プラズマとその応用

プラズマとは

固体、液体、気体、そして...プラズマ

一般的に物質の温度を上げると固体から液体・気体へと状態が変化しますが、気体の温度をさらに上げたり、電界をかけると「電離」が起こり、中性分子と正イオン、電子が混在した非常に活性化した状態になります。これが物質の第四状態「プラズマ」です。

身の回りにあるいろいろなプラズマ

蛍光灯

たとえば自然界では太陽やオーロラ、稲妻など、身のまわりでは蛍光灯やろうそくの炎、そしておなじみのプラズマテレビなどが挙げられます。

熱いプラズマ、冷たいプラズマ

プラズマには粒子すべての温度が高い高温プラズマ(熱いプラズマ)と、電子温度のみが高い低温プラズマ(冷たいプラズマ)があります。高温プラズマは「エネルギーを作るプラズマ」として核融合やアーク放電(溶接、切断、溶射)に使われ、低温プラズマは「産業応用プラズマ」として半導体づくりのための微細加工、薄膜の合成、表面改質、殺菌などに使われます。

・高温プラズマ

高温・高密度プラズマの実現による核融合、熱エネルギーの利用などによる溶接、切断、溶射に応用されています。

・低温プラズマ

ULSI(超大規模半導体集積回路)製造の70%以上で使われ、微細加工、薄膜合成、表面改質、殺菌・除菌・消毒、除害、光源などとして産業の各分野で活用されています。

ULSI

産業応用課の扱うプラズマ

作業風景

産業応用課の扱うプラズマは、産業応用プラズマ(低温プラズマ)です。プラズマをこれまでにない幅広い産業の場面に活用することで、企業の技術革新を進めていくことが、産業応用課の役割です。

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プラズマ技術の応用

どうしてプラズマ技術なのか?

・小さい粒子が働くため、微細な加工に適しています。

イオンやラジカル、電子という極めて小さな粒子が働くため、ナノメートル(10億分の1メートル)単位の穴や溝を掘ったり、膜を付けるのに適しています。ちなみに半導体集積回路のプラズマ加工では、数10ナノメートルの溝を掘ります。

・反応性の高い粒子(ラジカル)が働くため、反応を素早く進めることができます。

常温・常圧では進みにくい反応をすばやく進める効果があります。
(例:ダイヤモンドの合成)

プラズマ技術でできること

微細加工・薄膜合成・表面改質・殺菌・除菌・消毒・除害・光源など、さまざまな場面で活用できます。

プラズマ技術の応用範囲

...など、プラズマ技術は多分野の「ものづくり」に応用が可能です。

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競争的資金の
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