シャンティングアークベースの複合プラズマ生成とその材料表面処理利用

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18340181
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 高木 浩一 岩手大学, 工学部, 准教授 (00216615)
• 研究分担者: 向川 政治 岩手大学, 工学部, 助教 (60333754) ; 藤原 民也 岩手大学, 工学部, 教授 (70042207)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: プラズマ応用

研究概要

金属線やロッドに電流を流すとジュール加熱で, 材料表面から電子放出や材料の気化が起き, 材料近傍の絶縁耐圧が低下し, 放電へと至る. 本研究では, この放電プラズマの高密度化, 大体積化, 複合化を目的に, 磁気駆動, ロッドの長大化および並列駆動, 雰囲気ガスや, 電極およびロッド材の組合せによる, 複合プラズマの生成を行った. 窒素中で炭素シャンティングアーク放電を生成し, 窒素と炭素の複合プラズマの生成に成功した. このプラズマを用いて成膜を行ったところ, N/C比率は窒素気圧2Pa, ターゲット電圧-2kVで0.58となった. またチタン電極と炭素ロッドの組合せで, Ti含有のDLC膜が堆積できた.

研究成果

• [雑誌論文] シャンティングアークによる成膜プロセス, 真空 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高木浩一, 行村建
  • 雑誌名: 解説 51巻,2号 ページ: 75-80
  • 査読あり
• [雑誌論文] K.Yukimura : Production of Nitrogen-Containing Carbon PlasmaUsing Shunting Arc Discharge for Carbon Nitride Films (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Takaki, K. Imanishi, T. Murakami, S. Mukaigawa, T. Fujiwara, Y. Suda
  • 雑誌名: Phys.Stat.Sol.(a) 205 ページ: 971-975
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of Nitrogen-Containing Carbon Plasma Using Shunting Arc Discharge for Carbon Nitride Films (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Imanishi, S. Mukaigawa, K. Takaki, T. Fujiwara, K. Yukimura, Y. Suda
  • 雑誌名: 電気学会論文誌A 127 ページ: 599-604
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hybrid Plasma GenerationTriggered by a Shunting Arc Discharge Using a Positively Biased Electrode (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Yukimura, T. Imai, K. Takaki, T. Ikehata
  • 雑誌名: IEEE Trans. Plasma Sci 35 ページ: 1020-1026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Observation of Emission Spectra from a Hybrid PlasmaTriggered by a Shunting Arc Dischargeusing a Positively Biased Electrode (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Yukimura, T. Imai, T. Ikehata, K. Takaki
  • 雑誌名: Plasma Processes and Polymers 4 ページ: 124-128
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion Extractionfrom Magnetically Driven Shunting Arcand Estimation of Ion Density at Sheath Boundary (2007)
  • 著者名/発表者名: O. Kumagai, T. Fujiwara, S. Mukaigawa, K. Takaki, K. Yukimura
  • 雑誌名: Surface & CoatingsTechnology 201 ページ: 6536-6538
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pulsed ionextraction from a hybrid plasma usinga shunting arc discharge (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Yukimura, K. Ego, T. Imai, K. Takaki,S. Mukaigawa, T. Fujiwara
  • 雑誌名: discharge, Surface & Coatings Technology 201 ページ: 6520-6522
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shunting arc-producedhybrid plasma and its magnetic drivefor PBII & D (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Takaki, S. Mukaigawa, T. Fujiwara, K. Yukimura
  • 雑誌名: Surface & CoatingsTechnology 201 ページ: 6490-6494
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deposition of tungsten carbide thin films by asimultaneous RF sputtering (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. Suda, K. Yukimura, K. Nakamura, K. Takaki Y. Sakai
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 45 ページ: 8449-8852
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion Extraction from Magnetically Driven Carbon Shunting Arc Plasma, IEEE Trans (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Takaki, O. Kumagai, S. Mukaigawa, T. Fujiwara, K. Yukimura
  • 雑誌名: Plasma Sci 34 ページ: 1209-1215
  • 査読あり
• [雑誌論文] 磁気駆動型シャンティングアークプラズマからのイオン引き出しとシース近辺の密度の算定 (2006)
  • 著者名/発表者名: 熊谷倫, 向川政治, 高木浩一, 藤原民也, 行村建, 江古憲一
  • 雑誌名: 電気学会論文誌A 126 ページ: 661-668
  • 査読あり
• [学会発表] シャンティングアークによる窒素含有プラズマ生成とCNx 成膜の適用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高木浩一, 今西圭吾, 向川政治, 藤原民也, 須田善行, 行村建
  • 学会等名: 第24回プラズマプロセシング研究会(SPP-24)
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20070129-31
• [学会発表] Production of Nitrogen-Containing Carbon Plasma Using Shunting Arc Discharge for Carbon Nitride Film, 9th International Workshop on Plasma-Based (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Takaki, K. Imanishi, S. Mukaigawa, T.Fujiwara, Y. Suda and K. Yukimura
  • 学会等名: Ion Implantation & Deposition(PBII&D07), O-1-2(Oral)
  • 発表場所: Leipzig, Germany
  • 年月日: 2007-09-03
• [学会発表] Production of nitrogen-containing carbon plasma using shunting arc discharge for carbon nitride films preparation, IEEE Pulsed Power and Plasma Conference(PPPS-2007) (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Takaki, K. Imanishi, S. Mukaigawa, T. Fujiwara, Y. Suda and K. Yukimura
  • 学会等名: 5P01(poster), p.598
  • 発表場所: Albuquerque, USA
  • 年月日: 2007-06-22
• [学会発表] CNx成膜のためのシャンティングアークを用いた炭素・窒素混合プラズマの生成 (2007)
  • 著者名/発表者名: 今西圭吾, 村上貴之, 向川政治, 高木浩一, 藤原民也, 行村建, 須田善行
  • 学会等名: 電気学会パルスパワー放電合同研究会資料
  • 年月日: 2007-05-25
• [学会発表] Yukimura : Production of Carbon Contained Nitrogen Plasma Using Shunting Arc Discharge for Carbon Nitride Film Preparation (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Takaki, K. Imanishi, O. Kumagai, S. Mukaigawa, T. Fujiwara, Y. Suda, K
  • 学会等名: The FirstEuro-Asian Pulsed Power Conference(EAPPC06), Tue-P13(oral)
  • 発表場所: Chengdu, China
  • 年月日: 2006-09-19
• [学会発表] シャンティングアークによる窒素含有プラズマ生成とCNx 成膜の適用 (2006)
  • 著者名/発表者名: 高木浩一, 今西圭吾, 熊谷倫, 向川政治, 藤原民也, 行村建, 須田善行
  • 学会等名: 電気学会基礎, 材料, 共通部門大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2006-08-22
• [学会発表] シャンティングアークを用いた窒素含有プラズマ生成とCNx成膜への適用 (2006)
  • 著者名/発表者名: 今西圭吾, 熊谷倫, 向川政治, 高木浩一, 藤原民也, 行村建, 須田善行
  • 学会等名: 電気学会パルスパワー放電合同研究会資料
  • 年月日: 2006-06-30
• [図書] (2008)
  • 著者名/発表者名: 行村建編著(高木浩一, 藤原民也分筆)
  • 総ページ数: ISBN978-4-274-20526-2
  • 出版者: EE Text放電プラズマ工学,オーム社