ガス流および熱輸送を考慮したマイクロプラズマのモデリング

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究は先の研究(「マイクロプラズマ形成におけるガス種およびガス温度の影響評価」平成16-17年度特定公募)で得られた結果を踏まえ,各種応用が期待される細管マイクロプラズマにおいて,分子性材料ガスを想定した熱輸送モデルを構築するとともに,流速,ガス温度およびプラズマ構造の相関を明らかにしていくものである。本年度は昨年度の研究結果を踏まえ,(1)キャピラリー型マイクロプラズマにおけるジェット領域の実験的考察,(2)ジェット型直流マイクログロー放電のシミュレーション,及び(3)窒素マイクロプラズマの形成状態に対する印加電圧波形の影響評価を行った。(1)に関しては,キャピラリー型マイクロプラズマ生成装置を用いて,プラズマ及びジェ・ット領域における放電状態を観測し,ガス圧による放電形成機構の違いを考察した。(2)に関しては,ノズルからのガス流を考慮した直流マイクログロー放電を模擬し,生成されたプラズマやジェット気流の形成状態を定量的に示した。シース領域近傍のイオン衝突によるガス加熱及び気流加速がジェット気流の形成に重要であることを示唆した。(3)に関しては,パルス駆動による窒素マイクロプラズマの安定形成において,壁電荷形成の寄与を定量化した。また,高周波駆動による安定形成の共通点として,実効的電圧印加時間の減少を見出した。なお,本研究の関連成果は,学術投稿論文(Jpn.J.Appl.Phys.)及び国内外学会の講演会にて発表されている。以上のことから,本研究では当補助金を有効に活用し,確実に到達目標を達成できたと思われる。