プラズマエレクトロニクス分科会会報 No. 76
2022 年（令和 4 年）6 月発行
髙橋、末次、鈴木、川島
目次
幹事長交代の挨拶
幹事長退任にあたって

大阪大学

節原 裕一

1

幹事長就任にあたって

大阪公立大学白藤 立

3

ペガサスソフトウェア
（株）

田中 正明

4

東京工業大学竹内 希

10

産業技術総合研究所

本村 大成

15

Portable Plasma Device for Electric N2O5 Production
from Air

東北大学

22

Measurement of electron temperature and density of
atmospheric-pressure non-equilibrium argon plasma
examined with optical emission spectroscopy

東京工業大学佐々木 渉太
髙島 圭介
金子 俊郎
大西 広
山崎 文徳,
箱崎 喜郎
竹村 将沙樹
根津 篤
赤塚 洋

名古屋大学

石川 健治

30

第 39 回プラズマプロセシング研究会/第 34 回プ
ラズマ材料科学シンポジウム(SPP-39/SPSM34)

名城大学

内田 儀一郎33

第 69 回応用物理学会春季学術講演
チュートリアル報告

ウエスタンデジタル
合同会社

中塚 滋

35

2022 年 第 69 回応用物理学会春季学術講演会 プ
ラズマエレクトロニクス分科会企画
第 36 回プラズマ新領域研究会「計測技術の基礎と最新動向」

九州大学

古閑 一憲

36

東北大学

岡田 健

38

第 37 回プラズマ新領域研究会「ビーミング推進の最新動向」

静岡大学

松井 信

39

第 32 回プラズマエレクトロニクス講習会

キオクシア（株）

栗原 一彰

40

学生のためのページ
プラズマシミュレーション
研究室紹介
東京工業大学 工学院 電気電子系 竹内研究室
研究紹介
高密度収束プラズマスパッタリング装置と磁気ミラー型マグネトロンカソードの紹介
プラズマエレクトロニクス賞

26

国際会議報告ISPlasma2022 / IC-PLANTS2022
国内会議報告i

行事案内2022 年第 83 回応用物理学会秋季学術講演会

岐阜大学

上坂 裕之

42

（株）アルバック大阪公立大学（株）日立製作所
名城大学

森川 泰宏
白藤 立
松井 都
伊藤 昌文

44

大阪公立大学

白藤 立

48

プラズマエレクトロニクス分科会企画
第 43 回ドライプロセス国際シンポジウム
43rd International Symposium on Dry Process(DPS2022)
第１６回インキュベーションホール

46

掲示板
第 21 回プラズマエレクトロニクス賞
受賞候補論文の募集
2022 年度(令和 4 年度)
プラズマエレクトロニクス分科会幹事名簿49

2022 年度(令和 4 年度)分科会幹事役割分担

51

2022 年度(令和 4 年度)
分科会関連の各種世話人・委員

52

活動報告

53

プラズマエレクトロニクス関連会議日程

55

当会報への広告掲載について

56

編集後記

57

ii

幹事長交代の挨拶

幹事長退任にあたって
大阪大学

節原

裕一

2020 年 4 月に平松美根男前幹事長の後任とし年の 1985 年に「プラズマエレクトロニクス研究て就任させて戴いてから、本年 2022 年 3 月まで会」そして学術講演会中分類分科「プラズマエレの 2 年間に亘り、プラズマエレクトロニクス分科

クトロニクス」が応用物理学会に設置され、1990

会幹事長の大役を務めさせて戴きました。

年 3 月にプラズマエレクトロニクス分科会に昇格

振り返りますと、就任時の 2020 年の春は新型して現在に至っており、2020 年で、プラズマエレ

コロナウイルス感染症の流行初期で、それ以降もクトロニクス研究会の発足から 35 周年、プラズ

ウイルスの変異に伴って、未曾有の感染状況と鎮マエレクトロニクス分科会の発足から 30 周年の静化の山谷を繰り返し、当分科会の行事運営にお節目を迎えました。このため、幹事長在任中のいても、感染拡大防止の観点から、従来に無い制2020 年からの 2 年間は、
これまでを俯瞰しつつ、約のもとでの様々な工夫（ある意味での挑戦！）

新たな時代への方向性に繋げていくことを願って、が求められ、何とか乗り切って参りました。この分科会 30 周年（研究会 35 周年）の記念行事としような困難な状況においても、当分科会の活動をて、下記を鋭意企画し実施して参りました。

何とか推進していくことが出来ましたのは、当分[１] 第 68 回応物春季学術講演会（2021 年 3 月）

科会の会員の皆様の御協力、古閑一憲副幹事長、コロナ禍のためオンライン開催となりましたが、

田中康規副幹事長、栗原一彰副幹事長をはじめ、

2021 年 3 月に開催された応用物理学会春季学術2020 年度と 2021 年度に当分科会の幹事に御就任

講演会において、以下を企画し実施しました。

をいただいた皆様の献身的な御尽力、小田康代様・分科会 30 周年記念特別セッションをはじめ応用物理学会事務局の皆様の強力な御支プラズマインキュベーションホールでの若手教援のお陰であり、この場をお借りして、心より篤育を念頭に置いて、2021 年 3 月 16 日に、午前中く御礼申し上げます。

にチュートリアル、午後にプラズマエレクトロニ

この 2 年間は感染拡大防止の観点で、対面でのクス分科会 30 周年記念特別セッション（キャリ

行事運営に制約が課されていたことから、対面でア体験、英語講座、若手セッション）を開催しまはなくリモート会議システムを活用せざるを得なした。若手セッションでは、応物の学術講演会でい特殊な状況でした。研究者同士のコミュニーケ

は初めての試みとして、質疑・応答を重視した時ーションの場を提供することは学会活動の要諦で間配分［講演 5 分、質疑応答 10 分］で、教育効

すが、従来の対面での行事開催と比較して、多少果を重視したセッションを開催しました。

非力であったことは否めません。一方で、リモー・分科会 30 周年記念シンポジウム

ト会議の積極的な活用で、幹事会に関わる議論の続いて、2021 年 3 月 17 日午後に、プラズマエ

場を、従来よりも多く持つこともできました。

レクトロニクス分科会 30 周年記念シンポジウム

さて、当分科会の沿革は、1984 年に発足されたを『ニューノーマル時代の躍進に資するプラズマ「プラズマエレクトロニクス談話会」に遡り、翌エレクトロニクス』と題して開催しました。この1

シンポジウムでは、冒頭で応用物理学会の波多野ら素晴らしい作品を選考させていただきました。

会長からご挨拶をいただき、2 部構成（第 1 部：

次世代に受け継がれるロゴとして、会員の皆様に

設立当時からの歩みと国際展開を俯瞰、第 2 部：

親しまれることを願っております。

記念講演）
で、
当分科会の歩みを振り返ると共に、[５]ＰＥ30 周年記念アーカイブズの発刊

今後を展望するご講演を戴きました。

当分科会の主要行事である「プラズマエレクト[２]プラズマエレクトロニクス講演奨励賞の創設

ロニクスインキュベーションホール」と「プラズ

上記の分科会 30 周年記念特別セッションにおマエレクトロニクス講習会」では、第一線でご活ける若手セッションでの優秀な講演者の表彰を機

躍の著名な方々にご登壇いただき、講演テキストに、「プラズマエレクトロニクス講演奨励賞」を創をご執筆いただいております。著名な方々に脈々設しました。本表彰は、プラズマエレクトロニクとご執筆いただいてきた毎回のテキストの集積は、

ス分科会が企画して行う講演会、研究会、シンポ

英知の宝庫であり、集約してアーカイブズとしてジウム等に於いて、プラズマエレクトロニクスお発刊することを企画して参りました。ご担当をいよび関連学術・技術分野の発展に貢献しうる優秀ただいた幹事の皆様の絶大な御尽力により、大方な講演論文を発表した学生・若手研究者に「プラの講演テキストの電子データの集約を終えること

ズマエレクトロニクス講演奨励賞」を授与し、そができましたので、今後、完遂に向けて助力しての功績を称えることを目的としており、2021 年度

参ります。

以降は、プラズマプロセシング研究会での学生・[６]アカデミックロードマップの改訂

若手研究者の表彰として引き継いでおります。

プラズマエレクトロニクス分野のアカデミック[３] 会報(2021 年 12 月)分科会３０周年特集記事

ロードマップは、2008 年 3 月 28 日に発刊されプラズマエレクトロニクス分科会の歩みを記録

た「応用物理分野のアカデミック・ロードマップ

し、後世に残すという意味合いから、分科会 20 周の作成報告書」に収録されており、分科会 30 周年

年から 30 周年までの歩みを俯瞰して収録するこを迎えた 2020 年の時点で 10 年以上の年月が経とを目的に、
会報 No. 75(2021 年 12 月)において、過しております。このため、分科会 30 周年を記念「分科会３０周年特集記事」を企画しました。

して、改訂版を策定することを幹事会で決定し、この特集では、上述の[１] 第 68 回応物春季学準備作業を進めております。

術講演会（2021 年 3 月）で開催した分科会 30 周
年記念シンポジウム『ニューノーマル時代の躍進

コロナ禍の終息後も、ウクライナ侵攻に附随しに資するプラズマエレクトロニクス』にご登壇いた不安定な世界情勢の下、平穏な時代にすぐさまただいた先生方を中心に講演内容を纏めていただ

