(57)【要約】【課題】放電効率をより向上できる放電リアクタと、その製造方法を提供すること。【解決手段】放電リアクタ１は、一対の電極２と、バリア層３と、多数の導電体微小粒子４とを備える。一対の電極２は、放電が生じる放電空間Ｓを挟んで互いに対向している。バリア層３は、誘電体からなり、電極２を被覆している。導電体微小粒子４は、導電体からなり、バリア層３の、放電空間Ｓ側の表面に付着している。多数の導電体微小粒子４は、互いに絶縁されている。【選択図】図１
2019057363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体バリア放電により放電を発生する放電リアクタ（１）であって、
上記放電が生じる放電空間（Ｓ）を挟んで互いに対向する一対の電極（２）と、
誘電体からなり、上記電極を被覆するバリア層（３）と、
該バリア層の上記放電空間側の表面に付着し、導電体からなり、互いに絶縁された多数の導電体微小粒子（４）と、を備える放電リアクタ。
【請求項２】
上記導電体微小粒子の平均粒子径は２５ｎｍ以下である、請求項１に記載の放電リアクタ。
【請求項３】
上記バリア層の、上記導電体微小粒子が形成された表面における２点間の電気抵抗は、０．１〜１０ＭΩ／ｃｍである、請求項１又は２に記載の放電リアクタ。
【請求項４】
上記導電体微小粒子を構成する上記導電体の導電率は１０4Ｓ／ｍ以上である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の放電リアクタ。
【請求項５】
上記導電体微小粒子を構成する上記導電体は、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｃｕから選択される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の放電リアクタ。
【請求項６】
上記多数の導電体微小粒子は、平坦化したときの厚さが２〜２０ｎｍである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の放電リアクタ。
【請求項７】
上記多数の導電体微小粒子を平均化したときの厚さは、該導電体微小粒子の最大高さの５〜５０％である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の放電リアクタ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の放電リアクタの製造方法であって、
上記電極を形成する電極形成工程と、
上記電極を被覆するように上記バリア層を形成するバリア層形成工程と、
上記バリア層の表面に上記導電体微小粒子を形成する粒子形成工程と、を行い、
該粒子形成工程では、上記導電体からなるターゲットを用いてスパッタリングを行い、上記ターゲットに含まれる上記導電体の原子を上記バリア層の上記表面に付着させることにより、該表面に上記多数の導電体微小粒子を形成する、放電リアクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体バリア放電によって放電を発生する放電リアクタと、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、誘電体バリア放電によって放電を発生する放電リアクタが知られている（下記特許文献１参照）。この放電リアクタは、放電が発生する放電空間と、該放電空間を挟んで互いに対向する一対の電極と、該電極を被覆するバリア層とを備える。バリア層は誘電体からなる。上記一対の電極は、交流電源に接続される。この交流電源を用いて一対の電極に交流電圧を加え、上記放電空間に放電を発生させている。
【０００３】
上記一対の電極に交流電圧を加えると、該一対の電極間の電界の強さが時間的に変化する。電界の強さが次第に増加し、所定値を超えると、上記放電空間において電荷（電子、イオン）の移動や増殖が繰り返され、これにより放電が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−４８７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記放電リアクタでは、放電による目的生成物の生成効率、即ち単位投入電力あたりの目的生成物の生成量は重要である。特に自動車等への搭載を想定（用途として例えば排気ガス浄化など）した場合には、上記効率の低い放電リアクタの使用によって燃費悪化などの問題が生じる恐れがある。勿論、自動車への搭載に限ったことではなく、工業プラント等の非車載用途においても相応の効率確保は重要となる。
