固体壁微小空間における高電離度マイクロプラズマの生成

在固体壁微空间中产生高度电离的微等离子体

• 批准号: 18030013
• 负责人: 藤山 寛
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Nagasaki 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18030013/
• 关键词: プラズマ; マイクロプラズマ; 小型化; 低気圧; 電離度

本研究は,低気圧,短ギャップ条件下でも生成できる2nd Harmonic ECRマイクロプラズマの生成と診断を目的として研究を行った.固体壁に囲まれた小さな閉空間プラズマでは,放電そのものが固体壁の影響を強く受けるのみならず,壁の状態がプラズマパラメータにフィードバックされ,電子の壁への損失が極めて強くプラズマパラメータに反映される.二次電子放出係数の高いMgO電極壁を有する閉空間マイクロプラズマでは,2ndHarmonic ECR条件で電子密度が最大,ECR条件で電子密度が最小となる.これはSUS電極の場合と定性的に同じ結果である.しかしながら,壁との相互作用が激しいECR条件でのマイクロプラズマは,電子密度の増加率が最大となるという興味ある結果が得られた.この考察を裏付けるように,電子の閉じ込めの良い2ndHarmonic ECR条件付近では,SUS電極をMgO電極に代えても電子密度がほとんど変化しなかった.閉空間マイクロプラズマの特徴として,シースのサイズがプラズマのサイズを超えることが挙げられる.したがって,シースの厚みが大きくなる条件,つまり低気圧,バイアス電圧の増加,ギャップ長の減少により,プラズマの生成よりも消滅が大きくなり放電が不可能となる.従来の自由空間プラズマでは電力増加や高気圧下によりプラズマ密度を高めているが,閉空間マイクロプラズマでは逆に損失が増大する.したがって,閉空間マイクロプラズマの生成には電子損失を減少させる本研究の2nd Harmonic ECR共鳴閉じ込めが効果的であることが証明された.その結果,電離度が10^<-3>になり,従来のPDPマイクロプラズマの電離度10^<-5>と比較して約2桁高い高電離度プラズマが得られた.以上により,本研究では,閉空間マイクロプラズマならではの"マイクロプラズマらしさ"である高電離度,低電子温度プラズマを生成させることができた。

This study は, low 気 圧, short ギ ャ ッ プ conditions で も generated で き る 2nd Harmonic ECR マ イ ク ロ プ ラ ズ マ の と diagnosis を purpose と し を line っ て research た. Small solid wall に 囲 ま れ た さ な closed space プ ラ ズ マ で は, discharge そ の も の が solid wall の を strong く by け る の み な ら ず, wall の state が プ ラ ズ マ パ ラ メ ー タ に フ ィ ー ド バ ッ ク さ れ, electronic の wall へ の loss が extremely め て strong く プ ラ ズ マ パ ラ メ ー タ に reflect さ れ る. The secondary electron emission coefficient is <s:1> high. The wall of the <s:1> MgO electrode has a する closed space. There is also する <s:1> ロプラズ で で,2ndHarmonic Maximal ECR conditions で electron density が and ECR で electron density が minimum と な る. こ れ は SUS electrode と qualitative に の occasions with じ results で あ る. し か し な が ら, wall と の interaction が excitation し い ECR conditions で の マ イ ク ロ プ ラ ズ マ は, electron density の rights and rate が と biggest な る と い う tumblers あ る results ら が れ た. こ の investigation in を pay け る よ う に, electronic の closed じ 込 め い 2 ndharmonic ECR の good conditions to pay nearly で は, SUS electrode を MgO style electrode に generation え て も electron density が ほ と ん ど variations change し な か っ た. Closed space マ イ ク ロ プ ラ ズ マ の, 徴 と し て, シ ー ス の サ イ ズ が プ ラ ズ マ の サ イ ズ を super え る こ と が 挙 げ ら れ る. し た が っ て, シ ー ス の thick み が big き く な る conditions, つ ま り low 気 圧, バ イ ア ス electric 圧 の rights, ギ ャ ッ プ long の reduce に よ り, プ ラ ズ マ の generated よ り も eliminate が big き く な が り discharge Can となる. 従 to の free space プ ラ ズ マ で は high power rights with や 気 圧 under に よ り プ ラ ズ マ high density を め て い る が, closed space マ イ ク ロ プ ラ ズ マ で は inverse に loss が raised bigger す る. し た が っ て, closed space マ イ ク ロ プ ラ ズ マ の generated に は を electron loss reduce さ せ る の 2 nd Harmonic in this study ECR resonance closed じ 込 め が unseen fruit で あ る こ と が prove さ れ た. そ の as a result, the degree of ionization が 10 ^ < - > 3 に な り, 従 to の PDP マ イ ク ロ プ ラ ズ マ の ionization degree of 10 ^ < 5 > と compare し て about 2 girder high い high ionization degree プ ラ ズ マ が must ら れ た. Above に よ り, this study で は, closed space マ イ ク ロ プ ラ ズ マ な ら で は の "マ イ ク ロ プ ラ ズ マ ら し さ" で あ る high ionization degree, low electron temperature プ ラ ズ マ を generated さ せ る こ と が で き た.

项目成果

Inner Coating of Long Narrow Tube by Scanning 2nd Harmonic ECRMicro Plasmas

扫描二次谐波 ECR 微等离子体制备长窄管内涂层

• 发表时间: 2007
• 期刊: Pfoc. of the 6th Asia-Europe Internatiollal Symposium on Plasma Surface Engineering vol.1
• 作者: K. Yan;Y. Nitta;T. Nakatani and H. Fujiyama
• 通讯作者: T. Nakatani and H. Fujiyama

Inner Wall Coating of Narrow Tubes, by Scanning Second Harmonic ECRMicro Plasmas,

通过扫描二次谐波 ECRMicro 等离子体进行窄管内壁涂层，

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proc. of the 6th Asia-Europe Intermational Symposium on Plasma Surface Engineering vol.1
• 作者: Y. Nitta;K. Okamoto;T. Nakatani and H. Fujiyama
• 通讯作者: T. Nakatani and H. Fujiyama

Low-Pressure Microplasmas and Their Application to Tube Inner Coating, (2007.10)

低压微等离子体及其在管内涂层中的应用，(2007.10)

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proc. of International Workshop on Microplasma Tainan, Taiwan vol.1
• 作者: Fujiyama;T. Nakatani;Y. Nitta;M. Shinohara;F. Iza and J. K. Lee
• 通讯作者: F. Iza and J. K. Lee

Inner Wall Coating of Narrow Tubes by Low-pressure and High Frequency Micro-plasma

低压高频微等离子体窄管内壁涂层

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proc. of 8th APCPST＆SPSM19
• 作者: T.Saida;M.Sasao;M.Isobe;A.V.Krasilnikov;R.Kumazawa;T.Mutoh;T.Watari;T.Seki;K.Saito;M. Sasao;笹尾真実子;M. Sasao,;M. Sasao;M. Sasao^1;M. Sasao;M. Sasao;M. Sasao;K. Okada;S.KITAJIMA;S. KITAJIMA;H.Fujiyama;Y.Nitta;Y.Nitta
• 通讯作者: Y.Nitta

Low-pressure Microplasmas,3^<rd>International Workshop on Microplasmas

低压微等离子体，3^<rd>微等离子体国际研讨会

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of 3^<rd>International Workshop on Microplasmas
• 作者: H.Fujiyama;D.Kurogi;Y.Furue;H.Uchida;Y.Nitta;T.Nakatani;F.Iza;J.K.Lee
• 通讯作者: J.K.Lee