戻れるようには思えませんが、会員の皆様の優れき、加えて、分科会 20 周年以降の幹事長経験者のた研究と学会講演、論文投稿を通じた活発な議論

先生方、産業界の先生方、当時の副幹事長の先生が当分科会の活力の源泉であることは、変わるこ方に執筆をお願いしました。

とはございません。今後の新たな時代に向けて、[４]ＰＥ分科会ロゴの作成

白藤立新幹事長の指揮の下、当分科会が益々の発分科会 30 周年を記念して、当分科会のロゴを展を遂げることを心より祈念しており、上述の在作成することを幹事会で決定し、当分科会の会員

任期間中の残務課題の完遂を含めて、私も微力なに広く公募して、応募いただいたデザインの中かがら尽くして参りたいと思っております。
2

幹事長交代の挨拶

幹事長就任にあたって
大阪公立大学白藤

立2022 年 4 月 1 日より 2 年間，プラズマエレク

ズマ分野では，プラズマ中の物理化学過程を議論

トロニクス分科会の幹事長を務めさせていただ

するための基盤である電子原子分子過程の研究

きます大阪公立大学の白藤立であります．
2020 年がしっかりと行われていました．例えば，特定研に発足 30 周年を迎えた伝統ある分科会がこれま

究「原子過程科学の基礎」（昭和 54 年～56 年，代で以上に活発な分科会となるように努めてまい

表者：高柳和夫）を挙げることができます（このりたいと思います．何分と非力な小職であります

当時，私は研究室に配属すらされていないのですが，何卒よろしくお願い申し上げます．

が）．こうした基盤を持つ方々が分科会を起こし現在のプラズマエレクトロニクス分科会の会たからこそ，半導体プロセスにおけるプラズマの員各位の研究は，CVD やエッチングなどの材料問題に，プラズマ屋として取り組むことができたプロセスに加えて，バイオ，医療，農業，エネルのだと思います．

ギー，環境浄化などの様々な方向性と可能性をも現在のプラズマエレクトロニクス分科会の中った研究が推進されています．この状態に至るたには，こうした基礎的な研究を推進されている方めの原動力は，プラズマ分野を産業界として強力がずいぶんと少なくなっています．これが，土台に牽引してきた日本の半導体産業の低迷の際に，の欠如につながらないかという危機感を持つ理分科会各位が「このままではだめだ」という意識

由です（自分自身にとっても）．現在の日本では，を持ったからだと思います．これは，分科会発足

応用研究と比較すると，基礎研究の研究費獲得の当初の先生方が，その後大きく発展することにな

ための応募選択肢が少ないという状況が確かにる半導体プロセスへと大きく舵を切ったことにあります．しかし，応用で研究費を獲得しつつも，相当する極めて重要な意識変革であったと思い

裏では可能な範囲で基礎をやる，あるいは同じ志ます(会報 No.55)．

を持つ方々と基礎研究に関する（もしくはそれを

ただ，現時点では，新展開されているプラズマ含む）大型科研費を獲得して推進する，というこプロセスが，ドライエッチングのようにがっちりとが必要ではないかと思います．

と社会実装されるには至っていませんので，時と分科会発足時は，「基礎ばかりやってたらだめ

ともに淘汰されるのでは，という危機感もありまだ」という意識でしたが，今は「応用ばかりやっす．その理由は，現在のドライエッチングのようてたらだめだ」という逆の意識で，分科会を変革に，「これはプラズマだからこそできる」「プラズ

する時期にあるのかもしれません．

マ以外ではできません」という確固たる位置づけ

着任早々にネガティブなことばかりで恐縮なのが，それを使う側の人達によって十分に認知されですが，「このままではだめだ」の意識は，変革のていないように思うからです．

ための重要な要素だと思いますので，分科会各位

また，危機感を覚える要因として，応用に関すとともに，分科会の発展に尽力してゆきたいとおる研究が多いことが挙げられます．かつてのプラ

思いますので，何卒よろしくお願い申し上げます．
3

学生のためのページ

プラズマシミュレーション
ペガサスソフトウェア（株）
１. はじめに

田中正明

を用いる方法がある。またそれぞれのモデルにお一般にシミュレーションには、明確な目的、適いて、荷電粒子（電子・イオン）の挙動に関する用するモデルの妥当性、結果の信頼性が求められものと中性粒子（供給ガスや反応により生成される。プラズシミュレーションの必要性を考えるとるラジカル・励起種等）の挙動に関するものがあき、プラズマの応用技術としてエネルギー、物質・る。

材料、環境、航空宇宙、医療そして農業など多岐

2.1 PIC/MC 法(荷電粒子のための粒子モデル)

にわたっており、その目的も多種多様である。プ

PIC/MC 法は、Particle-in-Cell(PIC)法と Monte

ラズマシミュレーションにおいては、気相中、固Carlo Collision(MC)法を組み合わせて装置内の体表面での物理的、化学的そして光学的な実現象

荷電粒子の挙動をシミュレーションする手法であを正確に取り入れるモデルの構築は不可能に近い。 る。PIC（Particle-In-Cell）法は 50 年以上前から
なぜなら、気相中そして固体表面での複雑な反応

流体解析分野で用いられ、およそ 30 年前から弱に伴う基礎データの欠如、そして取り扱う境界条

電離プラズマ（非平衡低温プラズマ）シミュレー

件が時々刻々変化している場合が多いからである。 ションに使用され今日に至っている。計算手法のしかし、解析体系内の各種条件に適合した、理論

詳細は、PIC 法について文献[3]、[4]、[5]また MC的な背景に基づくモデルによるシミュレーション法については、文献[5]を参照して頂きたい。フリは、実現象を模擬したものと考えられ、得られる

ーソフトウェアとして整備され、1 次元、2 次元

数値も定性的には信頼に値するものである。
また、版が公開されている[6]。

物理現象が比較的明確な対象によっては定量的に計算手順の概要は次のようなものである。

信頼できる結果が得られる。

１. 静電位に関するポアソン方程式を解く

プラズマの種類は、主に熱プラズマ、完全電離

ポテンシャル計算のために各セルの電荷密度

プラズマそして非平衡低温プラズマに分けられる。

を求め、電位の境界条件を考慮した上で各セ

本稿では、非平衡低温プラズマを対象としたプラ

ルのポテンシャルと電界を計算する。

ズマシミュレーションに関して述べる。非平衡低２. 荷電粒子の運動方程式を時間積分する

温プラズマの場合、ボルツマン方程式の速度分布

セル境界上の電界、 磁界を粒子位置に内挿し関数をどのように求めるか、そしてマクスウェルてΔt 後の粒子の速度と位置を計算する。

方程式とどのように結合させるか、ということが３. 壁面での境界条件重要である。非平衡低温プラズマを理解するうえ壁面での荷電粒子の消滅や散乱、2 次電子放で文献[1]、[2]にその詳細が記述されている。

出、電界放出など境界上での処理を行う。

2. プラズマシミュレーションに用いられる計算

４. 中性粒子との衝突

手法

荷電粒子と中性原子・分子間の衝突の種類(弾大別して粒子モデルを用いる方法と流体モデル

性散乱、電離、励起、解離などの非弾性散乱)
4

を衝突断面積に従った確率で決定し、衝突後い。DSMC 法 (Direct Simulation Monte Carloの速度を計算し、電離によるイオンと電子のmethod、直接シミュレーションモンテカルロ法)

生成も考慮する。この手順を、プラズマの密度はボルツマン方程式を直接解くのではなく、ボル分布や電位分布が(周期)定常状態になるまでツマン方程式の基になっているそれぞれの粒子の短い時間ステップ Δt で繰り返していく。

衝突過程を確率的に取り扱うことによって流れ場

上記の 1,2 のみを繰り返して計算するのが PICを解析する方法である。この手法の詳細は文献[7]、法であり、4 が MC 法である。PIC/MC 法では、[8]を参照して頂きたい。

例えば 108～1010 個の荷電粒子をまとめて 1 個のDSMC 法では、気体分子を PIC/MC 法と同様、超粒子として扱い、この粒子の運動を追跡する。

超粒子として取り扱う。解析体系内の全ての気体

メッシュ分割した解析空間内に電子とイオンの超分子を計算機で追跡することは不可能で、例えば粒子を配置し、その超粒子の分布から決まる空間

1015～1020 個の気体分子をまとめて 1 個のサンプ

電荷をグリッド上に振り分ける。そして与えられル粒子として扱う。数万～数 100 万個程度の超粒た境界条件(電極の電圧やアースの配置など)の下子を取り扱い、各粒子の位置、速度、内部状態等

で、誘電率が一様でない場合を考慮したポアソン

をメモリ内に記録し、衝突や境界の影響によって方程式を解いて電位を計算し、さらに電位の勾配

それらの値を更新していくという手続きを繰り返

から電界を計算する。そして静電気力と磁場からす。衝突過程については、与えられた衝突断面積のローレンツ力を外力とする、荷電粒子の運動方に従って確率的に引き起こし、衝突後の 2 粒子の程式を解くことになる。この運動方程式を良く知速度もその衝突物理モデルに従い確率的に決定すられている蛙飛び法、ベルレ法もしくはルンゲクる。具体的には、流れ場を適当な大きさのセルにッタ法などで定式化してΔt 後の位置と速度を計分割し、 同一セル内の 2 個の粒子を物理モデ

算すればよい。ポアソン方程式を高速に解く必要

ルに基づいた確率則に従って衝突対として選択すがあるため、等間隔メッシュの場合は、FFT 法とるというものである。衝突後の粒子対の速度は、Cyclic Reduction 法（もしくはガウスの消去法）