【０００６】
上記放電においては、目的生成物の生成促進と同時に、目的外生成物の生成抑制が重要となる。例えば、放電によってオゾンを生成する場合、目的生成物（オゾン）以外の生成物であるイオン種の生成抑制が、効率向上に寄与すると考えられる。イオン種は、放電電界によってエネルギーを供給され、加速してバリア層に衝突するため、供給されたエネルギーが熱エネルギーに変化するからである。
【０００７】
また、上記のオゾン生成の例では、目的生成物と目的外生成物の物理状態の違い（例えばオゾンとイオン種の生成エネルギーの違いやプロセス上の生成タイミングの違いなど）に着目し、オゾンの生成促進に寄与するプロセス導出によって、効率向上を図ることが期待される。また、上記の他にも生成された目的生成物を途中で損失することなく、使用箇所まで送出することも重要となる。
【０００８】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、放電効率をより向上できる放電リアクタと、その製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様は、誘電体バリア放電により放電を発生する放電リアクタ（１）であって、
上記放電が生じる放電空間（Ｓ）を挟んで互いに対向する一対の電極（２）と、
誘電体からなり、上記電極を被覆するバリア層（３）と、
該バリア層の上記放電空間側の表面に付着し、導電体からなり、互いに絶縁された多数の導電体微小粒子（４）と、を備える放電リアクタにある。
【００１０】
また、本発明の第２の態様は、上記放電リアクタの製造方法であって、
上記電極を形成する電極形成工程と、
上記電極を被覆するように上記バリア層を形成するバリア層形成工程と、
上記バリア層の表面に上記導電体微小粒子を形成する粒子形成工程と、を行い、
該粒子形成工程では、上記導電体からなるターゲットを用いてスパッタリングを行い、上記ターゲットに含まれる上記導電体の原子を上記バリア層の上記表面に付着させることにより、該表面に上記多数の導電体微小粒子を形成する、放電リアクタの製造方法にある。
【発明の効果】
【００１１】
上記第１の態様における放電リアクタでは、上記バリア層の表面に、導電体からなり互いに絶縁された多数の導電体微小粒子を付着させてある。そのため、放電リアクタの放電効率を高めることができる。
すなわち、上記構成にすると、バリア層の表面に到達した電荷の拡散経路上に、電荷の動きを妨げにくい導体部（すなわち導電体微小粒子）が形成されるため、電荷の移動速度を増加させることができる。したがって、放電ストリーマの放電終了時にバリア層表面に到達した電荷の、バリア層表面上での拡散緩和を促進できる。そのため、次放電を促進でき、放電リアクタの放電効率を高めることができる。
【００１２】
これに対して、バリア層の表面に上記導電体微小粒子を形成しなかった場合、バリア層に到達した電荷の拡散緩和を促進しにくくなる。したがって、電荷がバリア層表面に残留しやすくなり、より強い電界を発生させないと、次放電が発生しにくくなる。また、次放電を発生させるために、より高い電圧を加える必要が生じるため、目的外生成物が生成されやすくなり、効率が低下しやすくなる。
【００１３】
また、導電体微小粒子は微小な突起となっているため、バリア層に導電体微小粒子を形成すると、導電体微小粒子の先端において電界が集中しやすくなる。これによって、次の放電が発生しやすくなるという効果も生じる。
【００１４】
また、上記第２の態様における、放電リアクタの製造方法では、上記導電体微小粒子を、スパッタリングによって形成している。
スパッタリングでは、上記ターゲットから放出された上記導電体の原子が、バリア層の表面に略直角に衝突する。そのため、導電体微小粒子のアスペクト比を高くすることができ、互いに絶縁され接近した多数の導電体微小粒子を、容易に形成することができる。
【００１５】
以上のごとく、上記態様によれば、放電効率をより向上できる放電リアクタと、その製造方法を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１における、放電リアクタの概念図であって、ストリーマが発生した瞬間を表したもの。
【図２】図１に続く図。
【図３】図２に続く図。
【図４】実施形態１における、電子が拡散する様子を説明するための図。
【図５】図４に続く図。
【図６】図５に続く図。
【図７】図６に続く図。
【図８】実施形態１における、放電リアクタの斜視図。
【図９】実施形態１における、放電リアクタの断面図。
