2005 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ波励起による超高密度マイクロプラズマの生成とその極短波長光源への応用
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15075205
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
河野 明廣 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40093025)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 浩一 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (50235248)
荒巻 光利 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50335072)
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| Keywords | マイクロプラズマ / 高気圧グロー放電 / 希ガスエキシマー / 真空紫外光源 / ECRプラズマ / 熱輸送 / 流体力学シミュレーション |
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| Research Abstract |
マイクロ波励起の高圧マイクロギャッププラズマおよび低圧マイクロECRプラズマを高輝度極短波長光源に応用するための研究を進めている。マイクロギャッププラズマでは,VUV発光する希ガスエキシマーを効率よく生成するためにガス温度を下げることが重要である。昨年度の予備的結果の報告と異なり,プラズマ・壁によるガスの強い局所的加熱・冷却があっても重力が無ければガス中に対流は誘起されないことを理論的に明らかにした。シミュレーションにおいて,ガス中に強い温度勾配があると,流体方程式の離散化のしかたによっては偽の力による偽の対流が起こることがわかった。この点を正したコードにより再度熱輸送シミュレーションを行い,空気及びHe/N_2放電のガス温度特性の測定結果が理解できることを示した。プラズマ中に確実にガス流を導入でき,かつ,真空紫外光の取り出しが容易な構造として,ナイフエッジ先端部にガス吸入スリット持つ新電極系を設計・製作した。新電極系を用いたAr放電では,流れによるガス冷却効果が確実に現れることがAr_2エキシマー発光強度の振る舞いから明らかになった。マイクロECRプラズマについては,トムソン散乱法を用いArプラズマの電子密度・電子温度計測を行った。マイクロ波電力160W,圧力〜1mTorrにおいて,電子温度〜4eV,電子密度10^<12>cm^<-3>の高密度プラズマが得られることがわかったが,より密度を上げ,多価イオン発光によりVUV〜EUVの多様なスペクトルを得るためには,高パワーを印加してもプラズマが不要部に広がらないように装置を改良する必要がある。この改良を進めている。マイクロギャッププラズマ,マイクロECRプラズマともに,2.45GHz励起に加え,10GHz励起の新放電装置を作製し,プラズマ発生を確認するとともに,周波数効果の学術的解明およびパフォーマンス向上のための実験を開始した。
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