| 研究概要 |
直流電源およびマイクロ波電源により,大気圧空気・酸素ガス流中でマイクロプラズマの発生を実現し,成膜に必要なプラズマ源開発の見通しを得るとともに測定システムを構築した。具体的には,1.原料ガスとなる炭素原料ガスと酸素およびアルゴンなどを個別に供給制御するシステムを構築した。なお本研究対象は大気開放型プラズマであるため,高真空専用チャンバーは用意せず,高気密のガラス製チューブおよびそれ専用の接続部品によりプラズマ発生部を構成した。また,プラズマによって分解するガス排気計の整備を進めた。
2.直流駆動プラズマに関しては,電極孔径,形状,絶縁物厚みなどをパラメータに,各種ガス成分に対して,プラズマを安定に生成できる範囲と,電圧電流特性,電力注入密度,安定化に必要な電源パラメータの抽出を行った。アレイ状に配置した場合の各マイクロプラズマ間の安定性,相互干渉,およびプラズマの大気解放後の進展について分析を開始した。また,マイクロ波電源によりプラズマを生成させる方式についても,同様に検討を進めた。ただし,直流駆動方式に比較してマイクロ波キャビティ内の絶縁強度確保が困難であり,連続運転に課題があることがわかった。
3.プラズマ中の電子温度・イオン温度は原料ガスの解離,電離に重要な情報を与えるが,これらについては,プラズマ中原子・分子の励起光を測定することとし,観測系を整備した。また,時間分解での観測を可能とするためディジタルディジェネレータを基本クロックとしたシステムを構築した。今年度は発光分子からの振動・回転スペクトルを計測し,直流およびマイクロ波駆動方式の大気圧プラズマについて観測を可能にした。
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