Departmental Bulletin Paper Development of microwave antenna for ECR microwave plasma production

Romero, Camille Faith  ,  Wada, Motoi  ,  ロメーロ, カミール フェイス  ,  ワダ, モトイ  ,  ロメーロ, カミール フェイス  ,  和田, 元

57 ( 1 )  , pp.41 - 46 , 2016-04-30 , 同志社大学ハリス理化学研究所 , Transcription:ドウシシャ ダイガク ハリス リカガク ケンキュウジョ , Alternative:Harris Science Research Institute of Doshisha University
ECRプラズマ生成のための螺旋アンテナが設計されその特性が調べられた。形状、材質、磁束密度に対しての位置という観点から調査され、その性能は反射エネルギー、プラズマの蛍光発光そしてラングミュアープローブ法を用いた測定により評価された。三種類の円筒状、円錐状、平面円状の螺旋アンテナについて実験を行った結果、平面円状の螺旋アンテナが電子サイクロトロン共鳴状態で最も高いH[α] 発光強度を示した。また、アンテナ位置[D]=50、マイクロ波周波数 [ω] < [ω][ce]の条件で、プラズマがより高輝度の蛍光発光を起こすことも観測された。ニッケル製、炭素製アンテナの比較を行った結果、ニッケル製アンテナがより高密度のプラズマを生成したが、設計された炭素製アンテナは炭素イオン、炭化水素イオンをより多く生成する炭素イオン源として有用であることが明らかになった。
Spirally wound antennas for an ECR microwave plasma device have been designed and tested. The antennas were modified in terms of their structures, materials and positions with respect to the magnetic flux density. Antenna performance was assessed based on reflected power, optical emission and Langmuir probe measurements. Results indicated that among the three types of antenna structures: cylindrical, conical and planar circular coil, the last produced the highest H[α] emission intensities at ECR condition. It is also observed that launching the microwave at the distance from thee flange to the antenna surface, [D] = 50 mm where [ω] < [ω][ce], produced more intense discharge. Antennas made of nickel and carbon were compared. Though Ni antenna produced denser plasma, the carbon antenna served as an effective carbon radical source generating more carbon and hydrocarbon species.

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