微重力反応性プラズマ中の微粒子成長

微重力反应等离子体中的微粒生长

• 批准号: 15654082
• 负责人: 渡辺 征夫
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kyushu 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-15654082/
• 关键词: 微重力; プラズマプロセス; 結晶シリコンナノ微粒子; プラズマスパッタリング; ナノ構造制御; カーボン微粒子; スパッタリング; 収率; 自己組織化

本研究は,中性ナノ粒子の存在位置・滞在時間が拡散でのみ決定される「微重力反応性プラズマ」中でのナノ粒子の発生・成長機構を,特にナノ粒子の構造形成過程に焦点を絞り,実験的に明らかにすることを目的としている.今年度は,結晶シリコンナノ粒子の付着確率と輸送効率について明らかにするため,一次元ガス流において結晶シリコンナノ粒子作製を行った.気相中で発生した微粒子を捕集して透過型電子顕微鏡で観察した結果,サイズが2nm以上の単結晶シリコンナノ粒子の付着確率はほぼ100%であることが明らかになった.また,輸送効率は,ガス流速とナノ粒子の拡散速度に支配されており,重力はほとんど影響を及ぼさないことが明らかになった.また,他の材料への展開を目的として,カーボン微粒子の発生・成長機構について明らかにするため,重力下におけるカーボン壁と水素プラズマ相互作用による微粒子発生についても実験を行った.その結果,ナノメートルサイズのカーボン微粒子が大量に生成していること,カーボン壁の構造の違いにより生成量が変化することを明らかにした.ナノ粒子の付着確率及び輸送効率を明らかにすることは,ナノ微粒子を構造材としたナノ構造形成という,新しいプラズマプロセスへの展開への足がかりになると考えられる.

In this study, the mechanism of particle formation and growth is discussed in the microgravity reactivity model, especially in the structure of particles. In this year, the crystal particles of the accuracy rate and transport efficiency of the first element flow in the crystal particles of the production process. The detection results of transmission electron microscope showed that the accuracy of single crystal particles above 2 nm was 100%. The transport efficiency is controlled by the velocity of the particles and the dispersion velocity of the particles, and the gravity is affected by the particle. In addition, the development of other materials is aimed at the development of micro-particles. The growth mechanism of micro-particles is characterized by the interaction between gravity and water. As a result, a large number of micro-particles were generated in the structure of the wall. The accuracy and transport efficiency of particles are discussed in detail. The structure formation of particles is discussed in detail.

项目成果

Production of crystalline Si nano-clusters using pulsed H_2+SiH_4 VHF discharges

利用脉冲H_2 SiH_4 VHF放电制备晶体硅纳米团簇

• 发表时间: 2005
• 期刊: Thin Solid Films (in oress)
• 作者: Tomohide Kakeya;Kazunori Koga;Masaharu Shiratani;Yukio Watanabe;Michio Kondo
• 通讯作者: Michio Kondo

Nano-particle formation due to interaction between H_2 plasma and carbon wall

H_2等离子体与碳壁相互作用形成纳米颗粒

• 发表时间: 2005
• 期刊: Thin Solid Films (in press)
• 作者: Kazunori Koga;Yasuhiro Kitamura;Masaharu SHiratani;Yukio Watanabe;Akio Komori
• 通讯作者: Akio Komori

Si Nano-Particles Formed in Plasmas under Microgravity and One G Conditions

微重力和 1 G 条件下等离子体中形成的硅纳米颗粒

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proc.of International Workshop on Plasma Nano-Technology and Its Future Vision
• 作者: Masaharu Shiratani;T.Kakeya;K.Koga;Yukio Watanabe
• 通讯作者: Yukio Watanabe

M.Shiratani, T.Kakeya, K, Koga, Y.Watanabe: "Si Nano-Particles Formed in Plasmas under Microgravity and One G Conditions"Proc.of International Workshop on Plasma Nano-Technology and Its Future Vision. 38 (2004)

M.Shiratani、T.Kakeya、K、Koga、Y.Watanabe：“微重力和一 G 条件下等离子体中形成的硅纳米颗粒”Proc.of 国际等离子体纳米技术及其未来愿景研讨会。