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 研究内容

■キャピラリー大気圧プラズマジェットを用いた微細表面プロセスへの応用
 本研究では、大気圧非平衡プラズマジェットを用いて大気圧下で超微細表面プロセスを行うことを可能にするため、「ナノサイズのプラズマプロセスの開発とその材料プロセスへの応用」を目指しています。現在、大気圧プラズマジェットを用いた様々なサイズの処理が行われていますが、ナノスケールを対象とした処理に関する研究があまり進められていない状態となっています。そこで、我々はナノスケールという微細領域を対象とした処理を行うために、キャピラリー(図1)と呼ばれる先端口径が数マイクロからナノサイズのガラス毛細管を用いました。


図1. キャピラリー先端のFE-SEM画像
 図2は、今回の実験で用いた大気圧プラズマジェット装置の概略図になります。キャリアガスとしてヘリウムをフローした状態で、キャピラリーに銅箔テープを巻き付け、そこに印加電圧:〜±7.5 kV、周波数:5 kHz、On-Offデューティー比:50 %の矩形パルス電圧を印加することにより大気圧プラズマジェットを生成しています(図3)。


図2. 大気圧プラズマジェット生成装置


図3. Heプラズマジェット放電写真
 図4にこのキャピラリープラズマジェットを用いた微細表面プロセスとしてアミノ基の表面修飾を行った時の蛍光顕微鏡にて観察した画像を示します。この実験では、先端口径1 μmのキャピラリーを用いており、シリコン基板上にアクリル系樹脂であるフォトレジスト膜(OEBR-1000)を塗布し、そこにHe+NH3プラズマを照射しました。この結果から、約50 μm程度のサイズの蛍光パターンを確認することができ、アミノ基がレジスト膜表面に修飾されていることが分かりました。


図4. キャピラリープラズマジェットによって作製したドットパターン

【文責:内藤 倫義-修士2年(2011.7.28)】
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