| 研究概要 |
誘電体バリア放電(DBD)は,簡便に非熱平衡プラズマが得られることから,産業界で幅広く利用されている.本研究では,放電の自己消弧用の誘電体バリアをコンデンサで置き換えることで,新たなプラズマ源の開発を目指す.本方式のDBDに対する利点は,1)消弧用コンデンサの容量で放電への投入エネルギーが容易に制御できる,2)DC駆動が可能,3)体積放電のみで沿面放電が起こらないため,プラズマの空間制御性に優れるなどである.小容量のコンデンサを電極と接地部の間に直列に挿入して,バリア放電同様の原理で短時間のうちに放電を消弧する容量連結放電を大気圧プラズマ源として提案して,基礎特性や応用について調べた.
10pF程度の小容量キャパシタを電極に付けることで,放電は10ns程度の短時間で消弧された.放電1回で移動する電荷量は30nC程度,また消費エネルギーは0.24mJであり,ともに針対平板型のバリア放電と比較して2桁程度大きな値となった.また、プラズマの密度制御は消弧キャパシタのみでなく、回路抵抗やインダクタでも可能になる。本実験では、回路パラメータを変えることで、発生するプラズマ密度を変えられることを、実験的に明らかにした。さらに、放電のインピーダンスが変化した場合の消弧時間について、移動電荷量、電流最大時のインピーダンスより、推定できることを明らかにした。また,発生方式の比較としてバリア放電方のマイクロプラズマを生成した.短ギャップでは,ギャップ全体で放電が起こるのではなく,自己組織化といったクーロン力のつりあいで,配置が決定されることなどが明らかになった.気流を利用することで,プラズマは下流域で取り出せることなども明らかになった。このダウンストリームに引き出されるラジカルを用いることで、基板上のOH基などをコントロールできることをあきらかにした.現在、有機デバイスの作成行程に利用することを検討している。
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