複合プラズマの生成と反応の制御

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究はプラズマ内の複雑な反応を単純な反応に分離して観測、制御するために、また今後の発展が予想される多元系物質の作成とその物性の制御を可能にするために、必要となるプラズマの時定数並びにプラズマの有効長の概念を確立すること、および、それらを活用するための新しいプロセス即ち、パルスプロセス、複合プラズマプロセス等の基礎を確立することを目的としており、従来にない精密にプラズマを制御する方式の確立を目指している。本年度の成果は以下の通りである。1.マイクロ波プラズマにおいても直流放電の場合と同様に、電子温度が制御出来ることを実証する目的で、マイクロ波電流の商用周波入力を双方向サイリスタを用いて、マイクロ波出力をパルス変調することにより、NeーHg放電管の発光色の変化から電子エネルギー分布が制御されていることを確認した(板谷、八坂、久保)。2.水素、Arなどをキャリアガスとするプラズマに、原料ガスをパルス的に導入して解離や生成の時間的変化を観測することにより、プラズマによる反応の時定数即ち反応速度係数の測定が可能であることを示し、解離特性について、実験値をガスの解離断面積と比較して、この方法の有効性を示すと共に、解離係数の未知のガスに対して実際のプラズマで直接に測定できる道を開いた(板谷、八坂、久保)。3.原料ガスの電子による解離特性の違いを克服するために、シラン系のガスは高周波により、メタン系のガスはマイクロ波により別々に解離して、Si_xC_<1ーx>をxの広い範囲にわたり自由に作成する方法について実験を行い、その可能性を実証した(松波、冬木、吉本)。4.小形ホロー陰極プラズマ源を束ねて、大直径または多元系物質作成に敵したプラズマリアクターとする開発を目的とし、とくに補助陽極を追加した場合の特性を調べた(真瀬、池畑)。