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2015 年度 実績報告書

大面積から小面積まで可変の紫外光発生高気圧面生成プラズマ源の研究

研究課題

研究課題/領域番号 25400533
研究機関静岡大学

研究代表者

文 宗鉉  静岡大学, 工学部, 助教 (30514947)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード基礎・放電プラズマ / MEMS / 高気圧プラズマ / 微小突起アレイ陰極 / 紫外光
研究実績の概要

本研究は,均一性に優れた先鋭なμmからnmサイズの構造の作製が容易なマイクロエレクトロメカニカルシステム技術の一種, 転写モールド法を用いることで, 数百から数kVoltの高電圧印加による突起の破壊にならない高硬度・高化学安定性のあるアモルファスカーボン等の材料からなり,微小突起アレイを作製し,突起アレイ型誘電体バリア放電による面生成プラズマ源の実現を目指す。
本年度の研究実施内容は,転写モールド法エミッタ作製技術を用いて,低仕事関数・耐環境性エミッタ材料としてアモルファスカーボン薄膜をSi鋳型内に形成する。誘電体バリア放電に必要な微小突起陰極上誘電体層としての役割を担っている。更に金属支持層を充填,保持基板を接着した後Si溶解除去を用いSi鋳型を除去することで,基底部長さ100nmから41nm、先端曲率半径2.8nmの先鋭性に優れ転写モールド法微小突起陰極アレイプラズマ源の試作が成功した。
次に,この陰極と対向する位置にモリブデン製メッシュ陽極を配置し,2kPaの高気圧アルゴンガス雰囲気中で誘電体バリア放電によるプラズマの生成を行った。陽極-陰極間に2kHz,300 Vの電圧を印加した結果,電極間に均一にプラズマが生成された。基底部長さを100nmから41nmまで微小化した転写モールド法微小突起陰極アレイプラズマ源の放電開始電圧は166Vから160Vとなり,微小化により先端先鋭性が向上し、電界集中係数が増加したため、より低くなった。既存の誘電体バリア放電などの0.5-2.1kVと比較して、転写モールド法微小突起陰極アレイプラズマ源の放電開始電圧は、低い良好な値であり,低電圧駆動面生成プラズマ源を試作に成功した。更に、放電電流変動率は1.8%となり,既存の誘電体バリア放電電流変動率の2-6%と比較して,転写モールド法微小突起陰極アレイプラズマ源は, 非常に高い安定性を示す。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] 転写モールド法極微小エミッタアレイの放電特性2015

    • 著者名/発表者名
      文 宗鉉,中本 正幸
    • 雑誌名

      第75回応用物理学会秋季学術講演会 講演予稿集

      巻: 76 ページ: 06-078

    • 査読あり
  • [学会発表] 転写モールド法極微小エミッタアレイの放電電流安定性2015

    • 著者名/発表者名
      文 宗鉉、中本 正幸
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、名古屋市
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-15

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公開日: 2017-01-06  

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