エネルギー、運動量等が保存するように決める。

を併用した[3]、また不等間隔メッシュの場合はク

希薄気体の場合、流れ場の物理量の変化の代表的

リロフ部分空間法による反復解法を使用する。な

な長さは平均自由行程程度であることから、セル

お粒子モデルの場合、電界を精度良く求める必要のサイズは平均自由行程程度の大きさとする。

がある。

DSMC 法により直接得られるものは、多数の粒子

2.2 DSMC 法（中性粒子のための粒子モデル)の位置、速度等のサンプルデータである。このデ解析体系内の原料ガスの流れ場などのように圧ータを加工することにより、粒子の速度分布関数、力が低い流れ場について解析する場合、もしくは密度分布、流速分布、温度分布などを得ることが常圧下であっても解析体系が数μm 以下となるできる。統計誤差はサンプル数の 1/2 乗に反比例

とき、気体を連続体であるとみなして取り扱うナ

するので、時間平均のゆらぎが小さくなり、十分

ビエ-ストークス方程式は適用できず、ボルツマン

な精度を持つまでサンプリングを行うことになる。

方程式にまでさかのぼって考えなくてはならない。 またプラズマ装置内もしくは真空装置内内では、
ところが、このボルツマン方程式は複雑な非線形

密度差が大きく異なる原子・分子が存在し、小さ

積分微分方程式であり、その取扱いは非常に難しな密度を持つ原子・分子の挙動を正確にシミュレ
5ーションするには、従来の DSMC 法ではすべてあり、エネルギー方程式を解いてその時間－空間の粒子種の重みは同一であるため、膨大なサンプ的な分布を求める必要があるが、イオンに関してル数が必要であるが、Weight algorithm[5]を採用

はそのエネルギーは電離や再結合などの反応にはすることにより、ほぼ同数のサンプル数で行える。

ほとんど影響しないので、エネルギー方程式を解

2.3 ドリフト－拡散モデル（荷電粒子のための流

かずに温度は一定値と仮定して（例えば分子の温体モデル)度と同程度）既知とする場合が多い。なお基板へガス圧が高くなると荷電粒子の平均自由行程がの入射イオンエネルギーについては、流体モデル

小さくなるので、粒子モデルを用いようとすればで得られる時空間電界分布、イオン生成率分布を空間のメッシュ分割幅と時間進展のΔt をともに用いてモンテカルロ法計算により求めることがで相当小さくする必要があり計算時間が実用的な範

きる[8]。

囲を超えてしまう。そのような場合には電子やイ

ところでこれらの方程式を解くためには輸送パ

オンの集団をそれぞれ流体として取り扱うモデル

ラメータや、電子やイオンの生成/消滅レート、電を用いる。

子エネルギーの損失レートなどの値を知る必要が流体モデルでは、電子と各種イオンの各々につある。これらは各種衝突の衝突周波数によって定

いて数密度、温度、流速ベクトル等のマクロな量

まり、その衝突周波数は速度分布関数と衝突断面が位置と時間の関数として定義される。これらは積の速度空間における積分によって計算されるた

一般的には流体力学的な質量保存則を表す連続のめ、速度分布関数の型に関して何らかの仮定が必

式、運動量保存則を表す運動方程式、そしてエネ要である。電子の分布関数に対する仮定は主に以ルギー保存則を表すエネルギー方程式を電位に関下の２種類ある。

するポアソン方程式と共に解くことによって求め1. マクスウェル分布を用いるられる。連続の式には電離等の反応による生成項

空間の位置ごとに、そこにおける電子温度で平が含まれ、また運動方程式とエネルギー方程式に衡状態にある速度分布関数（マクスウェル分布）

はそれぞれ中性分子との衝突による運動量とエネを用いて各種衝突周波数を計算する。移動度と拡ルギーの損失レートを表す項が含まれる。ドリフ

散係数は運動量移行衝突周波数から求める。

ト－拡散モデルは運動方程式において時間微分項

2. 一様電界中の電子スオームの分布関数を用いと慣性項を省略した式から導かれ、流速を電界にる
この場合は通常 2 項近似のボルツマン方程式を比例する速度（ドリフト速度）と、圧力勾配に起因する拡散速度の和として表す近似モデルであり、 別途解く。衝突周波数は換算電界（電界の大きさ
広く用いられている。ドリフト速度の電界に対すをガスの密度で除した量）の関数となるので、事る比例係数は移動度と呼ばれ、拡散係数と共にこ前にある範囲の換算電界の値に対する速度分布関のモデルの重要なパラメータである。
（これらを輸数を求めて電子の平均エネルギーを計算し、各種

送パラメータとかスオームパラメータと呼ぶこと

衝突周波数、移動度、拡散係数を平均エネルギーがある。）電界は電位の空間勾配として得られる。

の関数としてテーブル化しておく。そして方程式

なお静磁場を考慮する場合には、移動度と拡散係を解く際には、計算セルの電子温度（エネルギー）

数は異方性を持つテンソル量となる[9]。電子が電に対応する輸送パラメータを、テーブルを参照し界から獲得するエネルギーはプラズマ生成の源で

て求める。
6

イオンの移動度と拡散係数については、換算電2.5 中性粒子のための流体モデル

界の関数として実験によって得られている値を用

プラズマ中の中性粒子のみに着目して、それをいるのが望ましいが、それらの情報が得られない

一つの混合流体と考える。
この流体中では粒子種

場合には衝突断面積を一定とした剛体球モデルと毎に質量密度、圧力、流速ベクトル、および単位

マクスウェル分布を仮定した平均速度から計算し質量当たりの内部エネルギーが位置と時間の関た値を用いる。文献[10]にはイオンの移動度と拡数として定義される。
そして混合流体の質量密度

散係数に関する理論と実測データがよくまとめら

および圧力はそれぞれ各粒子種の密度の和およ

れている。

び圧力の和として定義され、流速ベクトルおよび

2.4 ハイブリッドモデル（荷電粒子のための流体

内部エネルギーはそれぞれ各粒子種の密度で重モデルと粒子モデルとの混合モデル)

み付けされた加重平均量として定義される。
また

ハイブリッドモデルには主に以下のモデルが存

温度は粒子種に依存しないものと仮定し、
粒子種

在する。

毎に理想気体の状態方程式が成り立つものとす(1) 電子のモンテカルロシミュレーションを併る。このような仮定の下に各粒子種の密度、混合

用する

流体の流速ベクトル、および混合流体の内部エネ

電子の速度分布関数（実際にはエネルギー分布関

ルギーを未知変数として各粒子種についての連数）についてのみ PIC/MC 同様の手法を用いて続の式、混合流体についての運動方程式およびエ

計算セルごとに値を求める。
ただしこの場合にはネルギー方程式を解く。
これらの方程式は時間微プラズマ密度の空間分布によってプラズマ中の分を含むので、通常は短い時間間隔で積分するこ

電界が変化するので、流体モデルによるプラズマとにより解を求めていく。

密度および電界の計算とモンテカルロ計算を数プラズマの場合の特徴的なこととして次の点が周期 ～数十周期ぶんずつ交互に行いながら計算あげられる。

を進めていく。計算時間が多少増えるが、分布関・プラズマ中では電子衝突による電離や解離等を数を仮定する必要が無いのが利点である。

含めて様々な反応が生じているので、連続の式に得られた電子エネルギー分布関数から各セルにおはそれによる生成項が入っている。それを計算す

ける電子温度、電子衝突による反応レートが求まる為には反応の速度定数（レートコンスタント）る[9]。

と荷電粒子の密度の情報が必要である。

(2) 電子を PIC/MC で計算しイオンは流体モデ

・電子やイオンと中性粒子との間で衝突による運ルで計算する

動量とエネルギーの交換が起こっている。特に大マグネトロンスパッタ装置におけるマグネトロ

気圧プラズマのような高圧力の場合は電子-分子

ンプラズマシミュレーションは PIC/MC 法のみ間の弾性衝突が頻繁に起こるため気体の温度も上で計算する方法と電子のみ PIC/MC 法を用い、昇し、密度も変化する。したがってエネルギー方イオンの生成率を基にしたイオンに関する流体

程式にそのような項を付加する必要がある。

モデルによりイオン密度を求める方法がある。
マ・固体表面では粒子の吸着や、反応によりそこでグネトロンプラズマに限らず、電子の非線形性が生成され粒子が空間に放出されたりするので、連強く、流体モデルで近似できない場合に採用され続の式の境界条件としてそれらを考慮する必要がる[2]。

ある。具体的には粒子種毎に表面での反射率（あ7るいは吸着率）と反応確率を与える。

は、並列化しなければその性能を十分に発揮する

2.6 荷電粒子シミュレーションと中性粒子シミュことが出来ない。1000 並列を超えるような計算でレーションとのカップリング

は、ノード間は MPI, ノード内は OpenMP によ

プラズマ中では原料となる分子の他に電子やイる並列化を施した hybrid 並列化が行われる。廉

オンとの衝突によって生じる励起種や原子が生成

価版の PC でも複数コアが当たり前、32 コア程度される。また一般には装置の一部から原料ガスがの PC を用意することも難しくない。また GPU供給され、排気口から流出させるためガスの流れによる並列化も話題になった。OpenMP によるが生じ、それによって分子、原子密度の空間分布

並列化は比較的容易であるが性能が出にくい印象が変化する。中性粒子種の密度変化は電離や付着がある。ここでは数十並列程度までを想定したに影響を与えるし、原子や励起種の密度やフラッMPI による並列化について述べる。

クスに関する情報が必要な場合も多い。したがっ3.1 粒子分割
PIC/MC 法の超粒子追跡部分や、スパッタ粒子てプラズマシミュレーションにおいては、荷電粒子だけではなくガスの流れも解くことが望ましい。 の挙動を追跡するなどの場合に用いられるテスト
流体モデルを用いる場合、荷電粒子と中性粒子

