| 研究課題/領域番号 |
11480105
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
飯塚 哲 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20151227)
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| 研究分担者 |
平田 孝道 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80260420)
佐藤 徳芳 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40005252)
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| キーワード | 微粒子プラズマ / クーロン格子 / 微粒子渦流 / 電位駆動渦流 / 速度シア / プロセスプラズマ / 微粒子除去 / 微粒子集団運動 |
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| 研究概要 |
本研究では、強結合状態の微粒子の集団的渦運動に関して、プラズマ中に置かれた微小電極近傍に形成された不均一電界によって発生する電位駆動微粒子渦流の機構解明を行った結果、次のことが明らかにされた。
(1)渦流の形成は微粒子集団の粒子数に依存する。数個程度の場合、微粒子集団は微小電極近傍で格子状強結合構造を形成した。数10個になると微粒子集団は微小電極の先端部で加速され、集団的渦流を形成した。
(2)渦流の回転速度は周辺部が最大速度を持ち、中心部に向かって減速し、速度シアを持つことが分かった。速度シアの大きさは微粒子集団の半径と共に増加することが分かった。
(3)垂直方向に厚みを持つ微粒子集団では、上層部が最も速く回転し、下層部に向かって減速し、垂直方向にも速度シアを形成していることが見出された。
(4)微小電極の電圧を負から正へ増加させると、微粒子集団の回転方向が逆向きに変化することが分かった。電極先端部の電位構造が回転の駆動と関係あることが分かった。
(5)印加電圧を更に正に増加すると、微粒子は微小電極に向かって衝突し始めることが分かり、電極を円筒状にすると円筒内部に微粒子を吸収回収できることが分かった。
(6)電極への印加電圧と微粒子流入速度の関係が明らかにされた。微粒子回収のための方法及び装置に関する特許を出願した。
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