| 研究課題/領域番号 |
04302024
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
田頭 博昭 北海道大学, 工学部, 教授 (10001174)
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| 研究分担者 |
真壁 利明 慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (60095651)
籏野 嘉彦 東京工業大学, 理学部, 教授 (90016121)
藤本 孝 京都大学, 工学部, 教授 (90026203)
生田 信皓 徳島大学, 工学部, 教授 (30035802)
近藤 敬一 阿南工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (10043978)
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| キーワード | スゥオーム / 電子衝突 / 原子衝突 / 運動量移行断面積 / クーロン相互作用 / 電子-電子衝突 / 過渡特性 / 緩和特性 |
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| 研究概要 |
本研究の主な2つの目的は、電子/イオンスゥオームの過渡/緩和特性の解析とクーロン相互作用の影響解析である。
1.クーロン相互作用 プラズマプロセスによる電子デバイスの製作や材料の表面改質にECRプラズマのような高電子密度のプラズマが用いられ、気体中の電子輸送における、電子-電子相互作用が重要となっている。ここでは電子スゥオーム中における電子-電子衝突が電子輸送に与える影響をモンテカルロ法によって研究を行なった。2種類の方法を用いた。一つは電子-電子クーロン相互作用をでバイ長のなかにかぎり、等価的な運動量移行断面積を定義し、これを電子-中性原子・分子衝突における運動量移行断面積と同様に扱う手法であり、他の一つは電子間のクーロン相互作用を2電荷間のクーロン力を重ね合せて表現するより根元的な、しかし仮定のない方法である。後者では電子数が大きくなると、メモリ容量と計算速度の壁に当たるため、電子を数個から数十個を含む球を考え、このなかの電子について計算し、球半径を大きくしたときの結果の変化をみながら、十分遠方の相互作用を考慮したときの性質を評価した。その結果、電子エネルギー分布の球対称部分(F_0;ルジャンドル展開の第1項)は、上記2つの方法でほぼ同様な値を与えるが、電子スゥオームの平均速度に関係するF_1(ルジャンドル展開の第2項)は異なる値を与えることが示された。これは従来の運動量移行断面積を用いた解析が定性的なものであることを示す。
2.スゥオームの過渡/緩和特性 電子スゥオームについて、交流電界印加時の特性の解析法が近藤等により提案された。また、生田が提唱するFTI法により、交流電界下の電子スゥオームの電子エネルギー分布の位置/時間分解特性の計算が行なわれ、プロセスプラズマの性質の解析/予測に用いうることを示した。
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