大面積放電プラズマ生成用線状アンテナの設計に関する研究

大面积放电等离子体产生线性天线设计研究

• 批准号: 14750251
• 负责人: 佐藤 弘康
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750251/
• 关键词: 電磁波; アンテナ; プラズマ; FDTD法; 大面積; 成膜; VHF; 最適化

本研究は,液晶ディスプレイや太陽電池等の製造に必要なアモルファスシリコン基板の大面積化のため,大面積にわたってプラズマを生成・制御可能な線状アンテナ及び給電法を明らかにすることを目的としている.1.2m×1.6mのガラス基板面に均一な成膜を行うため,25素子折り返しモノポールアレーアンテナを用いてガラス基板面上において電磁界が均一となるように給電位相を制御する方法を提案した.電磁界解析手法としてFDTD法を用いた.ただしプラズマの放電の際の過渡的な現象,熱運動効果を無視する冷プラズマ近似を用いた.アレーアンテナのFDTD解析を行うためにはスーパーコンピュータの利用が不可欠である上に,一回の計算時間は9時間を越える.そのためさまざまな給電位相値に対して計算を行う方法は現実的ではない.そこで,電磁界の重畳の理と共役勾配法を用いて計算速度の大幅な向上を図った.さらに任意の給電振幅・位相に対し基板全面における電界強度分布の偏差が最小となるような給電位相,振幅を高精度に求めた.得られた給電位相は概ね交互に逆位相の関係であった.また,基板のサイズやアンテナの長さが変化した場合に最適な周波数が変化する知見を見出した.得られた給電位相値を用いて成膜実験を行った.その結果,電磁界が均一となった場合に均一な成膜速度分布が得られた.以上の結果より,さらに,電磁界分布と膜厚分布には相関があり,均一な電磁界が生成できれば膜圧分布も均一となる知見を得た.本設計手法はVHF帯のRFプラズマ生成に用いる線状アンテナにおいて,任意形状のモデルに対して適用できるため,今後RFプラズマ生成分野への応用範囲は広く,さまざまな構造モデルへの適用性を検討する余地が残されている.

は, LCD デ ィ ス プ レ イ や の solar cell manufacturing に necessary な ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン substrate の large change の た め, large に わ た っ て プ ラ ズ マ を possible な suppression, the linear ア ン テ ナ and び electrical method を Ming ら か に す る こ と を purpose と し て い る. 1.2 m by 1.6 m の ガ ラ ス base board face を に な into a uniform film Line う た め, 25 children folding り return し モ ノ ポ ー ル ア レ ー ア ン テ ナ を with い て ガ ラ ス base floor に お い て electromagnetic field が uniform と な る よ う に to potential phase を suppression す る method proposed を し た. Electromagnetic field analytical technique と し を て FDTD method with い た. た だ し プ ラ ズ マ の discharge the の の な phenomenon of transition, the thermal motion working fruit を ignore す る cold プ ラ ズ マ approximate を with い た. ア レ ー ア ン テ ナ の FDTD parsing line を う た め に は ス ー パ ー コ ン ピ ュ ー タ の used が owe no で あ る に, once の は 9 time を more え calculation time る. そ の た め さ ま ざ ま な to potential phase numerical に し seaborne て は を line う method presently be で は な い. そ こ で, electromagnetic field の heavy 畳 の Richard と hooks with method を い total service て computing speed の な sharply upward を 図 っ た. さ ら に の to any electric amplitude, phase に し seaborne substrate comprehensive に お け る electricity industry intensity distribution の minimum deviation が と な る よ う な to potential phase, Amplitude を high-precision に for めた. Have ら れ た to potential phase は almost ね interaction に inverse phase の masato is で あ っ た. ま た, substrate の サ イ ズ や ア ン テ ナ の long さ が variations change し た occasions に optimum な cycle for が variations change す る know see を out し た. Have ら れ た for potential phase numerical を い て film-forming be 験 を line っ た. そ の as a result, the electromagnetic field が uniform と な っ た occasions に な uniform film velocity distribution が have ら れ た. の above results よ り, さ ら に, electromagnetic field distribution と film thickness distribution に は phase masato が あ り, uniform な electromagnetic field が generated で き れ ば 圧 distribution も uniform と な る knowledge を た. This design gimmick は VHF 帯 の RF プ ラ ズ マ generated に with い る linear ア ン テ ナ に お い て, arbitrary shape の モ デ ル に し seaborne て applicable で き る た め, future RF プ ラ ズ マ generated eset へ の 応 with van 囲 は hiroo く, さ ま ざ ま な tectonic モ デ ル へ の applicability を beg す 検 る room が residual さ れ て い る.

项目成果

大面積プラズマ生成用逆相給電折り返しモノポールアレーアンテナのFDTD解析

用于大面积等离子体生成的反相馈电折叠单极阵列天线的 FDTD 分析

• 发表时间: 2004
• 期刊: 電子情報通信学会総合大会 1
• 作者: 佐藤 弘康;Hiroyasu SATO;佐藤 弘康;佐藤 弘康
• 通讯作者: 佐藤 弘康

コルゲート構造付ミリ波フェルミアンテナの広帯域FDTD解析

波纹结构毫米波费米天线宽带FDTD分析

• 发表时间: 2005
• 期刊: 電子情報通信学会論文誌(B),採録済み (発表予定)
• 作者: 佐藤 弘康

大面積プラズマ生成用折り返しモノポールアレーアンテナの設計

用于大面积等离子体产生的折叠单极阵列天线设计

• 发表时间: 2004
• 期刊: 第51回応用物理学関係連衡講演会 1
• 作者: 佐藤 弘康;Hiroyasu SATO;佐藤 弘康
• 通讯作者: 佐藤 弘康

佐藤 弘康: "大面積プラズマ生成用折り返しモノポールアレーアンテナの設計"第51回応用物理学関係連衡講演会. (発表予定). (2004)

Hiroyasu Sato：“用于大面积等离子体生成的折叠单极阵列天线的设计”第 51 届应用物理会议（计划演讲）（2004 年）。

佐藤 弘康: "大面積プラズマ生成用スロットアンテナの設計"電子情報通信学会東北支部連合大会予稿集. 2B-7. 62 (2002)

Hiroyasu Sato：“用于大面积等离子体生成的缝隙天线的设计”IEICE东北分会会议记录2B-7（2002）。