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アーク放電プラズマを利用した大面積ダイヤモンド膜の気相合成

利用电弧放电等离子体气相合成大面积金刚石薄膜

基本信息

批准号：
05750111
负责人：
平田敦
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
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-05750111/
关键词：
アーク放電プラズマダイヤモンド合成面積気相合成

项目摘要

ダイヤモンド膜の合成面積拡大を目的に,新たに試作したアーク放電プラズマ装置によりプラズマ領域を拡大し,ダイヤモンド膜の合成面積拡大を試みた.さらに,ダイヤモンド膜の合成速度,形状について評価した.ダイヤモンドの合成面積を拡大するために,従来の3倍の30KWの放電電力でプラズマを安定に発生させることのできるアーク放電プラズマ装置を試作した.この装置は陰極ト-チを1つに対し,陽極ト-チを3つを直角に配置してある.また,これらのプラズマト-チは各々移動させることができ,放電距離を変えることができる.陰極と陽極の距離を広げることで生成されるプラズマの領域が拡大し,プラズマジェット径の拡大とともにダイヤモンド膜の合成面積は,雰囲気圧力200Torr,水素ガスに対するメタンガスの流量比4%で,直径約20mmから40mmの範囲まで拡大することを明らかにした.また,合成面積の拡大にはプラズマジェット径方向の放電距離を広げることがより有効であることがわかった.このとき,ダイヤモンドの合成速度は放電距離の増加とともに高くなり,膜厚も増加することがわかった.これは,放電距離の増加とともにプラズマ中で生成される活性種の量が増加するためであり,このことをプラズマの発光分光分析より明らかにした.しかし,プラズマト-チの配置に関わらず,得られるダイヤモンド膜の形状は中央部で厚く,周辺部で薄いものであった.また,合成時のチャンバ内圧力を14〜200Torrの間で変化させた結果,本装置では50Torrで合成速度が最大となることを見いだした.合成面積はチャンバ内圧力を低くするほど広がり,14Torrで直径65mmの基板全面にダイヤモンドが合成できることを明らかにした.

For the purpose of increasing the composite area of the film, the new test is to increase the composite area of the film. In addition, the composite speed and shape of the film are evaluated. The combined area of the power supply is 3 times larger than that of the power supply of 30KW. The cathode of the device is arranged at right angles to the anode.また,これらのプラズマト-チは各々移动させることができ,李国距离を変えることができる. Since the distance between the cathode and the anode is wide, the area of the plasma membrane generated is larger. The diameter of the plasma membrane is larger and the composite area of the plasma membrane is larger than that of the plasma membrane. The pressure is 200Torr, the flow ratio of the plasma membrane to the water is 4%, and the diameter is about 20mm to 40 mm. In addition, the large composite area and the wide discharge distance in the radial direction of the bridge are effective. The composite velocity of the film increases with the increase of the distance between the film and the substrate. The amount of active species generated in the medium increased, and the emission spectrum analysis showed that the amount of active species increased. The shape of the film is thick at the center and thin at the periphery. As a result, the internal pressure during synthesis varies from 14 Torr to 200Torr, and the synthesis speed of this device is 50Torr. Composite area: 14 Torr, 65mm in diameter, composite area: 14Torr, 65mm in diameter.