| 研究課題/領域番号 |
13555199
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
材料加工・処理
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
節原 裕一 京都大学, 工学研究科, 助教授 (80236108)
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| 研究分担者 |
三宅 正司 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (40029286)
高橋 和生 京都大学, 工学研究科, 助手 (50335189)
斧 高一 京都大学, 工学研究科, 教授 (30311731)
熊谷 正夫 神奈川県産業技術総合研究所, 材料工学部, 専門研究員(研究職)
庄司 多津男 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (50115581)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| キーワード | 誘導結合プラズマ / 内部アンテナ / 低インダクタンス / 大容積プラズマ / プラズマイオン注入プロセス |
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| 研究概要 |
内部アンテナ方式による独自の誘導結合型放電技術を利用して、プラズマイオン注入プロセスによる機能性表面改質プロセスに適した高密度で大容積/大面積のプラズマ源に関する研究を行った。その際、プロセスの高品質化を目指して、ナノ構造化による超硬質機能発現を念頭においた超硬質表面改質法についても検討を行った。本研究により得られた知見を以下にまとめる。1)メートル級の大容積プラズマ容器を用いてマルチアンテナ型プラズマ源を構築し、アルゴン中で5x10^<11>cm^<-3>に達する高密度プラズマが得られ、プラズマイオン注入系としても十分なイオン電流を基材に照射可能であることが明らかとなった。2)アンテナ系の低インダクタンス化によりプラズマ電位を効果的に抑制可能であることが明らかとなった。3)プラズマイオンプロセスの表面改質への応用を検討するため、イオン化スパッタプロセスによる窒化物系ナノコンポジット薄膜形成における微細構造と超硬質性の発現性について調べ、膜中の組成とイオン衝撃効果がナノ構造形成に大いに影響を及ぼすことを明らかにすると共に、良好なナノ構造形成により超硬質性が発現することを明らかにした。4)個々のアンテナを独立に駆動するためのモジュールについて調べ、従来の受動素子を用いた制御の場合には定在波形成による不均一性が避けられなかったのに対し、予備実験ながら能動的な制御により電力値の設定精度を一桁以上も改善できることが明らかとなった。5)メートルサイズ以上の大面積/大容積プラズマの設計・構築を念頭に、電磁界コード、粒子コードに加えて、流体コードから構成される統合的なシミュレーションコード郡を開発し、3m級の超大型プラズマ源では、2.1mx2.6mの広い領域にわたって±10%以下の均一性を有する良好なプラズマ生成が可能であること示した。
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