• 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

2012 年度 実施状況報告書

液中プラズマを用いた炭素系膜の成膜・改質反応の実時間計測による解明

研究課題

研究課題/領域番号 23654203
研究機関長崎大学

研究代表者

篠原 正典  長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80346931)

キーワード液中プラズマ / 赤外吸収分光 / 多重内部反射 / その場 / 実時間 / 反応過程 / カーボン / アミン基
研究概要

液中プラズマは材料合成や滅菌・殺菌をはじめ様々な分野での応用が期待されているが、気相のプラズマあるいはプラズマを使わない化学的手法に勝るまでには至っていない。液中プラズマは反応系の理解が十分ではないことが深刻な要因の一つである。もちろん、液中プラズマ生成前後での溶液のpHや溶液中分子の変化などについては調べられている。しかし、これまでの方法では反応前と反応後の様子を調べているものであるため、液中プラズマでの反応プロセスの詳細について推測するしかなかった。研究代表者はこれまで気相プラズマに関してプラズマ-固体表面相互作用の解明という観点から、反応過程について,多重内部反射赤外吸収分光法を用いた「その場」「実時間」計測に成功し、これまで未解明であった反応過程を様々明らかにしてきた。
この経験と技術を活かして、本研究では様々な条件下での液中プラズマの反応を多重内部反射赤外吸収分光法を使って、液中プラズマの反応を「その場」「実時間」計測し、液中プラズマに特有な反応化学を解明することをめざした。その上で、この反応化学の理解を利用して、これまで用いられてきた手法よりも効率的に炭素系膜の成膜および表面改質に適した反応を、液中プラズマを用いて創成することを目的として研究を進めた。
本研究では,エタノール中,エタノール・TEOS混合溶液中および純水中において液中プラズマの生成に成功し,液中プラズマ生成によるエタノールの分解過程および堆積物の生成過程について明らかにできた。液中プラズマを用いたナノカーボン生成等にインパクトを与えることができると考えられる。純水中に入れたたんぱく質を模擬した自己組織化膜への液中プラズマの曝露により,自己組織化膜中のアミン基が優先的に分解されていくことを明らかにできた。液中での滅菌・殺菌等に大きな知見を与えることができたと考えられる。

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

本研究では,エタノール中,エタノール・TEOS混合溶液中および純水中において液中プラズマの生成に成功し,その反応過程について明らかにできたことは評価できる。液中プラズマを用いたナノカーボン生成等にインパクトを与えることができる。純水中の自己組織化膜の液中プラズマ分解ではアミン基が優先的に分解されていくことは滅菌・殺菌等に大きなインパクトを与えることができたと考えられる。しかし,当初予定した,炭素膜の表面修飾については,エタノール溶液を他の溶液にかえるなどもう少し検討するところがある。

今後の研究の推進方策

本研究は当初,パルス電源を用いたプラズマ生成を予定していたが,期待通りの効果が得られず,低周波高圧電源を用いた液中プラズマの生成を行っている。パルス電源にこだわることなく,大出力高圧低周波電源を用いて液中プラズを生成し,反応解析の研究を進める。そのために,反応解析システムを新たに構築し,研究のスピードを高める。

次年度の研究費の使用計画

パルス電源にこだわることなく,大出力高圧低周波電源,および計測システムについて増強しする。そのために,大出力高圧低周波電源,および計測システムの購入を行う予定である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Surface modification of DLC film due to oxygen plasma exposure, observed by IR absorption spectroscopy in multiple-internal-reflection geometry2012

    • 著者名/発表者名
      M. Shinohara, Y. Takaki, Y. Takami, Y. Matsuda, and H. Fujiyama
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Plasma Sci.