粒子モンテカルロ法では粒子分割を行うことで、に対する支配方程式を時間積分して解を求めてい非常に高い並列化効率が得られる。100 万個の超くが、そこで問題となるのが時間積分の間隔Δt

粒子を 1 並列で追跡するところを、25 万個ずつ 4である。荷電粒子は電界の作用を受けるため、そ並列で追跡すれば、計算速度はほぼ 4 倍になるこの運動をシミュレートするためには電界の 1 周期とが理解できるであろう。この場合、それぞれのにわたる変化を充分解像できるΔt（10－12～10－10

コアで別の乱数列を使い、4 並列のサンプリング秒程度）を用いる必要があるが、中性粒子の輸送の結果を集計すればよい。メモリはほぼ並列数倍

は荷電粒子に比べるとゆっくり行われるので、同だけ必要になる。

じΔt を用いると定常状態に達するまでに膨大な

3.2 領域分割

計算時間がかかってしまう。そこで（周期）定常

多くの問題で、領域分割による並列化が行われ状態が存在する場合は、両者の計算を切り離して、る。DSMC 法では、同じセル内の超粒子同士を衝それぞれ異なったΔt を用いて独立におこなう。

突させるため、先に述べた粒子分割では相性が悪

中性粒子に関する時間積分ではΔt はだいたい 10

く、領域分割を行うのがよい。ロードバランスを－8～10－5 秒程度である。通常荷電粒子に対する計取るために、粒子モデルでは分割した各領域の超算を数周期分行ってからガス流れの計算を数ミリ

粒子数がほぼ同数になるように分割する。連続体秒程度行うことを反復する。流体モデルによるカモデルでは、単に各領域のセル数が同数になるよップリング計算は多くの論文に掲載されているが、 うに分割すれば良い。いずれも、分割した各領域
粒子モデルのカップリング計算については、文献の接する境界面が小さいほうが、通信量が減って[11]を参照して頂きたい。

効率が良くなると考えられる。問題によるが、比

3. 並列化について

較的よい並列化効率を得ることが出来る。

プラズマシミュレーションに限らず

3.3 線形方程式解法の並列化

現在の科学技術計算において、並列化は必須であ

ポアソン方程式やエネルギー方程式などを解くる。特にスーパーコンピュータを使用する場合にために、反復法や直接法のソルバーが用いられる
8

が、このソルバーも並列化する必要がある。高いらない、装置内の測定データがほとんど無く計算

並列化効率は得にくい場合が多い。領域分割や粒結果の精度の評価も難しい、などといった点があ子分割の部分で良い並列化効率が得られても、ソげられる。

ルバーの並列化効率がネックになって全体として参考文献の並列化効率が上がらない場合がある。

[1] M.A. Lieberman and A.J. Lichtenberg ；4. 原子分子データについて``Principles of Plasma Discharges and Materials

プラズマシミュレーションにおいて、必要不可欠

Processing'',Second Edition (Wiley-Interscience,

なデータとして、衝突断面積、反応レート係数なJohn Wiley Sons, Inc., 2005)

どがある。これらのデータは、半世紀前から多く[2] 真壁利明；``プラズマエレクトロニクス'' (培風の研究者が、理論、実験から蓄積したものである。

館, 1999)

近年この非常に重要な基礎データ構築に関する研[3] R.W. Hockney and J.W. Eastwood ；究者が少なくなってきた。幾つかの学会では、学``Computer Simulation Using Particles''

会ごとにそれらをまとめてきたが、統一されたデ(Adam-Hilger, Bristol and New York, 1981)

ータベースを入手することが困難であった。唯一[4] C.K. Birdsall and A.B. Langdon；``Plasma

原子分子過程における、理論、世界のデータベー

Physics via Computer Simulation''スについてまとめた、教科書もしくはハンドブッ(McGraw-Hill, New York, 1985)

クが発行された[12]。国内では核融合科学研究所、[5]K.Nanbu ； IEEE Trans. Plasma Sci., 28,

日本原子力開発機構を中心に NPO 法人原子分子(2000) , 971.

データ応用フォーラムが活動している。しかし、[6] C.K. Birdsall, J.P. Verboncoeur, et al. The

プラズマと固体表面との表面反応を含む相互作用

Plasma Theory and Simulation Group；に関するデータベースはまだ存在していない。

https://ptsg.egr.msu.edu/

5. おわりに[7] G.A. Bird；``Molecular Gas Dynamics and

すでに、熱・流体・構造・電磁界などのシミュレ

the Direct Simulation of Gas Flow''(Clarendonーション技術は、建築物・自動車・飛行機・電子

Press,Oxford, 1994)

機器などの設計に広く使われており、実験および[8] 南部健一；``原子・分子モデルを用いる数値シ

試作コストの大幅な低減に成功している。またこ

ミュレーション''第 1 編 3 章、(コロナ社, 1996)の分野では、使い勝手の良い商用ソフトウェアも[9] M.J. Kushner；J. Phys. D: Appl. Phys., 42,

数多く販売されており、シミュレーション技術の(2009) 194013.

普及に寄与している。

[10] E.W. McDaniel and E.A. Mason ； ``The

プラズマシミュレーションに関する研究も多くの

Mobility and Diffusion of Ions in Gases''

研究者によって広く行われており、プラズマ現象(Wiley, New York, 1973)の理解に大いに役立ってきた。しかし、未だ装置[11] M. Shiozawa and K. Nanbu；Thin Solidのデザインツールとして技術者に広く受け入れら

Films, 457, (2004) 48.

れるまでには至っていないのが本当のところであ[12] 浜口智志、村上泉、加藤太治、プラズマ核融ろう。理由としては、計算負荷が大きい、断面積合学会編；``プラズマ原子分子過程ハンドブック''

データの不足、表面で生じる化学反応がよくわか(大阪大学出版会, 2011)9

研究室紹介東京工業大学工学院

電気電子系

東京工業大学
1. はじめに

竹内研究室

竹内希

ます。2016 年には全俊豪先生が助教として着任さ

東京工業大学工学院電気電子系竹内研究室は、れ、
2021 年 3 月の安岡先生のご定年退職に伴い、大岡山キャンパス南 3 号館に位置し、主に大気圧

2021 年 4 月より竹内研究室として運営していま

プラズマやハイブリット直流遮断器に関連する研す。現在は竹内と全先生、事務員さん 1 名、博士究を行っています。古くは林泉先生の研究室にル

課程学生 3 名、修士課程学生 10 名、学部 4 年生ーツを持ちます。私が東京工業大学に入学した1 名で構成されています。

2001 年には、石井彰三先生と安岡康一先生が共同
2. 研究紹介で運営されていた石井・安岡研究室があり、安岡研究室の単独運営になった後の 2004 年に安岡研

竹内研究室では、プラズマの電力・環境・材料究室に卒研配属になりました。2009 年に博士課程応用をキーワードとした研究を主に行っています。

を修了し、半年間のポスドクを経て安岡研究室のプラズマを用いた高度水処理技術を安岡先生が精助教として着任し、2012 年 12 月に講師へと昇任

力的に研究されたことをきっかけに、プラズマとした際に安岡・竹内研究室となりました。関連研

液体が接する、いわゆる『気液界面プラズマ』の究室の OB として、浦井一先生や浦壁隆浩先生、

応用研究、および、プラズマ－液体界面での複雑

白井直機先生、立花孝介先生が、プラズマエレクな現象に着目した研究を進めてきました。近年はトロニクス分科会や電気学会などで活躍されてい水処理技術に加えて、気液界面プラズマを用いた

写真 1：2022 年度の研究室集合写真

10炭素材料の改質・合成や、液中アンモニアの転換

据えると、分解速度および分解エネルギー効率のなどへと展開しています。また、全先生を中心と向上が必須となります。分解速度の向上のためにして、アンモニアや窒化マグネシウムなどのエネ

は、OH ラジカルの生成量を増やせばよいので、ルギーキャリア合成技術、また、直流電力系統でプラズマへの投入電力を大きくすればよいのですの電流遮断に用いる、直流遮断機の研究を行ってが、OH ラジカルは別の OH ラジカルと反応して、います。ここでは、1. 高度水処理技術、2. 気液界

過酸化水素（H2O2）を生成してしまいます。この面プラズマシミュレーション、3. 炭素材料改質、過酸化水素生成反応の速度は OH ラジカルの密度

4. エネルギーキャリアの合成、5. ハイブリットの二乗に比例するので、OH ラジカル密度が高く

直流遮断器について紹介したいと思います。

なるとこの反応による OH ラジカルの損失が増大
し、有機物分解に寄与する OH ラジカルの割合が2.1 高度水処理技術激減します。この結果、分解速度と分解エネルギ

みなさんご存じの通り、気液界面プラズマではー効率の間にトレードオフが発生してしまうこと

水分子を原料として、反応性の高い OH ラジカルが課題でした。そこで我々は、気液界面プラズマを生成することができます。OH ラジカルは、オを過酸化水素生成に特化させ、別途、オゾン発生

ゾンでも分解できない難分解性有機物の分解が可器で生成したオゾンを処理水中に供給して、過酸能であり、気液界面プラズマを難分解性有機物分

化水素とオゾンとの反応により OH ラジカルを再解のための高度水処理技術として用いる研究が多生する、プラズマ－オゾン併用方式の研究を進めくなされています。
プラズマ以外の方式も含めて、ています（図 1）。これは、従来の薬品としての過OH ラジカルを用いた水処理技術は促進酸化処理

酸化水素とオゾンを組み合わせて OH ラジカルをと呼ばれています。我々は、水中気泡内プラズマ

生成する促進酸化処理と同様の反応を使っていまや気液二相流プラズマ、水面上プラズマなどを用すが、電気エネルギーさえあれば、プラズマによいた促進酸化処理の研究を進めてきました[1]。

