プラズマ中負イオン計測法の研究

昨年度に引続きプラズマ中の負イオン計測法としてプローブ法、音波法を研究し以下の成果を得た。1.シングルプローブ法において従来の飽和電流比法の曖昧さを克服するため、特性の二次微分から負イオンピークを同定する方法を更に定量化した。空間電位でのプローブ特性の曲がりを現象論的に把握し負イオンピークの現れ方をシミュレートした式を実験データとfittingし熱的電子の温度、負イオン温度、および非熱的電子、負イオン密度/熱的電子密度比を決定した後、ボーム限界を解きこれと正イオン電流より各成分の密度を決定、最後に電子飽和電流によって妥当性を検証する反復過程によりプラズマパラメタを決定する診断法を開発した。本研究で得たこの負イオン含有プラズマのプローブ測定法は第19回電離気体国際会議で発表の予定で論文を発送した。2.昨年度開発した磁場により電子を除去する型の負イオン敏感プローブについては楔型開口の正確な解析的表式を提示、更に実験に適合した窓型開口の積分表示も与え出版した。このプローブは任意の負イオン温度において負イオンプラズマの診断に供し得る。負イオン含有プラズマ中のダブルプローブの特性を解析、従来法の修正理論を発表。質量の重い負イオン程、特性は負イオン密度比αに敏感でなくなり、H^-の場合α<0.99まで数%の誤差範囲内で従来法で電子温度を決定出来る事、先に開発した微分法が有効な事を明らかにした。3.イオン音波法については伝播時間の計測を行いSF_6、O_2プラズマにおいてプローブ法と比較検討した。本方法はプローブ法のクロスチェックに適用性のある事、α〜1のプラズマにおいて伝播波形が反転し、これから負イオン優勢プラズマの同定が可能となる結果を得た。

昨年度に引続きプラズマ中の負イオン計測法としてプローブ法、音波法を研究し以下の成果を得た。1.シングルプローブ法において従来の飽和電流比法の曖昧さを克服するため、特性の二次微分から負イオンピークを同定する方法を更に定量化した。空間電位でのプローブ特性の曲がりを現象論的に把握し負イオンピークの現れ方をシミュレートした式を実験データとfittingし熱的電子の温度、負イオン温度、および非熱的電子、負イオン密度/熱的電子密度比を決定した後、ボーム限界を解きこれと正イオン電流より各成分の密度を決定、最後に電子飽和電流によって妥当性を検証する反復過程によりプラズマパラメタを決定する診断法を開発した。本研究で得たこの負イオン含有プラズマのプローブ測定法は第19回電離気体国際会議で発表の予定で論文を発送した。2.昨年度開発した磁場により電子を除去する型の負イオン敏感プローブについては楔型開口の正確な解析的表式を提示、更に実験に適合した窓型開口の積分表示も与え出版した。このプローブは任意の負イオン温度において負イオンプラズマの診断に供し得る。負イオン含有プラズマ中のダブルプローブの特性を解析、従来法の修正理論を発表。質量の重い負イオン程、特性は負イオン密度比αに敏感でなくなり、H^-の場合α<0.99まで数%の誤差範囲内で従来法で電子温度を決定出来る事、先に開発した微分法が有効な事を明らかにした。3.イオン音波法については伝播時間の計測を行いSF_6、O_2プラズマにおいてプローブ法と比較検討した。本方法はプローブ法のクロスチェックに適用性のある事、α〜1のプラズマにおいて伝播波形が反転し、これから負イオン優勢プラズマの同定が可能となる結果を得た。