      巻: Vol. 40, Issue 10 ページ: 2756-2761

    • DOI

      10.1109/TPS.2012.2208766

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of In-situ MIR-IRAS monitoring systm for reactions induced by so lution plasma generation2012

    • 著者名/発表者名
      A. Fukae, K. Amano, M. Shinohara, Y. Matsuda, H. Fujiyama
    • 雑誌名

      ICRERA 2012 Proceedings

      巻: CD-ROM ページ: 232(3pages)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多重内部反射赤外吸収分光法を用いたプラズマが誘起する表面反応の解析~気相プラズマから液中プラズマ~2012

    • 著者名/発表者名
      篠原正典,松田良信,藤山 寛
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 63 ページ: 942-946

  • [雑誌論文] Effects of the surface bond states in as-deposited DLC films on the incorporation of nitrogen and oxygen atoms into the DLC films2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Nitta, K. Okamoto, T. Nakatani, M. Shinohara
    • 雑誌名

      IEEE Transactions of Plasma Science

      巻: 40 ページ: 2073-2078

    • DOI

      10.1109/TPS.2012.2203613

    • 査読あり
  • [学会発表] Development of MIR-IRAS monitoring system for solution plasmas2013

    • 著者名/発表者名
      A. Fukae, K. Amano, Y. Takaki, Y. Takami, M. Shinohara, Y. Matsuda, H. Fujiyama
    • 学会等名
      ISPLASMA2013
    • 発表場所
      Nagoya-Japan
    • 年月日
      20130128-20130201
  • [学会発表] 赤外吸収分光法を用いた液中プラズマの反応解析2012

    • 著者名/発表者名
      深江陽大,天野勝裕,高木雄也,篠原正典,松田良信,藤山 寛
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会山口九州沖縄支部 第16回支部会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      20121222-20121223
  • [学会発表] 多重内部反射赤外吸収分光法を用いた液中プラズマ誘起反応の計測2012

    • 著者名/発表者名
      深江陽大、天野勝裕、高木雄也、篠原正典、松田良信、藤山 寛
    • 学会等名
      表面科学会全国大会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      20121120-20121122
  • [学会発表] Development of In-situ MIR-IRAS monitoring systm for reactions induced by solution plasma generation2012

    • 著者名/発表者名
      A. Fukae, K. Amano, M. Shinohara, Y. Matsuda, H. Fujiyama
    • 学会等名
      nternational Conference on Renewable Energy Research and Applications (ICRERA) 2012
    • 発表場所
      Nagasaki-Japan
    • 年月日
      20121111-20121114
  • [学会発表] 赤外吸収分光法計測を用いたプラズマが誘起する表面反応の解析・解明2012

    • 著者名/発表者名
      篠原正典, 高木雄也, 高見佳生, 深江陽大, 天野勝裕, 八木翔平, 津村高成, 松田良信, 藤山 寛
    • 学会等名
      九州山口プラズマ研究会
    • 発表場所
      由布院倶楽部
    • 年月日
      20121110-20121111
  • [学会発表] Development of IR monitoring system of solution plasm2012

    • 著者名/発表者名
      A. Fukae, K. Amano, M. Shinohara, Y. Matsuda, H. Fujiyama
    • 学会等名
      Asia Pacific Conference on Plasma Science and Technology
    • 発表場所
      Kyoto-Japan
    • 年月日
      20121002-20121005
  • [学会発表] 多重内部反射赤外吸収分光法を用いた液中プラズマの「その場」「実時間」反応計測法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      深江陽大・天野勝裕・篠原正典・松田良信・藤山 寛
    • 学会等名
      電気関係学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      20120924-20120925
  • [学会発表] 多重内部反射赤外吸収分光法を用いた液中プラズマの診断法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      深江陽大,天野勝裕,篠原正典,松田良信,藤山 寛
    • 学会等名
      応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      20120911-20120914
  • [学会発表] 多重内部反射赤外吸収分光法を用いたプラズマプロセスの計測2012

    • 著者名/発表者名
      篠原正典, 深江陽大, 天野勝裕, 高見佳生, 高木雄也, 八木翔平, 津村高成, 松田良信, 藤山 寛
    • 学会等名
      電気学会プラズマ研究会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      20120808-10
  • [学会発表] 多重内部反射赤外分光法を用いた液中プラズマの反応計測法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      深江陽大、天野勝裕、篠原正典、松田良信、藤山 寛
    • 学会等名
      九州表面・真空研究会2012(第17回九州薄膜表面研究会)
    • 発表場所
      佐賀放射光センター
    • 年月日
      20120609-20120609

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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