ってオンサイトで過酸化水素とオゾンを生成でき

当然、気液界面プラズマにより酢酸などの難分るため、海上油田や僻地などといった、過酸化水

解性有機物の分解が可能なのですが、実用化を見素の輸送・保管が困難な場所での、分散型の水処

図 1：プラズマ－オゾン併用方式

11

理システムとして有用であると期待しています。

いでおり、有効的な分解技術の確立が喫緊の課題とはいえ、過酸化水素生成効率の向上は必要であとなっています。PFOS・PFOA 分解には促進酸り、ダイヤフラム放電プラズマなどを適用して試化処理は有効ではなく、超音波キャビテーション

行錯誤しているところです。

処理や亜臨界処理などが研究されています。我々

酢酸以外の分解対象として、有機フッ素化合物

は水中気泡内プラズマを用いた PFOS・PFOA 分

である PFOS（ペルフルオロオクタンスルホン酸）解を行い、図 2 上に示すように、他方式よりも高および PFOA（ペルフルオロオクタン酸）の気液

効率な分解を達成しました。これは、図 2 下に示

界面プラズマによる分解処理も行っています。

すように、界面活性剤としての性質により気液界

PFOS や PFOA は強固な炭素－フッ素結合に起面に吸着した PFOS・PFOA 分子が、プラズマ中

因する化学的安定性と、優れた界面活性剤としての電子やイオン、中性粒子などの高エネルギー粒の性質から、半導体産業や泡消火薬剤など、様々

子により直接分解されるためであると考えていまな用途に用いられていました。しかし、環境残留

す[2]。

性や毒性などの問題から、POPs 条約や化審法な
2.2 気液界面プラズマシミュレーション

どで製造・使用の制限がなされています。しかしながら、世界中の環境水や飲料水での検出が相次

気液界面プラズマを用いた高度水処理では、どこでどのように OH ラジカルが生成され、有機物と反応しているかを理解することが重要です。
OH ラジカルの密度は、分光計測やレーザ誘起蛍
光法などで定性または定量評価がなされることが多いですが、プラズマと処理水の界面近傍でのOH ラジカルの挙動は実験的に観測することが困難です。そこで我々は、COMSOL Multiphysics®
を用いて気液界面プラズマのシミュレーションを行い、OH ラジカルを中心とした反応場の解析を行っています[3]。気液界面では、各粒子に対してヘンリーの法則に基づく気液平衡が成り立っていると仮定し、また、気相と液相での界面を通してのフラックスを連続として、
物質輸送（ガス吸収）
をモデル化しています（図 3）。水面上プラズマのシミュレーションでは、気相および液相での OH
ラジカルの過酸化水素生成反応の他、液相でのOH ラジカルと過酸化水素、および、HO2 ラジカ
ルとの反応が、OH ラジカルの主要損失反応であることが分かりました。また、OH ラジカルの処

図 2：気液界面プラズマによる

理水への浸透深さは、1 m 以下と非常に小さく、高効率 PFOS 分解

OH ラジカルによる有機物分解反応は、ほとんど
12

Gas Interface Liquid
Gas–liquid equilibrium on interface

Concentration

Cliq0

HRTgasCgas0 = Cliq0
H: Henry’s constant

Cliq

Cgas

Cgas0: Interfacial concentration ofgas-phase species

Cgas0

Cliq0: Interfacial concentration ofliquid-phase species

Flux continuity through interface

Ggas
Gas

Gliq

Dgas = 10–5 m2/s

Ggas = Gliq

LiquidGgas: Flux from gas phase
Gliq: Flux to liquid phase

Dliq = 10–9 m2/s

図 3：気液界面プラズマシミュレーションでの気液界面の境界条件

2.4 エネルギーキャリアの合成

プラズマ－処理水界面での界面反応のようなもの
であることが分かっています。

低炭素社会の実現に向けてエネルギー貯蔵シス
テムが必要とされる中、新型エネルギーキャリア

2.3 炭素材料改質として窒化マグネシウムという物質に着目していカーボンナノチューブやグラファイトなどの炭ます。窒化マグネシウムは乾燥雰囲気下で化学的

素材料粉体を処理水中に懸濁して、気液界面プラに安定であり、さらに常温で水と容易に反応してズマを生成することで、炭素材料に OH 基やエネルギーキャリアとして有望なアンモニアを生

COOH 基を修飾して、親水性を向上させることが成します。竹内研究室では大気圧プラズマにより可能です[4]。最近は、釜山大学の Oi Lun Helena

酸化マグネシウムの窒化による窒化マグネシウム

Li 先生、名古屋大学の稗田純子先生、岩手大学の合成研究を進めています。エネルギー貯蔵システ

高橋克幸先生、大分大学の立花孝介先生との共同

ム全体で二酸化炭素を排出しないクリーンエネル

研究として、希硫酸中に炭素材料を懸濁してプラ

ギー循環システムを目指しています。

ズマ処理し、スルホン基（-SO3H）を修飾する研

また、低炭素社会の実現に向けたエネルギーキ

究を進めています。スルホン化した炭素材料は、ャリアとしてのアンモニアが注目されているため、セルロースをバイオ燃料へと転換する過程におけ現在のハーバーボッシュ法ではなく、二酸化炭素

る加水分解触媒として用いることができます。ス

を排出しない小規模分散型のアンモニア合成手法

ルホン化においては、プラズマ－処理水界面からが必要となります。竹内研究室では独自の大気圧

硫酸分子がプラズマ中に供給され、熱分解により流動層プラズマを用いたプラズマ触媒複合プロセ

生成された SO3 ラジカルが重要な役割を果たしてスでアンモニア合成手法を開発しようと考えていいると考えています[5]。

ます。
13

2.5 ハイブリット直流遮断機

3. おわりに

大規模太陽光発電や洋上風力発電といった分散

東京工業大学の大岡山キャンパスは、大岡山駅

型電源の普及や、直流送配電の増加に伴い、直流

正面口から徒歩 1 分の位置に正門があり、南 3 号

遮断器の需要が高まっています。事故発生時には館は正門から歩いて数分の距離です（図 4）。研究

遮断器により電流を直ちに遮断する必要がありま

室見学も大歓迎ですので、東京近辺にお越しの際

すが、直流は電流零点をもたないため、電流遮断

は、是非ご連絡いただければと思います。

が困難です。
そこで、通常時の電力損失が小さく、かつ事故電流の高速遮断が可能な、電気接点と並参考文献

列に半導体素子を挿入したハイブリッド直流遮断[1] N. Takeuchi and K. Yasuoka ; Jpn. J. Appl.

器の研究を進めています。安岡先生が進めていた

Phys., vol. 59, (2021), SA0801.

アークレスハイブリッド直流遮断器の研究では特[2] N. Takeuchi, Y. Kitagawa, A. Kosugi, K.

定条件下でアーク放電を発生させずに電気接点かTachibana, H. Obo, and K. Yasuoka ; J. Phys. D:ら半導体素子への転流・遮断技術を開発し、電磁Appl. Phys., vol. 47, (2014), 045203.

ノイズがなく、電気接点の損耗もほとんどないハ[3] N. Takeuchi, M. Ando, and K. Yasuoka ; Jpn.

イブリット直流遮断器を開発しました。

J. Appl. Phys., vol. 54, (2015), 116201.
[4] S. Hoshino, K. Kawahara, and N. Takeuchi ;最近では全先生が中心となり、埼玉大学の稲田
優貴先生、東京大学の大西亘先生、名古屋大学のJpn J. Appl. Phys., vol. 57, (2018), 0102B1.

兒玉直人先生、金沢大学の中野裕介先生との共同[5] S. Deng, N. Takeuchi, J. Hieda, K. Takahashi,研究として、ヒューズと半導体素子を並列運用し

K. Tachibana, and O.L. Li ; J. Phys. D: Appl.

た新型のハイブリッド直流遮断器の研究を開始しPhys., vol. 55, (2022), accepted.

ました。

図 4：大岡山キャンパスマップ

14

研究紹介

高密度収束プラズマスパッタリング装置と磁気ミラー型マグネトロンカソードの紹介
産業技術総合研究所

1 章で CPSD の装置構造の概略について述べる。

１. はじめに
本稿では著者が開発した以下の２つのスパッタ

次に本装置の特長である高密度プラズマをターゲ

リング装置について紹介する。

ットに収束照射するプローブ測定の実験結果につ① 高密度収束プラズマスパッタリング装置(High-density

本村大成

convergent

いて紹介し、続いて非加熱ガラス基板を用いた窒化ガリウム (GaN) 成膜結果の例を紹介する。

plasma2 章では、磁気ミラー閉じ込め効果を用いて低電

sputtering device: CPSD) [1-4]② 磁気ミラー型マグネトロンカソード

力・低ガス圧力放電を可能にした M3C の装置構

(Magnetic Mirror-type Magnetron Cathode:造および放電特性についての実験結果を紹介する。

M3C) [5-9]。
どちらのスパッタリング装置にも独自考案した

２. 高密度収束プラズマスパッタリン グ装 置
(CPSD)

磁場配位に関するアイデアを盛り込んでいる。両者に共通する設計コンセプトは、プラズマ反応場

図 1 に CPSD の概略図を示す。CPSD はイオンと基板近傍領域とが接触しないような装置構造に

ビームスパッタリング（IBS）装置と類似性があすることである。そうすることでスパッタリング

る。プラズマ源から発生させたプラズマ (IBS 装

ターゲットから発生する二次電子の基板への流入

置ではイオンビーム) をターゲットに照射するとが抑制され、これら二次電子の流入による熱流束

いう装置構造上の類似性がある。一般的なスパッが低減する。その結果、一般的なスパッタリング

タリング装置で用いるスパッタリングカソードは、装置と比較して基板温度の上昇を抑制する効果をターゲット近傍にプラズマを生成してスパッタリもたらす。一般的なスパッタリング成膜では、基ングを生じさせることから、プラズマ生成条件と板裏面に配置したヒーターなどで数百℃程度まで

