ヘリコン波による高密度プラズマ生成のための高効率アンテナの開発

开发利用螺旋波产生高密度等离子体的高效天线

• 批准号: 05780355
• 负责人: 坂和 洋一
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05780355/
• 关键词: ヘリコン波; 方位角モード; ヘリカルアンテナ; 位相制御; プラズマ密度ジャンプ

本研究は、従来のプロセス用プラズマに替わる次世代のプラズマ源として着目されている、ヘリコン波による高密度プラズマ生成のための高効率アンテナの開発を目的として行なわれた。実験では、直線型実験装置(HPX)を用いて定常磁場(<1.5kG)のもとでアルゴンガス(数mTorr)を封入した真空容器の一端に設置したアンテナに高周波(周波数=13.56MHz,電力<5kW)を印加しヘリコン波プラズマ(密度<4x10^<13>cm^<-3>,電子温度〜3eV)を生成した。ヘリコン波励起用アンテナには、異なる方位角モード(m=+1、-1、0)を持つヘリコン波プラズマを生成するために、ヘリカルアンテナ(m=+1、-1)、ワンターンループアンテナ(m=0)、及び、ヘリコン波の軸方向の波長の制御が可能な2つのループアンテナ(位相制御m=0)を用いた。これら種々の形状のアンテナを設計・製作して異なる方位角モードを持つヘリコン波プラズマを生成し、その特性を明らかにした。特に印加電力に対する急激なプラズマの密度ジャンプの前(低密度モード)と後(高密度モード)における振動電磁場成分の(r,z)分布より、低密度モードではヘリコン波は励起されておらずアンテナによるインダクション電場、で高密度モードではヘリコン波の強い波動電場でそれぞれプラズマが生成されていることが明らかになった。この密度ジャンプが起こる電力のしきい値は方位角モードによって異なるが、印加電力=4.5kWでは方位角モードにかかわらずプラズマ密度〜3x10^<13>cm^<-3>が得られた。また、m=+1,0では高密度モードの電子エネルギー分布関数に高速成分が観測され、アルゴンイオンの発光分布はこの高速電子成分の分布と良く一致することがわかった。

This study aims to improve the efficiency of the next generation of mobile phones. In practice, the HPX is sealed in one end of the vacuum vessel with a constant magnetic field (&lt;1.5kG) and a high frequency (frequency =13.56MHz, power &lt;5kW) and a high frequency (density &lt;4x10^<13>cm^<-3>, electron temperature ~ 3eV). For example, when the excitation wavelength is different, the azimuth angle (m=+1,-1, 0) is different, and the excitation wavelength is different. When the excitation wavelength is different, the azimuth angle (m =+1,-1, 0) is different. When the excitation wavelength is different, the azimuth angle (m=+1,-1, 0) is different. When the excitation wavelength is different, the azimuth angle (m =+1,-1, 0) is different. When the excitation wavelength is different, the azimuth angle (m =+1,-1, 0) is different. The shape of the object is designed, manufactured, and the azimuth angle is maintained. The wave shape is generated, and the characteristics are disclosed. In particular, the (r,z) distribution of the components of the vibrating electromagnetic field in response to the rapid excitation of the electric field at the front (low density) and rear (high density) is different from that at the rear (low density). The density of the power source is ~ 3x10^ cm, and the azimuth angle is ~ 3x10^ cm. The power source is ~ 4.5kW<13><-3>. For example, m=+1, 0 = high density, electron density distribution, high speed component, light emission distribution, high speed electron density distribution, good uniformity.

项目成果

T.Abe: "Structure of Energetic Electrons in Helicon Plasma by using 2D Emission Intensity Measurements" Proceedings of the 2nd International Conference on Reactive Plasmas and 11th Symposium on Plasma Processing. 1. 63-66 (1994)

T.Abe：“使用 2D 发射强度测量的螺旋等离子体中的高能电子结构”第二届反应等离子体国际会议和第十一届等离子体处理研讨会论文集。