| 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。
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