• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2018 年度 実施状況報告書

ヘリウム照射ナノ構造タングステンの熱パルス及び可視光応答性の評価

研究課題

研究課題/領域番号 17KK0132
研究機関名古屋大学

研究代表者

梶田 信  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (00455297)

研究期間 (年度) 2018 – 2020
キーワード共堆積 / ヘリウム / ナノ構造 / タングステン / 鉄酸化物 / 光触媒
研究実績の概要

超高密度定常及びパルスプラズマ生成が可能なプラズマ装置MAGNUM-PSI(オランダ,DIFFER研究所)においてタングステンへのヘリウム照射プラズマ照射実験を実施した。試料にバイアスをかけ,その電位を-12~-55Vまで変化させながらヘリウム照射を実施した。試料表面温度は1100 K程度で実施し,照射後の試料を電子顕微鏡を用いた観察を実施した。試料バイアスが高いときには(-12V),表面に突起状のナノ構造ができる程度であったが,-22 Vになると,材料周辺部が黒色化しナノ構造化が起こり始めた。-45V程度までは中心部では損耗,周辺部でナノ構造化が起こっている状況であった。試料バイアスを-50 Vまで負に深くバイアスした場合にも,プラズマ中心部では損耗が起こり,周辺部では不均一なナノ構造が形成された。この結果は,通常のナノ構造形成の様子とは異なり,特に中心部では予想と異なる結果となった。中心部で起こった損耗,再堆積し不均一なナノ構造を形成したのではないかと推測された。
酸化鉄薄膜の光触媒向上のための実験を行った。ITO基盤上に鉄の薄膜を形成し,その薄膜への日本で所有する直線型装置NAGDIS-IIでヘリウム照射を実施したところ表面構造変化がナノスケールで起こった。さらに,ヘリウムプラズマ中でITO基板上に薄膜堆積を実施したところ,凹凸のある薄膜が形成された。ヘリウム照射を行った薄膜を用いて,電気化学特性評価を行った。その結果,ヘリウムプラズマ照射を行った試料上では,光電流の増加がみられた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ヘリウムプラズマの照射実験及び光触媒実験の準備を行い,実験を開始し初期結果を得始めた。

今後の研究の推進方策

MAGNUM-PSIでの照射実験を進める。試料温度を上昇させ,周辺部でも十分に1000Kを超える状況でヘリウムプラズマ照射を行うとともに,スパッタリングを起こす追加試料を導入し,共堆積実験を実施する。光触媒実験に関しては,異なる膜厚や,ヘリウム照射条件で作製した材料を用いて,光電流の計測を実施する。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Influence of heavier impurity deposition on surface morphology development and sputtering behavior explored in multiple linear plasma devices2019

    • 著者名/発表者名
      Nishijima D.、Kreter A.、Baldwin M.J.、Borodin D.、Eksaeva A.、Hwangbo D.、Kajita S.、Miyamoto M.、Ohno N.、Patino M.、Pospieszczyk A.、Rasinski M.、Schlummer T.、Terra A.、Doerner R.P.
    • 雑誌名

      Nuclear Materials and Energy

      巻: 18 ページ: 67~71

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.nme.2018.12.008

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Thomson Scattering Measurement of Two Electron Temperature Components in Transition to Detached Plasmas2018

    • 著者名/発表者名
      OHSHIMA Hiroshi、KAJITA Shin、TANAKA Hirohiko、OHNO Noriyasu、VAN DER MEIDEN Hennie J.
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 13 ページ: 1201099~1201099

    • DOI

      https://doi.org/10.1585/pfr.13.1201099

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Assessment and Mitigation of Wall Light Reflection in ITER by Ray Tracing2018

    • 著者名/発表者名
      Kajita Shin、Veshchev Evgeny、De Bock Maarten、Barnsley Robin、Von Hellermann Manfred、Walsh Michael
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology

      巻: 74 ページ: 37~46

    • DOI

      https://doi.org/10.1080/15361055.2017.1390389

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Growth of nano-tendril bundles on tungsten with impurity-rich He plasmas2018

    • 著者名/発表者名
      Hwangbo Dogyun、Kajita Shin、Ohno Noriyasu、McCarthy Patrick、Bradley James W.、Tanaka Hirohiko
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 58 ページ: 096022~096022

    • DOI

      https://doi.org/10.1088/1741-4326/aacd1f

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Influence of heavier impurity deposition on Cr sputtering under He plasma exposure in multiple linear plasma devices2018

    • 著者名/発表者名
      D.Nishijima, A.Kreter, R.P.Doerner, M.J.Baldwin, D.Borodin, A.Eksaeva, D.Hwangbo, S.Kajita, M.Miyamoto, N.Ohno, A.Pospieszczyk, M.Rasinski, T.Schlummer, A.Terra,
    • 学会等名
      PSI2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of recombination front region on plasma detachment in a linear divertor plasma simulator2018

    • 著者名/発表者名
      N.Ohno, Y.Hayashi, S.Kajita, H.Tanaka, H.Ohshima, M.Seki, K.Sawada, M.Aramaki, M.Yoshikawa, H.J.van der Meiden
    • 学会等名
      PSI2018
    • 国際学会 / 招待講演

URL: 

公開日: 2019-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi