大気圧クライオマイクロプラズマの材料プロセシングへの応用

常压冷冻微等离子体在材料加工中的应用

• 批准号: 07F07408
• 负责人: 寺嶋 和夫
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07F07408/
• 关键词: クライオプラズマ; 極低温; Cryoplasma; DBD; Mode Transition; Atmospheric pressure plasma; 大気圧プラズマ; Atmospheric Pressure Plasma

大気圧クライオマイクロプラズマの生成、物性診断、新しい材料加工プロセシングを目的とした研究を行い、以下の実績を得た。(1)He, Ar, Air, N_2などの各種ガスをプロセシングガスとして使用し、数K～300Kの極低温の温度範囲内で均一で安定な大気圧クライオプラズマを生成することに成功した。また発光分光法により、窒素分子の発光スペクトルを分析してプラズマガス温度を測定した。(2)放電の観察、電流電圧測定と分光分析の結果、大気圧クライオプラズマのガス温度の制御によってプラズマの色、パターンの変化、そして放電モードの転移を見出した。特にHeクライオプラズマの場合、発光分光測定を時間分解分光分析によって行い、温度の低下が発光スペクトル、づまり活性種の時間展開を変化させ、擬似グロー放電からグロー放電、そしてタウンゼント放電へ至る放電モードの変化をもたらすことが示された。一般にHeプラズマにおいてはタウンゼント放電は生成されない事が知られており、この点からもこの研究成果は貴重だといえる。この現象の理由としてHeクライオプラズマの中に存在するHe準安定種が大切な役割を行ったと考えられる。この結果はクライオプラズマの放電モードの温度依存性をさらに根拠づけるものとなった。この研究は、圧力または電極間距離といった従来のプラズマ科学で用いられてきたパラメータと同様に、温度という新しく導入されたパラメータが放電モードを変化させることを示した点において重要である。(3)応用を目的としたクライオプラズマの開発を行った。従来クライオプラズマに採用してきた平行平板型、プラズマジェット型を用いた誘電体バリア放電に続き、電子のPendelum効果により低電力、高電子密度といった特徴を持つマイクロホローカソード放電をクライオプラズマに用い、より応用に適した低電力高密度プラズマとしてのクライオプラズマソースの可能性を確認した。

The following achievements were achieved: the production of high-pressure materials, the diagnosis of physical properties, the processing of new materials, and the research of high-pressure materials (1)He Ar, Air, N_2, etc., are stable and stable in the extremely low temperature range of K~300K. Photometric analysis of molecular emission and temperature measurements (2)The results of measurement of current voltage and spectroscopic analysis, control of high voltage and temperature, color change of temperature and temperature change of temperature are shown. In particular, in the case of light emission spectroscopy, time decomposition spectroscopy, temperature reduction, light emission selection, time expansion of active species, simulation of light emission, light emission detection, and light emission detection. Generally speaking, the research results are valuable. The reason for this phenomenon is that there is a quasi-stable species in the middle of the river. The result is that the temperature dependence of the liquid crystal on the surface of the liquid crystal is very low. This study is based on the relationship between the electrode distance and the temperature. (3)The purpose of this project is to develop and develop the project. To confirm the possibility of using parallel plate type, high electron density and medium electron Pendelum effect to maintain low power and high electron density.

项目成果

Gas-temperature-dependent generation of cryoplasma jet under atmospheric pressure

• DOI: 10.1063/1.2980436
• 发表时间: 2008-09
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: Y. Noma;J. Choi;T. Tomai;K. Terashima

Temperature-dependent transition of discharge pattern during Helium cryoplasma

氦冷等离子体期间放电模式的温度依赖性转变

• 发表时间: 2008
• 作者: Jai Hyuk Choi;Yuri Noma;Masaki Sano;Kazuo Terashima;Jai Hyuk Choi;Jai Hyuk Choi
• 通讯作者: Jai Hyuk Choi

Gas-Temperature-Dependent Characteristics of Cryo-Dielectric Barrier Discharge Plasma under Atmospheric Pressure

• DOI: 10.1143/apex.1.046001
• 发表时间: 2008-03
• 期刊: Applied Physics Express
• 影响因子: 2.3
• 作者: Y. Noma;J. Choi;S. Stauss;T. Tomai;K. Terashima

Temperature-dependent transition of discharge pattern during helium cryo-plasma

氦冷等离子体过程中放电模式的温度依赖性转变

• 发表时间: 2008
• 作者: Jai Hyuk Choi;Yuri Noma;Masaki Sano;Kazuo Terashima;Jai Hyuk Choi;Jai Hyuk Choi;Jai Hyuk Choi
• 通讯作者: Jai Hyuk Choi

Development of a dielectric-barrier discharge enhanced microplasma jet

• DOI: 10.1063/1.3130183
• 发表时间: 2009-05
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: S. Kiriu;H. Miyazoe;Fumitoshi Takamine;Masaki Sai;J. Choi;T. Tomai;K. Terashima