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プラズマ中に捕捉された微粒子の光照射による帯電制御

通过光照射等离子体中捕获的粒子进行电荷控制

基本信息

批准号：
16654094
负责人：
大野哲靖
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

プラズマ中に捕捉された微粒子群による形成されるクーロン結晶は、微粒子の運動を容易に可視化することが可能であるため、固体物性研究に大きく貢献すると期待されてきた。本研究では,レーザー光照射による帯電微粒子からの電子の脱離過程、光電効果現象を利用して、プラズマ中の微粒子の帯電量を外部より動的に制御することを目的にしている。(1)ダブルプラズマ装置中のセパレーショングリッドとアノード電位を制御することにより,微粒子の帯電過程に大きな影響を与えるプラズマ中の高温電子成分の密度を精度よく制御できることを明らかにした.0次元の粒子バランスの式を用いて,高温電子成分の発生機構に関するモデリングをおこなった.(2)微粒子の帯電量の変化による浮遊位置の変化を検出するために,透過率の良いビューイングポートの設置や拡大光学系の採用などの観測用の光学系の改良を行った.その結果,空間分解能13ミクロンでのダストの動的挙動観測を可能とした.(3)上記の光学系を用いて微粒子に運動に対する中性ガス及び帯電の遅延効果による摩擦力を実験的に調べた.摩擦力は,微粒子を捕捉するための負にバイアスされた下部電極にパルス電圧を印加し,その時の微粒子の減衰振動から算出した.高ガス圧(Ar,1Pa)領域では,理論的に予測される中性ガス圧による摩擦力と実験結果は非常に良く一致した.一方低ガス圧領域(Ar,0.5Pa以下)では,理論値よりも摩擦力が大きくなる場合と小さくなる場合が観測された.レーザーによる帯電量の変化および帯電の遅延効果を考慮して検討を行っている.

It is expected that the formation of micro-particles will be easy to visualize. The purpose of this study is to control the electron detachment process and photoelectric effect phenomenon of micro-particles irradiated with light, and to control the electric charge of micro-particles in the micro-particles irradiated with light (1)The density of high temperature electron component in micro-particle electric process is greatly influenced by the density of high temperature electron component in micro-particle electric process. The density of high temperature electron component in micro-particle electric process is precisely controlled. (2)The change of floating position in the electric field of micro-particles can be described as the improvement of optical system for measurement. As a result, the spatial decomposition energy is 13 times higher than that of the spatial decomposition energy. (3)Note that the optical system uses neutral and neutral particles to adjust the friction force. The friction force is calculated from the negative voltage of the lower electrode and the attenuation vibration of the particles. High pressure (Ar,1Pa) field is in good agreement with theoretical predictions and neutral pressure field friction field. A low pressure range (Ar,0.5Pa or less) is opposite to the theoretical value, and the friction force is measured in large and small cases. The change of the electric quantity and the delay of the electric quantity are considered in the discussion.