【図１０】実施形態１における、導電体微小粒子が形成されていない放電リアクタの、消費電力とオゾン生成効率との関係を表したグラフ。
【図１１】実施形態１における、導電体微小粒子が形成されていない放電リアクタの、印加電圧とオゾン生成効率との関係を表したグラフ。
【図１２】実施形態１における、Ａｕスパッタを２０秒行って導電体微小粒子を形成した放電リアクタの、消費電力とオゾン生成効率との関係を表したグラフ。
【図１３】実施形態１における、Ａｕスパッタを２０秒行って導電体微小粒子を形成した放電リアクタの、印加電圧とオゾン生成効率との関係を表したグラフ。
【図１４】実施形態１における、Ａｕスパッタを６０秒行った放電リアクタの、消費電力とオゾン生成効率との関係を表したグラフ。
【図１５】実施形態１における、Ａｕスパッタを６０秒行った放電リアクタの、印加電圧とオゾン生成効率との関係を表したグラフ。
【図１６】図１０〜図１５のグラフを取得したときに用いた放電リアクタの概念図。
【図１７】実施形態１における、サンプルＡの推定断面図。
【図１８】実施形態１における、サンプルＢの推定断面図。
【図１９】比較形態における、放電リアクタの概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施形態１）
上記放電リアクタに係る実施形態について、図１〜図１８を参照して説明する。図１に示すごとく、本形態の放電リアクタ１は、一対の電極２と、バリア層３と、多数の導電体微小粒子４とを備える。一対の電極２は、放電が生じる放電空間Ｓを挟んで互いに対向している。バリア層３は、誘電体からなり、電極２を被覆している。
【００１８】
導電体微小粒子４は、導電体からなり、バリア層３の、放電空間Ｓ側の表面に付着している。多数の導電体微小粒子４は、互いに絶縁されている。
【００１９】
本形態の放電リアクタ１は、放電によって空気中の酸素をオゾンに変化させるための、オゾナイザである。本形態では、このオゾナイザを車両に搭載している。そして、発生したオゾンを車両の排管に導入し、排ガスを浄化している。より詳しくは、生成したオゾンを用いて、排ガス中のＮＯをＮＯ2に酸化し、このＮＯ2を、排ガスの下流に設けられたＬＮＴ（Lean NOx Trap）を用いて吸着し、排ガスから除去している。
【００２０】
図８、図９に示すごとく、本形態の放電リアクタ１は、複数枚の絶縁基板５と、ケース１０とを備える。互いに隣り合う２枚の絶縁基板５の間に、放電空間Ｓが形成されている。この放電空間Ｓに空気を送り、この空気中の酸素を、放電を用いてオゾンに変化させている。ケース１０には、上記電極２を交流電源９（図１参照）に電気接続するための接続端子２９が設けられている。
【００２１】
図１に示すごとく、絶縁基板５の表面に、電極２が形成されている。この電極２を、バリア層３によって被覆してある。バリア層３は、アルミナ等のセラミックスからなる。バリア層３の表面には、多数の導電体微小粒子４が形成されている。導電体微小粒子４の平均粒子径は２４ｎｍであり、平均粒子間距離は６ｎｍとなっている。
【００２２】
交流電源９を用いて一対の電極２間に交流電圧を加えると、一対の電極２間の電界Ｅの強さが時間的に変化する。電界Ｅの強さが０の状態から次第に増加し、所定値を超えると、図１に示すごとく、放電ストリーマ８（電荷束）が成長形成され、バリア層３間での電荷の移動が生じる。
【００２３】
上記ストリーマ８は、図２に示すごとく、バリア層３（正電荷は３b側、負電荷は３a側）へ到達する。このとき、ストリーマ８によって帯電電界Ｅstが発生する。帯電電界Ｅstは、交流電源９によって生じる電源電界Ｅとは向きが逆になっている。そのため、この帯電電界Ｅstによって電源電界Ｅが打ち消され、電源電界Ｅの強度が弱くなる。したがって、強い帯電電界Ｅstが発生している期間は、次のストリーマが放射されにくい。
【００２４】
しかしながら、本形態ではバリア層３に多数の導電体微小粒子４を形成してあるため、図３に示すごとく、ストリーマ８起因のバリア層表面電荷が、短時間で拡散する。そのため、帯電電界Ｅstが短時間で低下し、次のストリーマ（８’）が放射されやすくなる。
【００２５】
ストリーマ８に含まれる電荷（主に電子について説明）が拡散する過程を、図４〜図７を用いて説明する。電子は、隣り合う導電体微小粒子４の間における、バリア層３の露出面３９（図４参照）と、導電体微小粒子４（図５参照）とを通って、拡散する。バリア層３は誘電体、すなわち絶縁体によって構成されているため、露出面３９における電子の移動速度は遅いと考えられる。しかしながら、本形態では露出面３９に、該露出面３９よりも電荷が高速で移動できる導電体微小粒子４を多数、形成してある。そのため、電子は導電体微小粒子４と、絶縁体表面を交互に移動する。したがって、電子が導電体微小粒子４を移動する分、拡散性を向上できると考えられる。
