2020 Fiscal Year Annual Research Report
Non-linear acceleration mechanism of photo-interaction of ultraviolet diodes and advanced materials
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18H01627
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
堀澤 秀之 東海大学, 工学部, 教授 (30256169)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 知行 東海大学, 工学部, 講師 (30758496)
山口 滋 東海大学, 理学部, 教授 (40297205)
船木 一幸 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (50311171)
中山 宜典 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 教授 (80532770)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 紫外光とプラスチック樹脂の相互作用 / 光解離反応に伴う推力発生 / 光解離反応に伴う分子流発生 / 小型人工衛星用推進システム / 紫外光を利用するプラズマ源 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，紫外発光ダイオード（uv-LED）が発するuv光と低結合エネルギーの有機ポリマーや低仕事関数の無機材料との非線形的な光相互作用により，プラズマ（中性原子・分子を含む）を発生（プラズマ源）および加速（推進機）する物理機構を理論的および実験的に解明し，最適なプラズマ発生条件について検討し，さらに工学的応用を追求することを目的とする．2019年度は主として推進システムの作動実験を行った．また，予算は主としてガス分析装置に充当した．また，Gaussianを用いた第一原理シミュレーションの構築に取り組んだ．具体的には以下の通りである．
課題１．uv-LEDと先進材料の非線形光相互作用の物理機構の理論的解明：第一原理分子動力学シミュレーション，課題２.uv-LEDと先進材料の非線形光相互作用の物理機構の実験的検討１：気体生成特性評価：評価システムの構築，課題３.uv-LEDと先進材料の非線形光相互作用の物理機構の実験的検討２：被照射材料表面の分析，課題４．推進性能の評価（推進剤消費率・推力測定）：推進機としての最適条件を検討する，課題５．uv光と低仕事関数の金属や無機材料との光相互作用の実験的検討．
これらの課題は相補的関係にあり，物理機構検証上何れも不可欠である．なお，本研究で目指す最適条件（uv波長・材料の組合せ）は，a)推力の最大値を得る条件，b)材料表面の質量消費率の最大値を得る条件，c)比推力の最大値を得る条件，d)プラズマ速度の最大値を得る条件，などを目的とした活動を実施した．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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