パルス法、フロー法、およびビーム法によるプラズマ内反応素過程の研究

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反応性プラズマの制御を行うためには、プラズマ内反応素過程を明らかにしその素過程の断面積または速度定数、反応生成物についての系統的な研究を行うことが不可欠である。本研究ではこの目的にもっとも適していると考えられるパルス法、フロー法、ビーム法を互いに相補的に用いて、励起希ガス原子からシラン、ジシラン、ゲルマンなどの分子へのエネルギー移動過程、電子衝突によるこれら分子の励起・解離過程、そして電子付着過程について研究を行うことを目的とした。本年度の実施計画に基づきパルス法により励起ヘリウム・アルゴン原子から上記分子へのエネルギー移動過程の断面積絶対値を励起原子の電子的励起状態を選別して測定するとともに、フロー法を用いた生成物からの発光の分光を行ってこの反応の生成物の種類・状態について明らかにした。また放射光を用いたパルス同時計数測定系を確立し予備的な実験を行った。ビーム法を用いた実験については、電子と多原子分子との衝突における解離的イオン化過程を明らかにするための電子・イオン同時計数装置の製作を完了し予備的なデータの取得を行った。またシラン・ジシラン等の分子と低速電子との衝突における弾性散乱、振動励起過程について低速電子のエネルギー損失分光法により角度微分断面積の測定を行い、これらの分子における共鳴過程・三重項励起などの現象をはじめ見出した。最後にパルス法による電子付着過程の研究についてはマイクロ波空洞法を用いることにより種々の分子への付着速度定数を測定するとともにマイクロ波加熱法を確立し、付着過程の電子エネルギー依存性を調べることに成功した。以上により本年度の研究計画はそれぞれの手法を相補的に用いることにより遅滞なく、かつ効率的に逐行された。