【００２６】
この後、図６、図７に示すごとく、電子は、露出面３９と導電体微小粒子４とを交互に移動して、拡散する。上述したように、電子は、導電体微小粒子４内を短時間で移動できる。そのため、電子がバリア層３に到達した後、電子は短時間で拡散できる。したがって、帯電電界Ｅst（図３参照）を短時間で低下させることができ、この帯電電界Ｅstによって電源電界Ｅが打ち消される時間を短くすることができる。そのため、次のストリーマ８’が放出されやすくなり、次放電が発生するまでの印加電圧の増加を抑制でき、目的外生成物の生成を抑制できる。これにより、放電効率を高めることができる。
【００２７】
次に、放電リアクタの製造方法について説明する。本形態では、電極形成工程と、バリア層形成工程と、粒子形成工程とを行う。電極形成工程では、絶縁基板５（図１参照）の表面に電極２を形成する。バリア層形成工程では、電極２を覆うようにバリア層３を形成する。
【００２８】
粒子形成工程では、バリア層３の表面に導電体微小粒子４を形成する。粒子形成工程では、導電体からなるターゲットを用いてスパッタリングを行う。そして、ターゲットに含まれる導電体の原子をバリア層３の表面に付着させる。これにより、多数の導電体微小粒子４を形成する。なお、上記導電体は、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｃｕから選択されるいずれか一種を用いることが好ましい。
【００２９】
本発明の効果を確認するための実験を行った。まず、図１６に示すごとく、放電空間Ｓを一つだけ備え、線状の電極２を有する、放電リアクトル１のサンプルを形成した。電極２は、図１６の紙面に直交する方向に延びている。この電極２を、各導電基板５に２本、形成した。電極２の線幅Ｗは０．１ｍｍとし、ピッチＰは０．５ｍｍとした。この電極２を覆うように、アルミナからなり厚さ０．３ｍｍのバリア層３を形成した。このような構造のサンプルを３個（サンプル１、サンプル２、サンプル３）作成した。
【００３０】
サンプル１には、バリア層３の表面に上記スパッタリングを行わなかった。そのため、サンプル１のバリア層３の表面には導電体微小粒子４は形成されていない。
【００３１】
また、サンプル２では、バリア層３の表面に、Ａｕをターゲットとしたスパッタリングを、所定条件で２０ｓ行った。スパッタリングによる狙い膜厚は、１０ｎｍ未満とした。これにより、バリア層３の表面に、互いに絶縁された多数の導電体微小粒子４を形成した。スパッタリングを行った後、テスターの２つの端子を１ｃｍ離して、バリア層３の表面に接触させ、端子間の抵抗を測定した。２端子間の抵抗は０．１５〜９．５ＭΩ／ｃｍであった。この測定により、サンプル２における多数の導電体微小粒子４は、全体として導電性を有しておらず、個々の導電体微小粒子４は互いに絶縁されていることを確認した。
【００３２】
また、サンプル３では、サンプル２と同じ条件のスパッタリングを６０ｓ行った。スパッタリングによる狙い膜厚は、１００ｎｍとした。また、スパッタリングを行った後、テスターの２つの端子を１ｃｍ離して、バリア層３の表面に接触させ、端子間の抵抗を測定した。２端子間の抵抗は１０〜７０ｋΩ／ｃｍであった。この測定により、サンプル３におけるバリア層３の表面には、導電性を有する膜が形成されていること、すなわち多数の導電体微小粒子４が互いに絶縁された状態で形成さていないことを確認した。
【００３３】
上記サンプル１の電極２に交流電圧を加え、放電空間Ｓに放電を発生させた。交流電圧の周波数は、４、８、１０、１２ｋＨｚに条件振りした。また、放電空間Ｓに空気を送り、上記放電を用いて空気中の酸素をオゾンに変化させた。そして、消費電力とオゾン生成効率との関係を調査した。その結果を図１０に示す。また、同じ実験結果を用いて、印加電圧の振幅とオゾン生成効率との関係をグラフにしたものを図１１に示す。オゾンの生成効率は、実測での最大性能レベルが概ね１２０ｇ／ｋＷｈであることが確認された。
【００３４】
また、バリア層３の表面に、互いに絶縁した多数の導電体微小粒子４を形成した上記サンプル２を用いて、消費電力とオゾン生成効率との関係を調査した。その結果を図１２に示す。また、同じ実験結果を用いて、印加電圧の振幅とオゾン生成効率との関係をグラフにしたものを図１３に示す。オゾンの生成効率は、実測での最大性能レベルが概ね１５０ｇ／ｋＷｈであることが確認された。
【００３５】
