| 研究概要 |
気相合成法の中で最も大きい成長速度の得られるアーク放電プラズマジェット化学気相成長法におけるダイヤモンド合成面積拡大を目的として,陰極1つに対し陽極を3つに分割し,陰極と陽極間の距離を広げることのできるアーク放電プラズマ装置を試作を終了した.
その後,研究実施計画通り,大気解放状態でアルゴンプラズマを発生させ,放電および装置の安定性を確認した.また,真空排気実験を行い,10^<-5>Torrの真空が達成できることを確認した.そして,雰囲気圧力をダイヤモンド合成時の200Torr程度に維持し,プラズマ発生実験を行って,安定したプラズマが発生するように調整を行った.その後,アルゴンプラズマにダイヤモンドの原料ガスであるメタンおよび水素を流入させて,流入可能な最大流量の確認を行った.
次に,陰極と陽極間の距離を変化させて,プラズマの形状がどのように変化するかについて検討した.その結果,プラズマジェット径方向の放電距離を増加させるとプラズマジェットの径を最大40mm程度に拡大できることを明らかにした.そして,モリブデンを基板材料としてダイヤモンドの合成実験を行い,プラズマジェット径の拡大とともにダイヤモンドの合成面積が拡大することを明らかにした.このとき得られたダイヤモンドをラマン分光分析した結果,良質のダイヤモンドが合成されていることが確認された.
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