「真空中における放電制御のための高度計測・シミュレーション技術」調査専門委員会
第二回委員会議事録

開催日：平成１６年８月６日 １３：００－１６：００
会場：名古屋大学IB電子情報館北棟６１７輪講室＜委員長＞山本（修） ＜委員＞大久保、岡南、金子、佐藤、菅原、田中、滝川、松井、道園 ＜幹事＞
松田

＜幹事補＞山納 （敬称省略）＜配布資料＞
VMS-2-1 第一回委員会議事録（案）VMS-2-2 研究紹介「アルミナの二次電子放出および大電力通過による帯電現象」
VMS-2-3 文献調査票 Bibliography:ELECTRICAL DISCHARGES IN VACUUM (1877-2000)
VMS-2-4 大久保研究室紹介＜議事＞
１．VMS-2-1について （山本（修））
議事録案が示された。読み合わせは行わないことを確認した。修正の要望があれば知らせてほしい。

２．研究紹介（第一回）（VMS-2-2) （道園）
「アルミナの二次電子放出および大電力通過による帯電現象」
概要：
高周波窓の破損、走査型電子顕微鏡（SEM）を利用した二次電子放出の測定、レゾナントリングを使用した高周波大電力通過試験について紹介が行われた。
高周波窓の破損は、加速器に使用されている高周波源（クライストロン）の運転に影響が大きく、破壊の機構・抑止のための研究が行われている。破壊は表面での放電が原因となっており、アルミナの表面の帯電も破壊の機構解明に重要である。SEMを使った二次電子放出係数の測定では、１００pA、1msのパルスビームを試料に照射し、その尖頭値から二次電子放出係数を算出している。レゾンナントリングを使った大電力通過試験では、紫外線を照射させ光電子を誘起した場合の帯電も測定した。アルミナにコーテ
ィングを施さない場合は照射面とは関係なく正に帯電し、二次電子放出係数の低いTiNをコーティングした場合は照射面は正に、周辺は負に帯電した。コーティングを施さない場合は一次電子がセラミックディ
スクと金属の接合部全体で発生し、紫外線による光電子の発生を上回るため紫外線照射の影響が見えなくなったと考えられる。これに対し、コーティングを施した場合は、一次電子がほぼ光電子に限られる。このとき、光電子が発生した場所は正に帯電するが、コーティング上では二次電子が増殖せず、一次電子が周辺に残るので負に帯電すると考えられる。
二次電子放出、表面の帯電および（今回は触れていないが）アルミナの格子欠陥はアルミナの絶縁特性を評価する際に密接にかかわっていると考えている。
[質疑]
質問： 帯電の測定は大気中で行っているのか？ その場合、帯電は弱くなるのではないか？
回答： 窒素パージする際にパッシェン放電するかどうか肉眼で確かめており、これまで数回放電を観察したことがある。大気にさらして測定中に１０％程度帯電が弱くなることがあるが、以前測定した結果ではその後2週間程度は帯電による表面電位は変わらなかった。
意見： 真空中で帯電した試料は大気にさらすことで放電し除電されるのを観測したことがある。帯電電位にもよると思うが。
回答： この方法ではある程度以上の帯電は観測されないと思われる。（帯電が高い場合は窒素パージの際に除電される可能性があるため）
質問： セラミックから電荷が出続けることはないのだろうか、また、正に帯電した場合、電子はどこにいくのか？
回答： セラミックからの供給は限界がある。また、放出された電子は周りの金属に到達する。
質問： 導波管は定在波か？また、窓の位置はほかには考えられないか？
回答： 進行波である。クライストロンは出荷の際に真空保持が必要。また、導波管に使用されている窓は、ここより下流ではパルス圧縮器があるため電界が高くなり、メリットはない。
質問： 深さ方向の帯電についての測定は？
回答： 深さ分布は重要な要素であり、よい測定方法があれば測定したいが、難しい。
質問：

