| 研究概要 |
通常 数mmTorr(約100Pa)という低気圧下で生成される非平衡プラズマを,マイクロホローカソード放電(以下 MHCD)を利用することにより大気圧程度の高気圧下で安定に生成維持される高エネルギー密度プラズマ源の開発を目的としてて研究を行った。
1.安定した並列動作MHCDの生成:MHCD電極が電子供給源として働く「マイクロホローカソードサステインド」(以下 MCS)放電を実現するための電極の構成方法,および、このMCS放電の放電特性を調べた。まず,単一のMHCD電極と第3電極によるMCS放電特性を測定し,1)MHCD放電開始とともに第三電極電圧が数10マイクロ秒という遅い時定数で減少すること,2)MCS放電を開始する第3電極の電圧が,MHCD電流の値に依存して変化すること,3)さらに,MCS放電の電流電圧特性が正特性であり,並列MCS放電を可能とする条件を満足していることを実験的に見出した。次いで,平板構造の並列MCS放電実験を行い,MHCD電極一第三電極間距離5mm,10kPa,雰囲気ガス空気において,安定に並列動作が可能であることを実証した。また,高速度カメラを用いて,この放電が各MHCD放電において同時に並列動作していることを示した。2.円筒電極配置の形状のガス連続フロー型プラズマ源の開発:1.の平板構造ではなく,円筒構造で,対数ポテンシャル分布等により電子の閉じ込め特性が優れているWIPS放電の利点をMCS放電に適用したものである。その結果,同一軸位置に配置した8並列MHCD電極と中心軸電極聞において,WIPS放電のみでは最大51kPaまでであるが,MCS放電により20kPaまで動作気圧範囲を拡大でき,本放電方式が大気圧放電に有効であることを実証した。
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