Auger放出を考慮した静電プローブによる高気圧プラズマの励起原子密度測定

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15654080
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 神藤 正士 静岡大学, 工学部, 教授 (60023248)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荻野 明久 サテライトベンチャビジネスラボラトリ, 非常勤研究員 ; TEREBESSY Tibor 静岡大学, 大学院・電子科学研究科, 外国人特別研究員 ; 松尾 広伸 静岡大学, 工学部, 助手 (70293610)
• Keywords: 電極マイクロ波プラズマ / マイクロ波プラズマトーチ / 沿面放電 / Auger効果 / 高圧非熱平衡プラズマ / 熱プラズマ

Research Abstract

高圧非熱平衡プラズマの発生方法は、実績のあるバリア放電を除けば未開拓で手探りの状況にあり、用途に合わせて種々の発生方法が試みられている。本研究では、現有の高圧非熱平衡プラズマの発生方法に改良を加え、放電容積は限られているものの定常で安定なプラズマの発生に目処を付けた。
本年度では、(1)電極マイクロ波プラズマ、(2)マイクロ波プラズマトーチと(3)沿面放電について、装置の製作と実験を行った。(1)では非熱平衡プラズマが得られ、(2)では熱プラズマが得られる。これらのプラズマを対象として、高圧下やのAuger効果を考慮したプラズマパラメータの測定に取り掛かっている。計測上の課題として、ラングミュアプローブをプラズマに近づけるとマイクロ波電磁界分布が乱されてプラズマの形状が変化する点にある。現在はこの現象を除去できる方法を検討している。
(3)については、この放電により低消費電力で大面積の非熱平衡プラズマが得られるためにオゾナイザーや有機材料表面の改質、除菌・滅菌など、種々の分野に応用されるようになり、プラズマパラメータの測定は重要となっている。しかし、放電発光強度も微弱である上、微小なストリーマ状放電の集積でプラズマが維持されるために、プラズマパラメータの測定が極めて困難な状況にある。本研究ではプローブによる計測を検討している。このため先ず、市販の銅メッキポリエチレン板を使って安定な放電が得られる大気圧沿面放電装置の製作を行った。放電特性を得るには、電極間隔、使用する誘電体板の誘電率とTanδ、印加する高周波電圧などが複雑に絡んでおり、安定な放電には最適な組み合わせが必要であることが判った。
本研究では、目標である高圧プラズマのプローブ測定で実績を上げるために、(1)のプラズマでの測定を優先して行う計画に沿って、研究を進める予定である。