炭素薄膜形成のための表面磁場閉じ込めプラズマ発生装置における電子温度の制御

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プロトタイプの表面磁場閉じ込めプラズマ発生装置を参考にし、表面磁場をより強く作り出すように永久磁石をサマリウムコバルトに代えた。この結果磁石は小さくなり、なおかつ磁石間の中点に磁場強度の鞍点が生じ、この鞍点の近傍が875ガウスになり、新たに設置したマイクロ波2.45GHzに対して電子サイクロトロンの共鳴が起きるための必要条件を与えるようにした。またフィラメント放電を併用しているので表面磁場の対称性をフィラメントにももたせて、空間中の特異的エレメントを少なくした。マイクロ波電力投入時の計測手段として読込時刻設定式のラングミュアプロープ法を使用した。主に水素で性能比較データを採った後、メタンガスを導入して炭素薄膜を作成した。新しい表面磁場配位に対して、電子温度、電子密度、電子エネルギー分布を計測した結果、電子密度が5倍になって、高いエネルギー部にある電子数も増えた。これは粒子閉じ込めが良くなっていることを示している。マイクロ波投入時には現段階では電子温度電子密度には上昇が見られていないが、これはまだインピーダンス整合またはアンテナ形状が不適切であるためで、今後のすぐに解決すべき課題となっている。メタンガスを導入している際に発光分析と質量分析に基づく粒子数計測を行い、メタンの解離速度を算出し、ラングミュアプローブデータからの解離速度との比較を行っている。両者は良い一致を示している。