高専における専門基礎・卒研・特別研究の実践的教育のためのシステム開発研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10680207
• 研究機関: 鈴鹿工業高等専門学校
• 研究代表者: 船戸 康幸 鈴鹿工業高等専門学校, 電子情報工学科, 教授 (10005358)
• 研究分担者: 川口 元一 三重大学, 教育学部, 教授 (40023171) ; 伊藤 明 鈴鹿工業高等専門学校, 電子情報工学科, 講師 (40259883) ; 平野 武範 鈴鹿工業高等専門学校, 電子情報工学科, 講師 (80249804) ; 長嶋 孝好 鈴鹿工業高等専門学校, 電子情報工学科, 助教授 (30237515) ; 桑原 裕史 鈴鹿工業高等専門学校, 電子情報工学科, 教授 (30043326)
• キーワード: 電磁場計測 / 電離気体現象 / グロー放電プラズマ / 靜伝プローブ測定 / TiNコーテイング / 実践教育 / 特別研究 / 国際学会

研究概要

1. 工業高専の電気系における専門基礎科目「電磁気学」「電気回路」などの実践的教授,工学実験、卒業研究さらに専攻科における特別研究の新しい教育、研究システムの構築とその実施を目的とした開発を始めた。
2. 実験装置として、グロー放電プラズマを用いた「電磁場総合実験装置」を設計し、既設装置との組み合わせにより本教育・研究システムを製作した。又計算機との連結によるデータ収集、処理の初期目的を達成している。
3. プラズマの生成は、直流および高周波電力の併用により、平行平板電極と内部誘導コイルによって行う。グロー放電プラズマの電圧・電流特性の測定を実施し、「電磁気学」「電気回路」に関する実践的理解の知見を得た。
4. プラズマパラメータを静電プローブにより測定した。特に電子密度、電子温度、空間電位の空間分布測定を行い、ガス圧力、放電電流、電極条件、等との相関を追求した。これより、電離気体現象の体験的理解を深た。
5. 高周波電力とプラズマ柱のエネルギー整合条件の改善、結合回路における損失低減、プラズマインピーダンスの等価回路的扱い、高密度プラズマ生成条件を調べた。本研究は専攻科特別研究論文として纏めた。
6. 直流と高周波合成プラズマによるスパッタ実験を卒業研究課題として実施した。チタン電極と窒素ガスを用いたTiNコーティングの基礎実験では、複雑な形状の基板を一様に薄膜形成する方策開発を意図している。
7. 酸素との結合が顕著なボロン(硼素)のスパッタリング特性の測定。ターゲットに六ホウ化ランタンLaB6を用いたスパッタ放電の特性の解明。特に放電進行中におけるガスダイナミックス、分圧の変化と酸素ガスのポンピング作用、生成薄膜のXPS組成分析、真空容器壁付着酸素分子の低減、等の基礎実験を実施した。
8. 工学実験、卒業研究、特別研究における成果、国内学会、国際学会における発表、論文発表を行った。

研究成果

• [文献書誌] Y.Funato,et al.: "Effects of Cathode Material on DC-Glow Discharge in N2/O2 Mixtures" Int.Conference Phenomena in Ionized Gases,11-16、July,1999,Warsaw,Poland.発表予定 (1999)
• [文献書誌] Y.Funato,et al.: "Dynamics of NOx Gases during a Golw Discharge with a Sputter discharge" The American Physical Society Centennial Meeting,March20-26,1999,Atlanta,USA. OC44.DCOMP/CCP99 (1999)
• [文献書誌] Y.Funato,et al.: "V-I CHARACTERISTICS OF A SPUTER DISCHARGE WITH BORON-COMPOUND CATHODE" Proc of 14^<th> Europ.Conf.on the Atomic and Molecular Physics of Ionized Gases. August26-29,Ireland. 214-215 (1998)
• [文献書誌] Y.Funato and C.Kiyooka: "Experiments on Plasma Parameter Control for Processing" MEMOIRES of Suzuka National College of Technology. 31. 83-87 (1998)
• [文献書誌] 清岡千晶、船戸康幸: "スパッタ放電のプラズマ密度、電位分布の測定" 鈴鹿工業高等専門学校紀要. 31. 65-70 (1998)
• [文献書誌] 西ノ坊泰樹、船戸康幸: "RFプラズマスパッタ薄膜生成における電力整合の最適化" 鈴鹿工業高等専門学校紀要. 31. 75-78 (1998)