イオン引き込みの条件を個別に制御することがで基盤を加熱し、基板に堆積した粒子の表面熱拡散

きない。すなわち投入電力に応じて、イオン引き運動を促進することで成膜した結晶の品質向上を

込み電圧が固定となる。CPSD はプラズマ生成部

図る。この時の成膜品質には先に説明した二次電と、イオン引き込みのためのターゲット印加電圧

子流入の影響も含まれている。我々は、二次電子を個別に制御可能であり、反応性媒質であるプラによる熱流束を低減することでスパッタリングプ

ズマの生成条件と被スパッタ粒子量を個別に制御

ロセスそのものの現象理解ができるのではないか

可能な構造となっている。

と考え、CPSD、M3C の両装置を用いた研究、特にこれまでは反応性スパッタリングを対象とした研究を進めてきた。
15

CPSD では、生成部で発生したプラズマのター
ゲットへの効率的な輸送を実現するために、水冷のソレノイドコイルと液体 Ga を保持したターゲ
ットホルダの裏面に配置した円柱状のネオジム磁石 (厚さ 9mm、直径 25mm) により、Ga ターゲ
ットまで収束する磁場配位が構成されている。図1 に、ソレノイドコイル電流 Ic = 70 A 時のベク
トルポテンシャルを黒線で表記している。カラーの等高線は x-z 平面の磁場強度 (Tesla) を示している。ソレノイドコイル中心の磁場強度とターゲット表面の磁場強度はそれぞれ、0.088 T および

図1 CPSDの概略図[1]。Reprinted from T.

0.43T となり収束磁場配位が形成されている。装Motomura and T. Tabaru, Rev. Sci. Instrum.,

置中心軸上 (x = 0) では、Ic = 70 A 時において、89, (2018), 063501., with the permission of

電 子 サイ ク ロ ト ロ ン 共 鳴 (~0.0048T at 13.56

AIP Publishing.

MHz) が生じない程度の磁場に調整してある。
CPSD の収束磁場配位は、前述したターゲット表

mm である。背景圧力は <5×10−4 Pa であり、N2面から発生する基板温度増加に影響する二次電子

ガス (13.0 sccm) を装置上方から導入し、典型的流入の抑制に加えて、プラズマ中のイオンの膜表に 0.2 Pa で成膜を実施している。ガラス管には 2面への直接的な暴露も抑えられるため、膜へのイ

回巻 RF アンテナを巻き付け、右回り円偏波 (ヘオンダメージの低減も期待できる。液体 Ga ター

リコン波) により高密度プラズマを生成している。

ゲット (純度 99.999 99%) はボウル状の水冷ホ

ガラス管溶融を生じさせないように、200/100

ルダに設置しており、Ga は融点が 303K であり0ms のパルス ON 時間として間欠的にプラズマを成膜中は十分に安定な液体状態にある。そのため生成し、300 min の装置運転により、60 min の成プラズマ支援の抵抗加熱蒸着法と異なり、液体金

膜時間を確保している。方向性結合器により、入属によるスパッタリング成膜が進行している。液射パワーと反射パワーをモニタし、反射率 0.05 以

体 Ga を保持するボウル状のホルダは直径 25mm

下でプラズマ生成を行っている。イオン飽和電流の SUS 製である。ターゲットホルダは−450V にの測定に用いたラングミュアプローブの電極は、負バイアスされており、プラズマ生成状態に依存

長さ 2 mm、直径 0.2 mm のプラチナ製である。

せずにターゲットにイオンの引き込みを行い、Ga

ラングミュアプローブ測定により、x = 0 mm, z =表面をスパッタリングすることができる。負バイ

172 mm においては電子温度 4.5 eV 程度である

アス印加時には 45mA のターゲット電流がターことを実験により確かめている。電力の伝送効率

ゲットに流入し、ターゲット印加電力はおよそ 4を求めるために、アンテナ出力部に電流プローブ

W/cm2 となっている。この印加電力は一般的なスを設置し、プラズマに投入された正味の電力 Pnet

パッタリング装置と同程度である。用いた基板はを計算した[1]。膜の結晶構造を調べるために、X

Corning Eagle XG ( ガ ラ ス 基 板 、 10 × 10 ×

線回折測定 (XRD, RINT 2110V and SmartLab,

1.1mm)であり、ターゲット基板間距離は ~45

Rigaku)を用いた。
16

図 2(a)は Ic に対する電子密度 ne の変化（Pnet~ 500 W）であり、図 2(b)は Pnet に対する ne の変化（Ic = 70 A）である。プローブ測定位置は、

x = 0 mm, z = 172 mm であり、ガラス管と拡散チャンバの接続部となっている。図 2(a)において、最大 3.3 × 1018 m-3 のプラズマ密度を得た。図2(b)においては、200 W 以上で電子密度が線形増加している。なお図 2(b)の Pnet < 200 W と同様に、図 2(a)の Ic < 20 A においても、x = 0 mm, z= 172 mm ではイオン飽和電流が測定下限を下回っていた。図 2 の実験結果より、Pnet = 500 W、

Ic = 70 A を高密度プラズマが Ga ターゲットに照射される条件と定め、GaN 成膜実験により図 3 の結果を得た。
図 3 に非加熱ガラス基板 (Eagle XG)を用いた、

図2 (a)ソレノイドコイル電流Ic に対する電子

直交表 L9(34) による GaN 成膜実験結果を示す

密度ne の変化（プラズマに投入された正味の[4]。図 3(a)-(i)に対応する実験条件は、表 1 のよ

電力 Pnet ~ 500 W）。(b) Pnet に対するne のうになっている。図 3 に記載するそれぞれの記号

変 化 （ Ic = 70 A ） [1] 。 Reprinted from T.

は、q = 1/dhkil = 2sinθ/λ であり、dhkil、θ、λ はそ

Motomura and T. Tabaru, Rev. Sci. Instrum.,

れぞれ、(hkil) 面の面間距離 (i = −h −k)、X 線の

89, (2018), 063501., with the permission of

入射角、X 線の波長を表す。∥と⊥の記号は、膜表

AIP Publishing.

面に対して平行、垂直であることを示す。q⊥ は
out of plane スキャン方向であり、測定範囲は 20表１ 図 3(a)-(i)に対応する成膜条件

80 deg.の範囲とした。表 1 に示した L9(34) の直
交表実験は、4 因子 3 水準の直交表を用いる実験

Exp.

RN2 (%)It (mA)p (Pa)lts (mm)であり、総当たりで 81 回の実験が必要な実験操

1

70

35

0.1

45

作を 9 回にまとめ、各因子や水準の作用を評価す

2

45

0.15

54

るための、
実験計画法に基づいた実験方法である。

3

55

0.2

63

総 ガ ス 流 量 に 対 す る N2 ガ ス 流 量 比 RN2 =

4

45

0.1

63

N2/(Ar+N2)、ターゲット流入電流 It、スパッタ時

5

55

0.15

45

のガス圧力 p、ターゲット基板間距離 lts を直交

6

35

0.2

54

表の制御因子として用いた。図 3 では RN2 に対し

7

55

0.1

54

て顕著な回折パターンの違いが見られた。図 3(a)

8

35

0.15

63

では、明確な回折ピークが表れていないことから

9

45

0.2

45

結晶成長が進んでいない、すなわちアモルファス構造であることが示された。図 3(b)-(i) では、ウ
17

85

100

図3 直交表実験により得た逆格子マップ[4]。本実験では、総ガス流量に対するN2ガス流量比 RN2 =N2/(Ar+N2)に着目してデータをまとめている。(a)-(c) RN2 = 70%、(d)-(f) 85%、(g)-(i) 100% である。
Reprinted with permission from T. Motomura, T. Tabaru, Y. Fujio and T. Okuyama, J. Vac. Sci.
Technol. A, 39, (2021), 013001. Copyright 2021, American Vacuum Society.

