权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Precise structure control of nano-composite films in low-temperature plasma reaction field with fast flow

快流低温等离子体反应场纳米复合薄膜的精确结构控制

基本信息

批准号：
21H01076
负责人：
内田儀一郎
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Meijo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

低温プラズマ反応性流れ場に関して、ガス流速を実験パラメータとし、ナノ粒子生成・配列現象を系統的に解析する。実験では比較的ガス圧力の高いサブTorrレンジでのプラズマスパッタリングプロセスにおいて、材料原子の供給源となるスパッタ電極の後方から成膜基板方向に放電ガスを供給し、プラズマ反応空間にガス流れを形成する。昨年度はプラズマ源(スパッタ源)を基板に向けて2つ設置し、2つのプラズマ反応流れ場をもつ実験系を構築した。放電Arガス圧力を0.3 Torrに固定し、各スパッタ源からのガス流量を25-250 sccmと高範囲に変化させて実験を行った。スパッタターゲット材料にはGe半導体とSn金属を用いた。低ガス流速から高ガス流速への変化に伴い、Ge/Ar発光強度比が大きく減少し、プラズマ密度や電子温度などのプラズマパラメータの変化が示唆された。下流で作製された薄膜に関して、低ガス流速のプラズマ反応場では、GeSnナノ粒子が凝集したナノ構造膜が形成された。一方、高ガス流速のプラズマ反応場では、直径100ミクロン程度のナノピラーが規則的に配列した特異的なナノ構造膜となった。また結晶性に関して、高ガス流速の条件でSn金属の結晶化が観測され、ナノピラーの一部がSn結晶であることが明らかになった。このようにプラズマ反応流れ場のガス流速で、ナノ構造体の形状と結晶性を多様に制御できることを新たに見出した。さらに応用展開として、高ガス流速プラズマ反応場で作製したGeSnナノピラー構造膜を負極とするLiイオン電池を試作し容量を評価した。その結果、50回の充放電サイクル後で約700 mAh/gの高容量となり、従来のカーボン負極電池の約2倍の値を得た。

Low temperature reactive flow field, flow velocity, particle generation and alignment phenomena In this case, the source of the material atoms and the direction of the film forming substrate are relatively high in pressure and high in pressure. The source of the material atoms and the reverse space are formed. Last year, the substrate was set up and the reverse flow field was constructed. The discharge pressure is 0.3 Torr, and the flow rate is 25-250 sccm. Ge semiconductor and Sn metal Low flow rate, high flow rate, high Ge/Ar emission intensity ratio, low density, high electron temperature, high density, high density Downstream flow is controlled by thin film, low flow rate, high temperature and high temperature. A square, high-speed flow rate, anti-reflection field, diameter, 100 degrees, regular arrangement, special structural film Crystallization of Sn metal under conditions of high flow rate and crystallization of Sn metal The shape of the structure and the crystallinity of the structure are different. For example, the development of high flow rate, high temperature, high temperature, As a result, after 50 cycles of charging, the high capacity of about 700 mAh/g was obtained, and the value of about 2 times that of the electrode battery was obtained.

项目成果

期刊论文数量（23）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

High-capacity Li ion battery with nanostructured Ge and GeSn anode fabricated in the low temperature plasma process

采用低温等离子体工艺制造的纳米结构 Ge 和 GeSn 阳极的高容量锂离子电池

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
関山明;野末悟郎;藤原秀紀;田村隆治;G. Uchida
通讯作者：
G. Uchida

Fabrication of Si nanowire by using sub-Torr He plasma sputtering process

采用亚托氦等离子体溅射工艺制备硅纳米线

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
G. Uchida;K. Masumoto;M. Sakakibara;R. Hanai;T. Yamada;M. Kiga
通讯作者：
M. Kiga

プラズマ生成ナノ粒子を用いた2次電池応用

使用等离子体产生的纳米颗粒的二次电池应用

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
内田儀一郎
通讯作者：
内田儀一郎

High electrical conductivity LiAlGePO films deposited by plasma co-sputtering for Li-ion battery application

等离子体共溅射沉积的高导电率 LiAlGePO 薄膜在锂离子电池中的应用

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
G. Uchida;J. Hayashi;Y. Habu;K. Nagai
通讯作者：
K. Nagai

Next-generation Li-ion battery achieved by the low temperature plasma process

采用低温等离子体工艺实现的下一代锂离子电池

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shih‐Nan Hsiao;Nikolay Britun;Thi-Thuy-Nga Nguyen;Takayoshi Tsutsumi;Kenji Ishikawa;Makoto Sekine;Masaru Hori;G. Uchida
通讯作者：
G. Uchida