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 授業科目
 Course Title
気体材料(プラズマ)工学特論
Gaseous Electronic Materials
 担当者
 Instructor
講師   渡邉 良男  前学期 水曜日4時限
 単 位
 Credit
2

関連するディプロマポリシー Related Diploma Policy
自立した良識ある市民としての判断力と実践力/Judgment and practical ability as an independent citizen of sound sense
時代の課題と社会の要請に応えた専門的知識と技能/Expert knowledge and skills to address the issues of the age and the demands of society
 
到達目標 Target to be Reached
プラズマ工学の到達目標は、固相、液相、気相の上位にあるプラズマの物性を理解し、その特性を解析する考え方を習得することである。それによりプラズマの応用能力を身に付ける。あわせて機器設計で重要な絶縁破壊について、その機構と対策方法も習得する。

 
授業内容 Course Content
気体材料(プラズマ工学)では、放電プラズマを主体に、プラズマの基礎特性、励起・電離現象、発光のメカニズムについて述べ、プラズマの計測手法、応用についても学修する。また放電管を含む回路を設計する際に必要になる放電電圧・電流特性の表し方についても述べる。プラズマ工学は基盤技術の一つであり、核融合、MHD発電等のエネルギー分野、ガスレーザを含む各種光源、半導体加工プロセス技術、化学分析、放電化学処理など幅広い分野を支えている。また高電圧機器設計のための絶縁技術開発にもプラズマ工学の知識が欠かせない。最近では微細加工に伴う低電圧ではあるが著しい高電界による絶縁破壊も重要な研究課題になってきている。
 
授業計画 Course Planning
1)放電プラズマの発生法(放電開始とTownsend理論)
2)絶縁破壊電圧(Paschen法則)
3)電離の基礎過程Ⅰ:衝突
4)電離の基礎過程Ⅱ:移動、拡散
5)荷電粒子の運動エネルギー分布:Maxwell分布
6)荷電粒子の集団としての分布:Boltzmann分布
7)原子の電離、励起、発光過程
8)放電柱と電極近傍現象
9)放電電圧電流特性の表わし方
10)プラズマの解析手法:Boltzmann輸送方程式
11)電磁流体モデル
12)プラズマの計測方法
13)プラズマの各種応用Ⅰ:各種放電管光源、プラズマジェットなどの工業製品
14)プラズマの各種応用Ⅱ:スッパタリング、イオン源などの半導体製造装置
 
授業運営 Course Management
講義はプリントを用いて行う。プリント中に課題が記載されている。その上で各授業で次回授業までに調べ考えておくことを指示するので、配布プリントならびに関連する参考書等で予習をしてくること。授業中、随時、質問を行い理解度を確かめる。質問に解答できなかった場合は必ずプリントの該当箇所を読み直し、その質問に答えられるよう復習をしておくこと。この予習・復習には平均で毎回3時間余りをかけることが望ましい。プラズマ関係は雷等、身近な自然現象によく見受けられるのでニュートンなどの科学雑誌を読むことも大いに参考になる。
 
評価方法 Evaluation Method
講義中に3回ほど課題提出を行う。プラズマの基礎特性ならびに解析手法を理解したかを、この解答内容で評価・判定する。
 
オフィスアワー Office Hour (s)
水曜の授業日の12:00~13:00、23号館講師控室まで。
なお講師のメールアドレスは以下の通り。
watalab@kanagawa-u.ac.jp
 

参考書 Book (s) for Reference
小越澄雄『プラズマ工学』第1版[電気書院]2010

 
 
 
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