ルツ鉱型 GaN の X 線回折パターンが生じている。

開発してきた[5-9]。開発当初に 0.1 Pa のガス圧

その中でも図 3(b)-(f)においては複数のブロード力環境における持続運転をカソード運転特性の目な回折パターンが表れており、GaN(0002)が支配標と定めた。磁場計算により、ターゲット表面に的ながら基板面に対しては揺らいで成長した膜と磁気ミラー領域 (磁力線収束部) が形成されるよなっている。図 3(g)-(i)では、GaN(0002)の鋭いピ

うに磁場配位を決定した。図 4(a)では、磁場計算ークが得られていることから、c 軸配向のウルツにより得られた永久磁石とヨークによる磁力線を鉱型 GaN 薄膜が得られたことがわかった。図 3

M3C の概略断面図に重ね合わせて示している。点の実験結果より、CPSD を用いた非加熱ガラス基

線で囲まれた円領域が磁気ミラー領域である。図板による GaN 成膜実験においては、RN2 = 100%4(b)には M3C に内蔵する永久磁石の上面図を示の時のみウルツ鉱型の c 軸配向 GaN 薄膜が得らす。M3C の特徴的な磁場配位を実現するために、れることが明らかとなった[4]。

PM1 は中心に細孔を開けた径方向磁化の永久磁

また、CPSD は収束磁場配位を用いた装置構造

石を採用している。PM1 の中心軸はターゲット中をとることから、ターゲット金属の磁性に依らず心と一致し、PM1 の細孔が小さくなるほど、タースパッタが可能であることが確かめられている

ゲット中心部の磁力線収束度が大きくなり、ター[2]。本稿ではこれまでに得られた実験結果についゲットの中心部の磁力線がターゲット法線方向にて簡潔に述べたが、詳細は参考文献[1-4]を参考に

対して平行に鎖交するようになる。PM2 の内径をしていただければ幸いである。

ターゲット外径と等しくし、かつ PM2 の上面をPM1 の厚みの半分の位置に合わせると、ターゲッ

３. 磁気ミラー型マグネトロンカソード (M3C)

ト中心部だけでなくターゲット外縁部でも磁力線結晶品質の改善が見込まれる低ガス圧力環境にがターゲット法線方向に対して平行に鎖交するよ

おいてもスパッタ成膜の持続運転を実現するためうになる。以上の永久磁石の構成により、磁気ミに、磁気ミラー閉じ込め効果を活用した M3C を

ラー比はターゲット中心近傍と外縁部に鎖交する
18磁力線に沿っておよそ 25 となる［最強磁場強度～150 mT（|r|＝0，25 mm，z＝0 mm），最弱磁
場強度～6mT（|r|＝25 mm，z＝20 mm）］。ここ
で r および z は径方向および軸方向位置であり、ターゲット中心が r, z = 0 である。磁力線の垂直方向に運動する粒子の速度を熱速度と仮定して計算すると，電子と Ar イオンのラーマ半径はそれ
ぞれ＜0.8 mm，＜1.7 mm である（電子温度 4 eV，
イオン温度 0.4 eV と仮定）
。従来のマグネトロン
カソードでは PM1 に細孔がなく、軸方向に磁化した永久磁石を用いるため、ターゲット中心部の
磁 力 線 が カ ソ ー ド 上 方 に 発 散 し Unbalanced
magnetron cathode と呼ばれるのに対し、M3C は
ターゲット中心部においても磁力線がターゲット
上方にほとんど発散しない Balanced magnetron
cathode と呼ばれる。M3C のように、磁気ミラー

図4 (a)M3Cの概略図。(b)永久磁石を鉛直方向比がおよそ 25 の Balanced magnetron cathodeから見た図[5]。Reprinted from T. Motomura,は著者の知る限りではこれまでに例がなく（一般and T. Tabaru, AIP Adv. 7, 125225 (2017);

的なマグネトロンカソードは磁気ミラー比がおよlicensed

そ 5）、そのカソード特性を明らかにするために研Attribution (CC BY) license.

under

a

Creative

Commons究を進めている。
図 5 に放電実験により得られた ArII 発光パターンを示す。中心波長 488 nm の干渉フィルタを用いてカソード上方から ArII の自発光分布を撮像した。放電実験ではアルミニウム（Al）ターゲ
ットを用いた。
プラズマ生成用電源として，
DC 電
源（DCS0052B，株式会社アルバック）を用いた。
約 5×10−4 Pa に到達するまで真空排気を行い、放電時には Ar ガス圧力を一定値に保持するようマ
スフローコントローラでガス流量を制御した。ガス圧力は放電領域からおよそ 350 mm 離れた Ar
ガス導入位置付近でイオンゲージにより計測した。

図5 M3Cのプラズマ発光パターンのArガス圧

図 5 において、Ar ガス圧力を下げるとプラズマ力と投入DC電力の依存性[5]。Reprinted from

粒子の平均自由行程が長くなるために発光領域がT. Motomura, and T. Tabaru, AIP Adv. 7,

広がる。投入 DC 電力を増加させると発光強度

125225 (2017); licensed under a Creative（電子密度の二乗に比例）は増加する。また投入

Commons Attribution (CC BY) license.
19

DC 電力の大小に依らず Ar ガス圧力 0.70 Pa 以上にするとプラズマ放電が開始する。この放電開始ガス圧力は従来のマグネトロンカソードの 1/3
程度あるいはそれ以下である。DC 電力 5 W の場
合には，Ar ガス圧力 0.26Pa 以上でプラズマの持続放電が可能である。このときの電力密度はおよそ 0.25 W/cm2 となり、先行研究の投入 DC 電力
密度と比較しても同程度かそれ以下である[5]。さ図6 (a)一般的なマグネトロンカソードの放電

らに 15 W 以上では、0.1 Pa でも持続放電が可領域を上方から見た時のイメージ。(b)改良型

能となる。図 5 の実験結果より、研究開始時に目

M3Cの放電領域を上方から見たイメージ[6]。

標とした 0.1 Pa のガス圧力環境における持続放Copyright : Reprinted from Vacuum 169, T.

電が達成されたことがわかる。このような低ガス

Motomura, and T. Tabaru, Magnetron

圧 力 環 境 下 での 放 電 は， こ れ ま で は HiPIMS

sputtering cathode for inward enlargement（High Power Impulse Magnetron Sputtering）

of doughnut-shaped plasma discharge area,のような高い DC 電力を間欠的に投入する電離

108869効率の良いカソードでしか得られておらず、2 イ

Elsevier.

(2019),

withpermission

from

ンチカソードながらわずか 15 W の投入 DC 電力
で 0.1 Pa での持続放電を実現できたことは、
M3Cの磁気ミラー閉じ込めが効果的に機能したことを裏付けている。投入 DC 電力 15 W，Ar ガス圧力
0.1 Pa，ターゲット-基板間距離（TS 距離）280mm で成膜実験を実施したところ、およそ 0.2
nm/min の成膜速度を得た。低ガス圧力運転が可能になったことで、このように極めて長い TS 距離での成膜も実現できるようになっている。長いTS 距離が実現できると、スパッタ装置への組込
みに当たり、膜厚の面内均一性が向上するとともに、複数カソード組み込み時の設計自由度が広がるといったメリットが期待できる。M3C のターゲ
ット使用率は、体積比でおよそ 50％となり，従来

図7 (a)改良型M3Cの概略図。(b)永久磁石を鉛のマグネトロンカソードと比較して約 10％以上

直方向から見た図[6]。Copyright : Reprintedの向上となっている。ターゲット外縁部の端までfrom Vacuum 169, T. Motomura, and T.

放電領域を伸長できたことが、ターゲット使用率

Tabaru, Magnetron sputtering cathode for向上の主な理由となっている。

inward enlargement of doughnut-shaped

最後に、M3C のターゲット使用率のさらなる改plasma discharge area, 108869 (2019), with

善を目指して開発した改良型 M3C について簡単

permission from Elsevier.
20

に述べる。ターゲット使用率を高めるためには、の皆様、川戸勇人様（現在は奈良先端科学技術大

図 6 のように E×B ドリフトによって生じるター

学院大学）、
御園樹様をはじめとした学生諸氏にごゲット中心部の不可避な非放電領域を小さくする

協力をいただきましたので、この場をお借りしてことが一案として考えられる。ターゲット中心部

厚く御礼申しあげます。

の磁力線を M3C のものよりもさらに収束させ、ターゲット法線方向に平行に整列させることで、参考文献

図 6(b)に示したように放電領域を内側に拡張でき[1] T. Motomura and T. Tabaru, Rev. Sci.

るのではと考えた。
そのための磁場計算を実施し、Instrum., 89, (2018), 063501.

目的の性能を実現したのが、図 7 に示す改良型の[2] T. Motomura and T. Tabaru, e-J. Surf. Sci.

M3C である[6]。図 6 に示した放電領域が実現でNanotechnol, 17, (2019), 27-31.

きたかどうかに関しては、紙面の都合上、参考論[3] T. Motomura and T. Tabaru, J. Plasma

文 6 にゆずるのでご興味のある方はご確認いただ

Fusion Res., 96, (2020), 695-700. (in Japanese)

きたい。

[4] T. Motomura, T. Tabaru, Y. Fujio and T.
Okuyama, J. Vac. Sci. Technol. A, 39, (2021),
013001.

４. おわりに[5] T. Motomura and T. Tabaru, AIP Adv., 7,

本稿では、著者が開発した２つのスパッタリ
ング装置について紹介した[1-9]。磁場配位に独自(2017), 125225.

の工夫があるスパッタリング装置を開発したこと[6] T. Motomura and T. Tabaru, Vacuum, 169,

で、装置運転の自由度を向上させ、低ガス圧力・(2019), 108869.

低電力運転が可能になるなどの効果を得た。現在[7] T. Motomura, T. Tabaru, M. Uehara, Y. Fujio

は、一般的なスパッタリング装置と比較して基板

and T. Okuyama, J. Vac. Sci. Technol. B, 38,

温度の上昇を抑制できる特徴 (<80℃程度) を活(2020), 032205.

用して、M3C を利用した低耐熱基材への薄膜形成[8] T. Motomura and T. Tabaru, Vacuum andに取り組んでおり、それらの実験結果については、

Surface

近日中に紹介できると期待している。

Japanese)

Science,63,(2020)

283-288.

(in

最後になりましたが、本研究の遂行にあたり産[9] Y. Kawato, T. Motomura, T. Tabaru, M.

総研 田原竜夫博士、
上原雅人博士、
藤尾侑輝博士、Uehara and T. Okuyama, Jpn. J. Appl. Phys., 61,

久留米高専 奥山哲也教授をはじめとした研究者(2022) 046001.