同様に、バリア層３の表面に導電体膜を形成した上記サンプル３を用いて、消費電力とオゾン生成効率との関係（図１４参照）、及び印加電圧の振幅とオゾン生成効率との関係（図１５参照）を調査した。オゾンの生成効率は、実測での最大性能レベルが概ね１００ｇ／ｋＷｈであることが確認された。
【００３６】
上記実験結果から、本発明に係るサンプル２は、バリア層３に導電体微小粒子４を形成していないサンプル１と比較して、オゾン生成効率の約２０％以上の向上を期待できることを確認できた。これは、本発明に係るサンプル２では導電体微小粒子４を形成してあるため、放電効率を高めることができ、オゾンを効率的に生成できるからだと考えられる。
【００３７】
また、バリア層３の表面に導電体膜を形成したサンプル３は、サンプル２と比較してオゾンの生成効率が低下することを確認できた。これは、導電体膜が形成された場合、一層の電荷拡散が促進され、バリア層表面上での過渡的な電荷分布が速やかに緩和され、その結果、放電点が不均等化することで、効率低下を引き起こしていると考えられる。すなわち、放電リアクタは、ＧＡＰ間距離等の僅かなばらつき等の構造起因によって、放電を起こしやすい部位や、起こしにくい部位が存在している。バリア層表面の電荷拡散を緩和しにくいサンプル１のような状態だと、ストリーマ放電後、暫くは電荷残り分布によって次放電が形成されにくくなり、上記放電の位置的集中が緩和される傾向にあると考えられる。一方、サンプル３では導電体膜の形成によって電荷分布の均等化が過剰に促進され、放電を起こしやすい位置で放電が生じやすく、結果として一旦形成された放電生成物を再び破壊する等していると考えられる。
【００３８】
次に、バリア層３の表面の観察結果について説明する。まず、バリア層３の表面にＡｕスパッタを行い、サンプルＡ，Ｂを作成した。サンプルＡはＡｕスパッタを所定条件で２０ｓ行い、狙い膜厚を５０ｎｍとした。また、サンプルＢはサンプルＡと同じ条件でＡｕスパッタを４０ｓ行い、狙い膜厚を１００ｎｍとした。サンプルＡでは、バリア層３の表面に多数の導電体微小粒子４が形成されている。また、サンプルＢでは、導電体微小粒子４が互いに接続し、導電体膜が形成されている。
【００３９】
これらのサンプルＡ，Ｂの表面を、ＳＰＭ（走査型プローブ顕微鏡）を用いて観察した。観察装置には、ブルカー・エイエックスエス社製MultiMode8を用いた。コントロールステーションにはNanoscope V型を用いた。また、ＳＰＭはPF-QNMモードとし、スキャンサイズは５００×５００ｎｍとした。観察結果を以下に記す。
【００４０】
【表１】
2019057363.tif 000003
【００４１】
サンプルＡ，Ｂの最大膜厚は同等であるが、平均粗さは、本発明に係るサンプルＡの方が大きい。これから、サンプルＡは、バリア層３の表面がＡｕで覆われる途上にあると推察される。また、偏り度と尖度の値から、サンプルＡは、図１７のように、互いに絶縁された多数の導電体微小粒子４が形成され、全体の表面粗さが大きく、山と谷の割合が同等であると推察される。また、サンプルＢは、図１８のように、多数の導電体微小粒子４が互いに接続して導電体膜が形成され、谷の方が鋭い状態になっていると推察される。
【００４２】
また、上記観察結果から、本発明に係るサンプルＡは、導電体微小粒子４の平均粒子径が２５ｎｍ以下であることが確認された。さらに、本発明に係るサンプルＡは、多数の導電体微小粒子４を平均化した厚さが、導電体微小粒子４の最大高さの３７％であることが確認された。
【００４３】
本形態の作用効果について説明する。本形態では、バリア層３の表面に、導電体からなり互いに絶縁された多数の導電体微小粒子４を付着させてある。そのため、放電リアクタ１の放電効率を高めることができる。
すなわち、上記構成にすると、バリア層３の表面に到達した電荷の拡散経路上に、電荷の動きを妨げにくい導体部（すなわち導電体微小粒子４）が形成されるため、電荷の移動速度を増加させることができる。したがって、放電ストリーマの放電終了時にバリア層表面に到達した電荷の、バリア層表面上での拡散緩和を促進できる。そのため、次放電を促進でき、放電リアクタ１の放電効率を高めることができる。
【００４４】
これに対して、バリア層３の表面に導電体微小粒子４を形成しなかった場合（図１９参照）は、バリア層３に到達した電荷の拡散緩和を促進しにくくなる。したがって、電荷がバリア層３の表面に残留しやすくなり、より強い電界を発生させないと、次放電が発生しにくくなる。また、次放電を発生させるために、より高い電圧を加える必要が生じるため、目的外生成物が生成されやすくなり、効率が低下しやすくなる。
【００４５】
