大強度イオンビームを用いた材料作製のためのイオン源開発

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09780430
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 江 偉華 長岡技術科学大学, 工学部, 講師 (90234682)
• キーワード: プラズマ / パルスパワー / イオンビーム / イオン源 / 薄膜 / プラズマプロセス

研究概要

本研究の目的は、パルスイオンビームを用いた材料作製における動作安定、長寿命、高信頼性を持つイオン源を開発することである。その方法として、従来使用されるフラッシュオーバー方式イオン源の代わりにガスパフ方式イオン源を開発する。
平成9年度中での研究内容:
1)ガスパフ部及び駆動電源の作製と動作評価。
2)ガスパフより発生されたガスをパルス放電により電離・加速するプラズマガン及びその駆動電源の作製と動作評価。
以上の研究結果より得られた成果:
1)発光観測により、プラズマは均一に生成され、加速されていることを確認した。
2)プラズマガンの下流97mmの位置で、中性ガスの熱膨張速度(〜300m/s)に比べ十分大きなプラズマ進展速度(1Okm/s)を得た。このときのプラズマ電流密度100/Acm^2である。
3)窒素ガスを使用した場合、プラズマ中のイオンは主に窒素の1価と2価イオンである。
以上の成果より、イオン源のためのプラズマの生成が確認され、次の段階としてのイオンビーム引き出し実験へ進めるための準備ができた。

研究成果

• [文献書誌] D.Rej、他13名: "Materials Processing with Intense Pulsed Ion Beams" Journal of Vacuum Science and Technology. A15,#3,. 089-1097 (1997)
• [文献書誌] 八井 浄、 他4名: "Preparation of Thin Films and Nanosize Powders by Intense,Pulsed Ion Beam Evaporation" Japanese Journal of Applied Physics. 36,#7. 4928-4934 (1997)
• [文献書誌] 中川幸夫、 他4名: "Synthesis of TiO_2 and TiN Nanosize Powders by Intense Light Ion-Beam Evaporation" Journal of Materials Science. 33. 529-533 (1998)
• [文献書誌] 江 偉華、 他3名: "Characteristics of Ablation Plasma Produced by Pulsed Light Ion Beam Interaction with Targets and Applications to Materials Science" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. (印刷中). (1998)
• [文献書誌] 八井 浄、 江 偉華: "プラズマとビームのはなし" 日刊工業新聞社, 180 (1997)