超高密度媒質中プラズマの分光学的基礎研究と新奇光物性発現

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昨年度から引き続いて近赤外レーザーヘテロダイン干渉計による超高密度媒質中のマイクロプラズマ電子密度計測手法の研究開発を進め, 本年度は超臨界流体ヘリウム中でのプラズマ電子密度計測実験に成功した. 本研究成果は雑誌論文に掲載されている. また, この研究で開発した近赤外レーザー干渉計をプラズマ中のガス温度計測に応用すると, 非常に高い空間・時間・温度分解能を達成することができることが分かった. 今後は電子密度計測に加えてこのガス温度計測にも積極的に取り組むことで, 高密度媒質中でのプラズマ制御の向上に大いに寄与することができると期待される.共同研究者との実験結果に対するディスカッションを通じて, プラズマ反応機構全体のバランスがガス温度に依存する可能性が高いと着想し, ヘリウム/窒素混合ガス系における各反応速度定数の温度依存性を考慮した反応モデル構築を行い, 励起粒子のバランスが温度低下と共に大きく変化することを明らかにした. 本研究成果は本年度雑誌論文に掲載されており, 高密度媒質中プラズマ制御におけるガス温度の重要性を示唆していると考えている.昨年度より, 核融合科学研究所の秋山毅志准教授と共同で位相変調2倍高調波干渉計という核融合プラズマ計測のために開発されたレーザー干渉計を高気圧プラズマ計測に応用するための共同研究を開始し, 従来の大気圧プラズマ電子密度計測を上回る精度での計測結果を得ることができた. 本研究成果は国内・国際会議等で発表し非常に高い評価を得るとともに, 本成果をまとめた雑誌論文は出版社IOPより質が高い論文「IOP select」としてピックアップされている.