材料プロセス用の高圧力マイクロ波プラズマの生成と制御

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本年度は、まず、マイクロ波放電の高圧力化に取り組んだ。大気圧近くまで圧力を上げて非平衡プラズマを均一に発生させるために、スロットアンテナ形状の最適化とスロットと石英板の間に設けた空気層の厚さの最適化を行った。その結果、空気層の厚さが3cmくらいのときに共鳴が起きて放電が容易となり、また、傾斜スロットよりも平行スロットの方がパワーが入りやすいことを見出し、放電圧力を30Torr程度まで高めることができた。次に、コーティング膜の疎水性の向上をめざして、アルゴンにCF_4やC_4F_8を混合してマイクロ波放電を行った。得られたフロロカーボン膜の元素組成を調べてF原子成分が多いほど疎水性が増すこと、CF_4よりもC_4F_8がはるかに高い疎水性の膜が得られること等の知見が得られた。現在までに、接触角125°の疎水性が得られている。今後、プラズマの発光分析等を行って、プラズマ内のラジカル種と膜質の相関を解明していく予定である。これまでに得られた結果の一部はSurface Coatings Technologyに投稿中であり、また、韓国で行われた国際会議(AEPSE)で発表している。