ペア高分子イオンプラズマの生成とその物性

成对聚合物离子等离子体的产生及其物理性质

• 批准号: 10878068
• 负责人: 畠山 力三
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10878068/
• 关键词: ペア高分子イオン; プラズマ生成; 物性

(1)現有の最大4KG発生可能な磁場コイルと真空容器(内直径16cm,長さ400cm)を整備し,その一端に内直径9cm,外直径10cmのドーナツ状の電子ビーム源を設置した.電子源から60cmの位置に内直径4cm,外直径13cmのドーナツ状金属リミタを設置しており,電子ビームはここで終端する.電子ビーム中に昇華させたC_<60>を導入すると,高エネルギー電子衝突によりC_<60>^+が,低エネルギー電子付着によりC_<60>^-が生成されて,リミタより下流域に拡散する.このようにして電子の存在しない純ペア分子イオン(C_<60>^+,C_<60>^-)プラズマの生成に成功した.(2)ラングミュアプローブによる半径方向プラズマ分布の測定によると,正負イオン共にガウス型分布をしている.空間電位は基準電位に対して正電位になっており,衝突・付着する電子の運動エネルギーの差よりC_<60>^-に比べてC_<60>^+の運動エネルギーが大きいことに起因すると考えられる.(3)リミタ印加電位を正弦波的に変化させて静電波動を励起しその分散関係を調べた結果,プラズマ振動周波数ω_p近傍には波動が伝搬しないカットオフ領域(ω_p<ω<√<2>ω_p)が存在することを見出した.また,ω<ω_pでは電子ーイオンの通常プラズマ中のイオン音波に相当するモードが,ω>√<2>ω_pでは電子プラズマ波に相当するモードが存在することを実験的に確認し,純ペアイオンプラズマの特性を明らかにした.(4)下流に設置した基板電極に堆積した薄膜をレーザー脱離飛行時間型質量分析器により解析したところ,C_<121>に相当する質量数をもつ安定な物質の存在を突きとめることができた.これはC_<60>が2つ結合したダイマーであると考えられる.

(1)准备一个现有的能够产生4kg磁场的线圈和一个真空容器(内径16cm，长度400cm)，并安装一个内径9cm、长400cm的环形电子束源。一端外径 10 厘米，距源 60c。 m处安装有内径4cm、外径13cm的环形金属限制器，电子束在此终止，当升华的C_<60>引入电子束时，产生高能电子。发生碰撞。 >^+、C_<60>^-由低能电子附着产生并从限制器下游扩散，这样，等离子体的纯配对分子离子（C_<60>^+、C_<60>^-）。 (2)根据朗缪尔探针对径向等离子体分布的测量，正离子和负离子均呈高斯分布。空间电势相对于参考电势为正，它们碰撞并粘附。电子的运气这被认为是由于动能差异导致 C_<60>^+ 的动能大于 C_<60>^- 的动能。 (3) 通过改变施加到限制器的电势正弦波可以抑制静电波的激发并研究其色散关系。结果发现，在等离子体振荡频率ω_p附近存在一个没有波传播的截止区域（ω_p<ω<√<2>ω_p）。此外，当ω<ω_p时，正常等离子体中的电子和离子与声波的相位我们通过实验证实了在ω>√<2>ω_p处存在与电子等离子体波相对应的模式，并阐明了纯成对离子等离子体的特性。 (4)安装在下游的基板在电极上沉积的薄膜为。使用激光解吸飞行时间质谱仪的分析表明存在质量数相当于C_<121>的稳定物质。认为这是由两个C_<60>分子组成的二聚体。

项目成果

M.Yoshinuma: "Control of radial potential profile and related low-frequency fluctuations in an ECR-produced plasma"Physics Letters A. 255. 301-306 (1999)

M.Yoshinuma：“ECR 产生的等离子体中径向电势分布和相关低频波动的控制”《物理快报》A. 255. 301-306 (1999)

R. Hatakeyama: "Experimental Evidence for High-Yield C_<74> Production in an Arc Periphery Blasma" Appl. Phys. Lett.73・7. 888-890 (1998)

R. Hatakeyama：“弧形外围等离子体中高产 C_<74> 生产的实验证据”Lett.73・7（1998）

畠山 力三: "フラーレンプラズマの性質と応用"Journal of Plasma and Fusion Research. 75・8. 927-933 (1999)

畠山力三：“富勒烯等离子体的特性和应用”等离子体与融合研究杂志75・8（1999）。

R.Hatakeyama: "Plasma Potential Formation and Particle Acceleration Due to ECRH in Diverging Magnetic-Field Lines"Transactions of Fusion Technology. 35・1T. 325-329 (1999)

R.Hatakeyama：“发散磁场线中 ECRH 导致的等离子体势形成和粒子加速”《聚变技术汇刊》35・1T（1999 年）。

T. Kaneko: "Potential Structure Modified by Electron Cyclotron Resonance in a Plasma Flow along Magnetic Field Lines with Mirror Configuration" Phys. Rev. Lett.80・12. 2602-2605 (1998)

T. Kaneko：“沿具有镜子配置的磁场线的等离子体流中的电子回旋共振修改的电势结构”Phys Rev. Lett.80・12（1998）。