磁気フィルタ-付バケット型プラズマ源を用いた反応性プラズマの制御

使用带磁性过滤器的桶型等离子体源控制反应等离子体

• 批准号: 01632516
• 负责人: 福政 修
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01632516/
• 关键词: 反応性プラズマ; バケット型プラズマ源; 磁気フィルタ-; プラズマグリッド; 電子エネルギ-分布制御; 負イオン生成; 粒子シミュレ-ション

バケット型プラズマ源に可動型の磁気フィルタ-を付加した放電容器を用い、本研究では磁気フィルタ-並びに新たに考案したプラズマグリッドによる電子エネルギ-分布を中心とするプラズマパラメ-タの空間的制御について検討した。以下に本年度に得られた結果を要約する。1.磁気フィルタ-によりプラズマは二分され、上流側でフィラメントのあるプラズマ生成域は高速一次電子を大量に含んだ高密度で高電子温度のプラズマ状態となり、各イオン種・ラジカル種の生成に適している。一方、下流側の拡散プラズマ域は高速電子が完全に除去された低電子温度のプラズマとなり成膜に適したプラズマ状態となっている。2.拡散プラズマ域に新たにプラズマグリッドを設けたが、グリッド電位の変化で成膜域のプラズマパラメ-タが容易に制御できる。3.プラズマパラメ-タが大きく異なるプラズマ生成域と成膜域とは磁気フィルタ-を移動することで、その空間的分布を自由に変えられる。また、水素とアルゴンについて実験を行ったが、電子エネルギ-分布関数を始めとするプラズマの制御に関しては同様の結果が得られた。4.実験結果によれば、磁気フィルタ-は高速電子のみを選択的に反射させている。この現象を静電近似による2次元の粒子シミュレ-ションを用いて検討し、実験と定性的に一致する結果を得た。例えば、電子の拡散係数は粒子速度の増加と共に減少する。即ち、低エネルギ-電子と比較して高エネルギ-電子の方がより磁気フィルタ-によって閉じ込められる。これは、揺動電場によるE×Bドリフトが、有限ラ-マ効果のために、低速電子に対してより大きくなるためである。今後はメタンガスを用いた実験にて(1)磁気フィルタ-による反応の空間選択性、(2)反応に及ぼす質イオンの影響、シミュレ-ションにて(3)磁気フィルタ-の役割、(4)シ-ス形成への質イオンの影響、を検討する。

Source type バ ケ ッ ト プ ラ ズ マ に movable type magnetic 気 の フ ィ ル タ を pay plus し た capacitor を い, this study for the で は magnetic 気 フ ィ ル タ - and び に new た に test case し た プ ラ ズ マ グ リ ッ ド に よ る electronic エ ネ ル を ギ - distribution center と す る プ ラ ズ マ パ ラ メ - タ の suppression of the space に つ い て beg し 検 た. The following に results of に for the current year を offer する. 1. Magnetic 気 フ ィ ル タ - に よ り プ ラ ズ マ は binary さ れ, upper side で フ ィ ラ メ ン ト の あ る プ ラ ズ field generated マ は a high-speed electronic を contains a large number of に ん だ high-density で high electron temperature の プ ラ ズ マ state と な り, various イ オ ン kind of · ラ ジ カ ル kind の generated に optimum し て い る. Side and low side の company, scattered プ ラ ズ マ domain は high-speed electronic が に completely remove さ れ た low electron temperature の プ ラ ズ マ と な り film-forming に optimum し た プ ラ ズ マ state と な っ て い る. 2. The company, scattered プ ラ ズ マ domain に new た に プ ラ ズ マ グ リ ッ ド を set け た が, グ リ ッ ド potential の variations change で film-forming domain の プ ラ ズ マ パ ラ メ - タ が easy に suppression で き る. 3. プ ラ ズ マ パ ラ メ - タ が big き く different な る プ ラ ズ field generated マ と film-forming domain と は magnetic 気 フ ィ ル タ - を mobile す る こ と で, そ の space distribution を free に - え ら れ る. ま た, water element と ア ル ゴ ン に つ い て be 験 を line っ た が, electronic エ ネ ル ギ - beginning number distribution masato を め と す る プ ラ ズ マ の suppression に masato し て は with others の results ら が れ た. 4. Experimental results: によれば, magnetic atmosphere: フィ タ タ- <s:1> high-speed electrons: <s:1> みを select に reflection of 択 させて る る る る. こ の phenomenon を electrostatic approximation に よ る 2 dimensional の particle シ ミ ュ レ - シ ョ ン を with い て beg し 検, be 験 と qualitative に consistent す た を る results. For example, えば, the dispersion coefficient of electrons 拡, the particle velocity <s:1> increases と and に decreases する. Namely ち, low エ ネ ル ギ - electron と し て high エ ネ ル ギ - electronic の party が よ り magnetic 気 フ ィ ル タ - に よ っ て closed じ 込 め ら れ る. Electric field に こ れ は, 揺 よ る E x B ド リ フ ト が, limited ラ - マ unseen fruit の た め に, low-speed electronic に し seaborne て よ り big き く な る た め で あ る. Future は メ タ ン ガ ス を with い た be 験 に て (1) magnetic 気 フ ィ ル タ - に よ る anti 応 sentaku の space, (2) the 応 に and ぼ す qualitative イ オ ン の influence, シ ミ ュ レ - シ ョ ン に て (3) magnetic 気 フ ィ ル タ - cut, (4) シ の service - ス form へ の qualitative イ オ ン の influence, を beg す 検 る.

项目成果

Osamu Fukumasa: "Numerical study on tandem source for production of negative ions" J.Phys.D:Appl.Phys.22. 1931-1934 (1989)

Osamu Fukumasa：“负离子产生串联源的数值研究”J.Phys.D:Appl.Phys.22。

繁山直樹: "磁気フィルタ-によるバケット型プラズマ源内のプラズマパラメ-タの制御" 山口大学工学部研究報告. 40. 213-222 (1989)

Naoki Shigeyama：“使用磁性过滤器控制桶状等离子体源中的等离子体参数”山口大学工程学院研究报告 40. 213-222 (1989)。

酒井広隆: "磁気フィルタ-による電子エネルギ-分布の空間的制御" 山口大学工学部研究報告. 41. (1990)

Hirotaka Sakai：“磁性滤波器对电子能量分布的空间控制”山口大学工学部研究报告41。（1990）