また、導電体微小粒子４は微小な突起となっているため、バリア層３に導電体微小粒子４を形成すると、導電体微小粒子４の先端において電界が集中しやすくなる。これによって、次の放電が発生しやすくなるという効果も生じる。
【００４６】
なお、上記多数の導電体微粒子４が絶縁されておらず、互いに接続して導電体膜が形成された状態になると、バリア層３の露出面積が減り、放電効率が低下しやすくなる。
【００４７】
また、本形態では、多数の導電体微小粒子４の平均粒子径を２５ｎｍ以下としてある。そのため、放電効率をより高くすることができる。平均粒子径が２５ｎｍより大きくなると、導電体膜の導電性が発現し、放電効率の低下が引き起こされると考えられる。
【００４８】
また、本形態では、バリア層３の、導電体微小粒子４が形成された表面における２点間の電気抵抗は、０．１〜１０ＭΩ／ｃｍである。
すなわち、多数の導電体微小粒子４からなる膜が、全体として高い電気抵抗を有する状態になっている。この場合は、多数の導電体微小粒子４が互いに離隔しているため、ある程度のバリア層３を露出させることができる。そのため、放電効率を向上できる。
【００４９】
また、導電体微小粒子４を構成する導電体の導電率は１０4Ｓ／ｍ以上であることが好ましい。
この場合には、導電体の導電率が充分に高いため、電子が導電体微小粒子４内を移動しやすくなる。そのため、バリア層３に到達した電子を短時間で拡散でき、放電リアクタ１の放電効率を高めることができる。
【００５０】
また、導電体微小粒子４を構成する導電体は、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｃｕから選択されることが好ましい。
これらの金属は、放電に対する耐久性が高い。そのため、これらの金属を用いれば、放電によって劣化しにくい導電体微小粒子４を形成することができ、長期間にわたって、放電リアクタ１の放電効率を高めることができる。
【００５１】
なお、導電体は、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｏｓのいずれかであることが、より好ましい。これらの金属は酸化しにくいため、特に耐久性が高い。さらに好ましくはＡｕ又はＰｔであり、特に好ましくはＡｕである。
【００５２】
また、上記多数の導電体微小粒子４は、平坦化したときの厚さが２〜２０ｎｍであることが好ましい。
上記厚さが２ｎｍ未満の場合は、バリア層３に付着した導電体の量が少なすぎる可能性がある。そのため、バリア層３に到達した電子が短時間で拡散できない可能性が考えられる。また、上記厚さが２０ｎｍを超える場合は、バリア層３に付着した導電体の量が多すぎる可能性がある。そのため、バリア層３が露出しにくくなり、放電効率が低下する可能性が考えられる。
【００５３】
また、導電体微小粒子４を平均化したときの厚さは、導電体微小粒子４の最大高さの５〜５０％であることが好ましい。
上記値が５％未満の場合は、導電体微小粒子４がバリア層３の表面に殆ど存在せず、バリア層３に到達した電子が短時間で拡散できない可能性がある。また、上記値が５０％を超えると、導電体膜の導電性が発現し、放電効率が低下する可能性がある。
【００５４】
また、本形態における放電リアクタ１の製造方法では、上記電極形成工程と、バリア層形成工程と、粒子形成工程とを行う。粒子形成工程では、導電体からなるターゲットを用いてスパッタリングを行い、該ターゲットに含まれる導電体の原子をバリア層３の表面に付着させることにより、該表面に多数の導電体微小粒子４を形成する。
スパッタリングでは、上記ターゲットから放出された導電体の原子が、バリア層３の表面に略直角に衝突する。そのため、導電体微小粒子４のアスペクト比を高くすることができ、互いに絶縁され接近した多数の導電体微小粒子４を、容易に形成することができる。
【００５５】
以上のごとく、本形態によれば、放電効率をより向上できる放電リアクタと、その製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１  放電リアクタ
２  電極
３  バリア層
４  導電体微小粒子
【図１】
2019057363.tif 000004
【図２】
2019057363.tif 000005
【図３】
2019057363.tif 000006
【図４】
2019057363.tif 000007
【図５】
2019057363.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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