に対する電力摂動の効果2010

    • 著者名/発表者名
      鎌滝晋礼、宮田大嗣、古閑一憲、内田儀一郎、板垣奈穂、山下大輔、松崎秀文、白谷正治
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎県長崎市
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] 基礎プラズマと反応性プラズマにおけるプラズマ揺動制御に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      鎌滝晋礼
    • 学会等名
      第37回西日本放電懇談会
    • 発表場所
      福岡県日田市
    • 年月日
      2010-08-09
  • [学会発表] Plasma Fluctuations in Pristine and Reactive Plasmas2010

    • 著者名/発表者名
      K.Kamataki
    • 学会等名
      The 11th International Workshop on Advanced Plasma Processing and Diagnostics
    • 発表場所
      Jeju, Korea(Invited Talk)
    • 年月日
      2010-07-08
  • [学会発表] Plasma Fluctuations2010

    • 著者名/発表者名
      K.Kamataki
    • 学会等名
      2010 International Workshop on Plasma Applications
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2010-06-04

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公開日: 2012-07-19  

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