Study of the Surface Treatment of a Capillary Inner-Wall using RF excited Microplasmas

射频激发微等离子体对毛细管内壁表面处理的研究

基本信息

  • 批准号:
    13650791
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2003
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

RF excited microplasma generation system, which generates atmospheric-pressure He and Ar microplasma in a capillary with a cross section of 150×500 μm^2 on a quartz chip 2 cm square of a thickness of 1 mm at a low-power of less than 10 W, has been developed. It's a portable plasma source with a weight of about 5 kg. The atomic excitation temperature of He and Ar plasmas were estimated by an optical emission spectroscopic to be 2000-2500 K and 5000 K, respectively. The microplasma was applied to inner-wall modification and SiO_2 thin films coating on a poly(ethylene terephthalate) (PET) capillary with an inner diameter of φ0.5 mm to demonstrate the electro-osmosis flow (EOF) control. Furthermore, the microplasma was also applied to inner-wall treatment of a poly(tetrafluoroethylene) (PTFE) tube of φ1×0.5 mm to cause the wettability. The maximum wettability was obtained at a gas flow rate of 200 ml/min and a treatment time of 15 s. X-ray spectroscopy (XPS) of the plasma treated PTFE inner-wall revealed an O1s peak corresponding to the C=0 group. Scanning electron microscope (SEM) image showed that the plasma treated inner-wall is smoothed due to the etching effect.Moreover, an atmospheric-pressure microplasma jet (μ-PJ) using a steel surgical needle with an outer diameter of less than 0.5 mm has been developed. The O_2 μ-PJ was applied a localized removal of a photoresist films. Furthermore, the localized Si etching was also examined using the He/SF_6/O_2 μ-PJ and the etching rate of 170 μm/min was attained.
研制了一套射频激励微等离子体发生系统,该系统在厚度为1 mm、2 cm见方的石英芯片上、截面积为150×500 μm^2的毛细管中,以小于10 W的低功率产生大气压下的He和Ar微等离子体。这是一个便携式等离子体源,重量约为5公斤。用发射光谱法估算了He和Ar等离子体的原子激发温度分别为2000-2500 K和5000 K。将微等离子体应用于内径为φ 0.5mm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)毛细管的内壁改性和SiO2薄膜涂覆,以实现电渗流控制。此外,还将微等离子体应用于φ1× 0.5mm的聚四氟乙烯(PTFE)管的内壁处理,以产生润湿性。当气体流量为200 ml/min,处理时间为15 s时,膜的润湿性最好。经等离子体处理的PTFE内壁的X射线光谱(XPS)揭示了对应于C=0组的O 1 s峰。扫描电子显微镜(SEM)图像显示,等离子体处理后的内壁由于刻蚀作用而变得光滑。此外,我们还研制了一种大气压微等离子体射流(μ-PJ),该射流使用外径小于0.5mm的钢制手术针。将O_2 μ-PJ应用于光刻胶膜的局部去除。此外,还研究了He/SF_6/O_2 μ-PJ对Si的局域刻蚀,刻蚀速率达到170 μm/min。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
吉木宏之他2名: "容量結合型大気圧マイクロプラズマ源"J. Vac. Soc. Jpn(真空). 45. 433-437 (2002)
Hiroyuki Yoshiki 等 2 人:“电容耦合常压微等离子体源”J. Vac. Jpn(Vacuum) 45. 433-437 (2002)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H.Yoshiki, Y.Horiike: "Capacitively coupled microplasma source on a chip at atmospheric pressure."Jpn.J.Appl.Phys.. 40. L360-L362 (2001)
H.Yoshiki、Y.Horiike:“大气压下芯片上的电容耦合微等离子体源。”Jpn.J.Appl.Phys.. 40. L360-L362 (2001)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H.Yoshiki, K.Ikeda, A.Wakaki, S.Togashi, K.Taniguchi, Y.Horiike: "Localized Plasma Processing of Materiala Using Amospheric-Pressure Microplasma Jets."Jpn.J.Appl.Phys.. 42(No.6B). 4000-4003 (2003)
H.Yoshiki、K.Ikeda、A.Wakaki、S.Togashi、K.Taniguchi、Y.Horiike:“使用大气压微等离子体射流对材料进行局部等离子体处理。”Jpn.J.Appl.Phys.. 42(No)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Taniguchi, T.Fukasawa, H.Yoshiki, Y.Horiike: "Generation of Integrated Atmospheric-Pressure Microplasmas."Jpn.J.Appl Phys.. 42(No.10). 6584-6589 (2003)
K.Taniguchi、T.Fukasawa、H.Yoshiki、Y.Horiike:“集成大气压微等离子体的生成”。Jpn.J.Appl Phys.. 42(No.10)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H.Yoshiki, Y.Horiike: "Capacitively Coupled Microplasma Source on a chip"Jpn. J. Appl. Phys., Part2. 40. L360-L362 (2001)
H.Yoshiki、Y.Horiike:“芯片上的电容耦合微等离子体源”Jpn。
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  • 发表时间:
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Development of the novel liquid processing by combining an atmospheric-pressure microplasma with microbubbles
常压微等离子体与微气泡相结合的新型液体处理技术的开发
  • 批准号:
    23540582
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Advanced studies to functionalize the inner wall of microfluidic channels by atmospheric-pressure μplasmas
利用常压μ等离子体功能化微流体通道内壁的先进研究
  • 批准号:
    20540488
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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  • 批准号:
    17560645
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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