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2016 年度 実績報告書

大気圧ハイドロカーボンプラズマ支援CVDによるDLC成膜技術開発に関する基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 26420247
研究機関千葉工業大学

研究代表者

小田 昭紀  千葉工業大学, 工学部, 教授 (70335090)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードダイヤモンドライクカーボン膜 / プラズマ支援CVD / 大気圧プラズマ / 炭化水素プラズマ / プラズマ診断 / プラズマシミュレーション
研究実績の概要

当該年度で実施された本研究課題の成果を,以下の通り(1)プラズマシミュレーションおよび(2)プラズマ診断の2つにまとめる.

(1)プラズマシミュレーション:当該年度においては,(a)大気圧プラズマ,(b)メタンプラズマ,(c)テトラメチルシランプラズマのシミュレーションに関する研究を同時に遂行した.その結果,(a)に関しては,大気圧プラズマ生成において非常に重要となるグローからアーク放電への遷移機構の解明,そしてそれを通じた放電安定性の制御に関して解析を行った.その結果,プラズマ生成における電離増倍作用の影響が顕著になりすぎることによってアーク放電への遷移が始まることを解明し,その抑制のためには,負イオンを生成しやすい電気負性気体を少量混合させるなどの工夫が必要であることが明らかとなった.次に(b)および(c)に関しては,現実的なチャンバー形状下でのシミュレーションにより,ダイヤモンドライクカーボン成膜に寄与する基板への炭化水素ラジカルおよびイオンの入射量,それらの比が入力電力やガス圧力の影響を解明した.

(2)プラズマ診断:当該年度では,アルゴン希釈されたメタン中のRFプラズマの基礎特性を四重極質量分析装置で,また本プラズマ中のパラメータ(プラズマ密度,電子温度)をラングミュア・プローブ法に診断を行い,本プラズマの内部構造を調査した.その結果,ダイヤモンドライクカーボン膜の硬質化に寄与する,基板へ入射する炭化水素イオン種の質量スペクトルから約10種類ほど存在しており,それらの中でもC2H5+イオンおよびCH3+イオンが約25eV程度で入射することが明らかとなった.したがって,外部条件を適切に制御することで生成される炭化水素イオン種の量や存在比を適切に制御し,その結果,ダイヤモンドライクカーボン膜の硬質化につながる可能性が示唆された.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016

すべて 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [学会発表] DLC成膜用炭化水素プラズマ基礎特性に及ぼす希釈Arガスの影響2017

    • 著者名/発表者名
      大木一真,小田昭紀
    • 学会等名
      平成29年 電気学会全国大会
    • 発表場所
      富山大学 五福キャンパス(富山県富山市)
    • 年月日
      2017-03-15 – 2017-03-17
  • [学会発表] 質量分析及びプローブによるDLC成膜用炭化水素プラズマの診断2017

    • 著者名/発表者名
      大野祐也,小田昭紀
    • 学会等名
      平成29年 電気学会全国大会
    • 発表場所
      富山大学 五福キャンパス(富山県富山市)
    • 年月日
      2017-03-15 – 2017-03-17
  • [学会発表] DLC成膜用Ar/CH4プラズマの質量分析およびプローブ診断2017

    • 著者名/発表者名
      深井駿,大野裕也,小田昭紀
    • 学会等名
      2017年 第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [学会発表] 非平衡大気圧Heグロー放電の基礎特性と径方向均一性に及ぼす不純窒素ガス濃度の影響2017

    • 著者名/発表者名
      小森郷平,小田昭紀
    • 学会等名
      2017年 第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [学会発表] DLC成膜用低圧高周波炭化水素プラズマのシミュレーション -基板への入射粒子フラックスに関する検討-2016

    • 著者名/発表者名
      大木一真,小田昭紀
    • 学会等名
      2016年度 放電学会年次大会
    • 発表場所
      東京都市大学 横浜キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-11-26 – 2016-11-26
  • [学会発表] 発光分光及び質量分析による容量結合型RF窒素プラズマの診断2016

    • 著者名/発表者名
      大野祐也,深井駿,小田昭紀
    • 学会等名
      2016年度 放電学会年次大会
    • 発表場所
      東京都市大学 横浜キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-11-26 – 2016-11-26
  • [学会発表] 四重極質量分析法によるダイヤモンドライクカーボン成膜用炭化水素プラズマの診断2016

    • 著者名/発表者名
      深井駿,大野裕也,小田昭紀
    • 学会等名
      電気学会 プラズマ/パルスパワー/放電研究会
    • 発表場所
      佐賀大学 本庄キャンパス(佐賀県佐賀市)
    • 年月日
      2016-10-20 – 2016-10-22
  • [学会発表] ダイヤモンドライクカーボン成膜用低圧高周波炭化水素プラズマの二次元流体シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      大木一真,小田昭紀
    • 学会等名
      電気学会 プラズマ/パルスパワー/放電合同研究会
    • 発表場所
      佐賀大学 本庄キャンパス(佐賀県佐賀市)
    • 年月日
      2016-10-20 – 2016-10-22
  • [学会発表] Axially-symmetric Three-Dimensional Fluid Modelling of Capacitively-Coupled Radio-Frequency TetraMethylSilane Plasmas for Silicon-containing Diamond-Like Carbon Thin-Films Deposition2016

    • 著者名/発表者名
      Akinori Oda, Kazuma Ohki, Satoru Kawaguchi, Kohki Satoh, Hiroyuki Kousaka and Takayuki Ohta
    • 学会等名
      15th International Conference on Plasma Surface Engineering
    • 発表場所
      Garmisch-Partenkirchen (Germany)
    • 年月日
      2016-09-12 – 2016-09-16
    • 国際学会
  • [学会発表] 誘電体材料特性が大気圧He/N2グロー放電基礎特性に及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      小森郷平,小田昭紀
    • 学会等名
      電気学会 平成28年基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      九州工業大学 戸畑キャンパス(福岡県北九州市)
    • 年月日
      2016-09-05 – 2016-09-06
  • [学会発表] 非平衡大気圧ヘリウムプラズマのシミュレーション-誘電体特性がプラズマ基礎特性に及ぼす影響-2016

    • 著者名/発表者名
      小田昭紀,小森郷平
    • 学会等名
      電気学会 プラズマ/放電/パルスパワー合同研究会
    • 発表場所
      岩手大学 工学部 復興祈念銀河ホール(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2016-05-26 – 2016-05-28
  • [図書] ドライプロセスによる表面処理・薄膜形成の応用2016

    • 著者名/発表者名
      表面技術協会 編
    • 総ページ数
      318
    • 出版者
      コロナ社

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公開日: 2018-01-16  

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