TiNをコーティングしているが、これはたとえば直流・交流の碍子にも適用できるか？

回答； 十分薄いため（2nm程度）に島状構造であり、問題ない。
質問： 二次電子放出の測定は、二次電流のピークの値を使っているが、これはよいのか？
回答： 一次電流が100pAを用いているが、２００pＡ、50pAはほぼ同じ結果である。電流を400pA程度以上とすると帯電のため低い値となる。このため、１００pＡのピーク値を使うことは妥当と思っている。
意見：

材料の二次電子放出としては電流０のときの値が最上のものである（試料の帯電がないため）。

回答： 一次電流が50pA,100pA,200pAのときの値は、ほぼ一定であり、内挿値とほぼ一致していると考えている。

３．名古屋大学エコトピア科学研究機構、大久保研究室見学(VMS-2-４） （大久保）下記の項目についての実験施設の見学を行った。
(1)電磁界環境の計算・測定・最適化。
(2)各種環境下における絶縁技術と放電計測。
(3)超電導、極低温絶縁と放電計測。
４．委員会の運営に関して（調査報告・調査方法・分担）（山本（修））

調査票の書式等について、提案・要望があれば知らせてほしい。

５．活動スケジュールについて （山本（修））
次回以降の研究紹介を３０分程度で。質疑応答と合わせて１時間程度でお願いしたい。
次回、菅原委員にお願いすることになった。次々回は岡南委員の予定。

６．調査報告・文献紹介（山本（修））
次回からはまず各委員の身近な計測技術、シミュレーション技術などについて文献の紹介をお願いしたい。

７．電気学会活動・国際会議予定など

IWHV2004（10月7，8日 北海道大学）
A部門大会（8月30日、31日 仙台国際センター）
GD2004（9月5－10日、ツールーズ、フランス）
ACED2004（11月19－22日、Shenzen、中国）
ISDEIV2004（9月27日－10月1日、ヤルタ、ウクライナ）
ISH2005（2005年8月25日－29日北京。アブストラクト締め切りは12月31日
http://ish2005.tsinghua.edu.cn/）
A部門特集号（2006年8月発行、2005年8月原稿締め切り予定）
GD2006（2006年9月第一週、西安、準備中）
ISDEIV2006（2006年9月第四週、松江、準備中）
８．VMS-2-3について （山本（修））
H. C. Miller氏による、真空中の放電に関する概説で、文献リストと著者索引が付されている。前２回はIEEE－TDEIに発表されたが、この概説は個人のホームページで公開される予定である。
概要：(1)破壊の機構：
Prebreakdown；1.陰極の微小突起、MIM（Metal-Insulator-Metal）、半導体薄膜などからの電子放出、2.マイクロディスチャージ、および双方の存在を取り上げている。
Breakdown；1.クランプ説、2.電荷交換説、3.陰極主体説、4.陽極主体説。陽極主体説では陽極蒸気やそのイオンの関与、開放されたクランプの関与などを取り上げている。
沿面放電；1.SEEA（二次電子放出雪崩）説、2.EPTR（Electron Triggered Polarization Relaxation)説を紹介するとともに、著者のコメントを記している。
(2)真空アーク：1.低電流領域では陰極現象、2.大電流になるにしたがって陽極現象、電極間の現象などを含めて論じることが必要であると指摘している。
(3)レビュー：1.Latham（沿面放電・絶縁破壊）、2.Boxman等（真空アーク）、3.Mesyats（Micro Explosion
説を基にした破壊とアークの機構）の成書が紹介されている。
(4)その他：取り上げた文献、著者索引などの見方に関する説明、学会（ISDEIV、ICPIG（Intel. Conf. on
Penomena in Ionized Gases）のこれまでの開催履歴を紹介している。
[質疑]
質問：

ICPIGは、大学関係者が多いのか？

回答： 大学関係が主だったが、規模としてはISDEIVと同じ程度ではないか。
質問： 個人ホームページに乗った場合の引用は？
回答： ホームページを引用すればよいと思う。
質問：2000年までとなっているが、最近のものは？

回答：10年ごとにまとめているのではないかと思う。

意見： データベースの検索はホームページで可能と思う。キーワードの希望があれば教えてほしい。

９．次回の委員会について（山本（修））
次回の委員会は１０月中旬から下旬に東京にて行う予定。日程の希望があれば知らせてほしい。