ソノプラズマによる単結晶ダイヤモンドの形成

声等离子体形成单晶金刚石

• 批准号: 15656059
• 负责人: 豊田 洋通
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15656059/
• 关键词: 液中プラズマ; 超音波; 電磁波; 音響; ソノルミネッセンス

本年度は,液中プラズマで2通りの方法を用いてダイヤモンド単結晶の形成を試み,以下の成果を得た.[1]アルコール水溶液中プラズマを用いたダイヤモンド形成実験この実験では,炭素ラジカル供給源のアルコールを水に溶かして,液体で水素ラジカルリッチなC_2ラジカルプラズマを形成し,ダイヤモンドの形成を試みた.アルコールとしては,メタノールおよびエタノールを用い,水素供給源として純水を使用して,炭化水素と純水の混合比を変化させて,形成物の走査電子顕微鏡写真およびラマンスペクトル分析を行った.また,各実験条件下でのプラズマの発光スペクトルを測定し,形成物の炭素の結合状態と発光スペクトルの関連を調べた.当初,水は水素ラジカルのみ供給して,非晶質炭素のエッチングを行うと予想していたが,水酸基ラジカルや酸素ラジカルも多量に発生させるため,結晶のダイヤモンドの成長も阻害することがわかった.液体中でダイヤモンドを高速に成長させるためには,水素のみのラジカルを多量に供給できる方法が必須であることがわかった.[2]ダイヤモンド空間形成実験超音波と電磁波の場の解析により音響気泡の形状と位置を制御しながら,形成されたダイヤモンドを常に空間中に滞在させ,超高温・高圧力の場をダイヤモンド表面に常に滞在するようにしながら,ダイヤモンド単結晶の形成(ホモエピタキシャル成長)を行う装置の製作を行った.空間中に超音波により捕捉させた気泡中に電磁波を照射すると液中プラズマが発生したが,ハイスピードカメラによる撮影と,気泡の運動の数値計算解析より,プラズマは,超音波の振動よりもかなり遅い周期で振動することが判明した.超音波の振動とプラズマの振動を同期させるためには,更なる高パワーの超音波を使用する必要があることがわかった.そのプラズマにより空間形成された粒子はナノチューブであることがわかった.

This year, the method of liquid crystal formation was used to test the formation of single crystal, and the following results were obtained. [1]The carbon source is dissolved in water and the liquid element is dissolved in water. The carbon source is dissolved in water and the liquid element is dissolved in water. The water element supply source and purified water use, carbonized water element and purified water mixing ratio change, the formation of the investigation electronic microscope photo, the analysis of the formation. In addition, the light emission characteristics of the carbon formed under various conditions were determined, and the correlation between the binding state and the light emission characteristics of the carbon formed was adjusted. At the beginning, water is supplied to the amorphous carbon, and the amorphous carbon is expected to grow in large quantities, and the crystalline carbon is prevented from growing. The method of high speed growth in liquid medium and high quantity supply of water element is necessary. [2]The analysis of ultrasonic wave and electromagnetic wave field, the control of shape and position of acoustic bubble, the formation of ultrasonic wave and electromagnetic wave field, the formation of ultrasonic bubble and electromagnetic wave field. The ultrasonic wave in space is captured in the bubble, the electromagnetic wave is irradiated in the liquid, and the numerical value of the bubble motion is calculated and analyzed, and the vibration of the ultrasonic wave is determined. The vibration of ultrasonic waves is necessary.そのプラズマにより空间形成された粒子はナノチューブであることがわかった.