21

第 20 回プラズマエレクトロニクス賞

プラズマエレクトロニクス賞を受賞して東北大学

佐々木 渉太，髙島 圭介，金子 俊郎

候が見られます（図 1）．また，医療用低温プラズ

はじめに
この度は，第 20 回プラズマエレクトロニクス

マの市場規模についても，文献報告数を後追いす賞という大変栄誉ある賞を賜りまして，大変光栄

るような形で発展してきており，今後も成長してに思っております．ご支援いただきました皆様，

いくと予想されています．しかしながら，現在のならびに選考に関係されました諸先生方に深く御

文献数・市場規模はともに，他の成熟した産業技礼申し上げます．今回，受賞の対象となりました術と比較するとまだまだ小さいものであり，まさ論 文 「 Portable Plasma Device for Electric N2O5に今が黎明期であると言えます．そして，この時Production from Air」
（佐々木 渉太，髙島 圭介，金期には，大気圧プラズマの学術基盤構築はさるこ

子 俊郎）[1] に関しまして，その研究背景や経緯，とながら，『キラーアプリケーションが作れるかど

内容の一部を以下に簡単にご紹介させて頂きます． うか』が，その後の命運を大きく左右する重要課
題なのではないかと思われます．すなわち，実応
論文内容

用で“使える”大気圧プラズマ技術を 1 つでも多【研究背景・経緯】

く世の中に発信することが求められているといま
強く感じます．

環境・材料分野等々）に応用する機運が高まって

さて，大気圧プラズマ技術が古くから活用されおります．特に，バイオ分野に目を向けてみますてきた応用の一つに，オゾン（O3）生成がありまと，大気圧プラズマ応用に関する文献報告は，医す．O3 は，大気中の誘電体バリア放電（Dielectric

療分野で先行して 2000 年代初頭から増え始め，

Barrier Discharge; DBD）によって生成されることその後を追うように農業分野でも発展していく兆がよく知られており，最初の実験実証は 1857 年

市場規模 (10億USドル)

近年，大気圧プラズマを多方面（医療・農業・に報告された W. Siemens らによるものだとされて

論文数

2000
1500

5

: "plasma medicine": "plasma agriculture"

4
3

1000
2
500
0

1

2010

2020

Year

0

2030

おります [2]．この 1 世紀以上も前の発見から，現代の生成効率は格段に向上しており，これには近年のプラズマ生成技術の発展が大きく寄与しています [3]．O3 の強力な酸化作用を用いることで，殺菌・消臭などの幅広い用途に，現在も世の中で広く活用されています．
我々の研究グループでも，2010 年頃から大気圧
プラズマの医療・農業応用に関連する研究を推進
して参りました（ちなみに，金子研究室には，2012

図 1. プラズマ医療・農業の論文数と市場規模．
参照元：Scopus， DataM Intelligence.

年：佐々木が学部生として配属，2014 年：髙島が22

助教として着任）．当初は，遺伝子導入などの医療【研究内容】

応用を主に佐々木が担当し，殺菌や植物免疫向上

N2O5 は，非常に高い酸化・ニトロ化能を有してなどの農業応用を髙島が担当しておりました．農おり，常温では固体の物質ですが，蒸気圧が高く業応用では，処理面積の拡大と価格コストの低減

およそ 32℃で昇華します．別名「無水硝酸」ともが要求されたため，空気と水を用いたプラズマが呼ばれ，吸湿性が非常に高く（水と反応しやすく），

主な研究対象となりました．そうなると必然的に，反応後はすぐに硝酸となります．また，熱に非常

O3 が主要な気相活性種となる傾向が強く，O3 の物に弱い物質でもあり，NOx が多量に生成される高性や化学的特性を考慮に入れながら，様々な農業

温のプラズマではほぼ観測できません．ガス状の向けプラズマ装置を開発してきたという経緯があN2O5 も，室温で分解するため保管が非常に困難なります [4-6]．この空気プラズマが持つ多様な作用物質となっています．従って，工場等での集中生の内，O3 の効果として説明可能なものも多数あり産には不向きであり，O3 と同様，プラズマ技術でましたが，一方で説明が出来ない作用も多く見つ

その場生成する価値がある物質であると言えます．

かりました．その中の一つがニトロ化作用です．

先行研究により，プラズマ中の N2O5 は，主に O3

そこで，その機能を担った活性種を探したところ，と NO, NO2 から生成されることは，化学量論的な有力候補として，受賞対象論文のタイトルにもあ議論から明らかとなっていました [7]．

る五酸化二窒素（N2O5）が浮上しました [7]．しかNO + O → NO + O

し，2018 年当時の N2O5 密度は，O3 よりも 1 ~ 2

2NO + O → N O + O

桁程度は低かった上に，常に多量な O3 の影響を考従って，O3・NO・NO2 をバランス良く生成する慮しなくてはならないこともあり，非常に難しいことが，N2O5 選択合成の重要な鍵を握ると言えま実験が要求されるものでした．また，N2O5 密度をす．しかし，一般に空気プラズマ中では，低いガ

何とか 1 桁程度向上させたとしても，それは O3 モ

ス温度域では O3 が主要に生成される O3 モードとードから窒素酸化物（NOx）モードへの遷移域でなり，高いガス温度域では，NO や NO2 が主要に運転する必要があり，同じ密度を数分も保ってい生成される NOx モードになることが良く知られてられないほど不安定な運転条件での実験が要求されました．一方で，低密度にも関わらず，明確な作用が再現性良く観測されたことは，その反応性の高さを示すとともに，プラズマ作用の中で重要な役割を担っているのではないかという疑いをより強くするものでもありました．この N2O5 の重要性に気付いたこと，金子の含窒素活性種に注力したいという強い意向，そして東北大学内の研究
プロジェクト「新領域創成のための挑戦研究デュオ～Frontier Research in Duo (FRiD)～」に採択されたことが契機となり，N2O5 のプラズマ選択合成に挑戦するプロジェクトを 2019 年末に開始するこ

図 2.0 次元化学反応シミュレーションによる各活性種密度のガス温度依存性．一定の N ラジカル・
O ラジカル供給を仮定し，安定後密度を図示．

とができました．
23

います（図 2）．この遷移域では，わずかな温度変濃度で水の不純物混入を 10 ppm 以下に抑える必化にも敏感に反応し，活性種密度が急激に変化す

要があります．そのため，モレキュラーシーブス

るため，密度の安定制御が困難です．そこで，我々といった強力な乾燥材を使用する他にも，プラズ

は，プラズマ反応リアクタを，O3 を専門に合成す

マリアクタ内も含めてガス配管内で金属製（特にる低温リアクタと NO, NO2 を専門に合成する高温SUS）を使用しない工夫などが必要でした．
現在では，この N2O5 プラズマ合成システム（図リアクタに分け，後にガス混合することで，これ

ら活性種の安定した密度制御合成を実現しました． 4）は，更なる改良が進められ，原料ガスとなる空
さらに，N2O5 の生成反応には，数十秒の時間を要

気も，ボンベ供給ではなく周囲大気を用いることすることを見出し，混合遅延反応器を設けることができ，N2O5 密度も最大で 400 ppm 程度，選択比

で，N2O5 の選択比を格段に向上させることに成功

も 30 を超えるような性能になってきております．

しました．その結果，図 3 に示すように，他の活

近年，急速な進化を遂げているモバイルバッテリ

性種（O3・NO・NO2・HNO3）と比較して 10 倍以ーを搭載することで，運搬可能で，かつどこでも上高い N2O5 密度（およそ 200 ppm）を達成するこ

周囲大気から N2O5 をその場生成し，供給できるとが出来ました．

装置の稼働実証まで完了しています．

この N2O5 選択合成において，もう一つ技術的に難しいと感じた点は，乾燥環境を維持すること【今後の展望】

でした．N2O5 はわずかな水分とも反応し，すぐに

N2O5 はまだまだマイナーな化学物質であり，昨HNO3 へと変換されるため，N2O5/ HNO3 密度比を年の Science で特異な界面反応が報告されるなど高く（少なくとも 10 以上に）保つためには，蓄積[8]，物性，化学反応性ともに未知な部分が多くあ

図 3.(a) 空気から N2O5 を選択合成と典型的な FTIR スペクトル．(b) 各プラズマ反応器の ON/OFF
スイッチングによる活性種組成制御.

図 4.遍在型 N2O5 供給装置の概略図．希釈機構を備え，所望密度の供給が可能になっている．

24

ります．また，N2O5 の応用研究は，有機化合物合【おわりに】

成以外では，ほとんど報告が無い状況であり，誰N2O5 のプラズマ制御合成は，まだまだ未熟な技も手が付けられていない未開拓領域となっていま術であり，発展の余地が多く残されております．

す．本研究グループでは，N2O5 の基礎特性を調べ

特に，本装置はシンプルな DBD 放電を用いておるとともに，応用研究を強く推進しており，特にり，ナノ秒パルス放電やグライディングアークな殺菌やウイルス不活化，薬剤合成，植物免疫活性どで報告されている O3 や NOx 生成効率と比較す化などへの活用を狙っております．最近では，バると，低い値となっています．従って，現在の N2O5

クテリオファージやヒトカゼコロナウイルスを合成エネルギー効率（~ 2.8 g/kWh）はまだまだ改

N2O5 処理した実験において，有望な結果が得られ善の余地があるといえます．この N2O5 を用いた

つつあり，明瞭な殺菌作用を有することが判明し応用を，大気圧プラズマの「キラーアプリケーシてきました．

ョン」へと成長させることが出来るように，一層さらに，研究背景・経緯で紹介した東北大学内

邁進していく所存でおりますので，今後ともご指のプロジェクト 挑戦研究デュオの一環で，本導ご鞭撻の程，よろしくお願い申し上げます．

N2O5 合成装置は，学内の農学研究科や生命科学研
究科にもそれぞれ設置され，異分野の共同研究者

参考文献

とともに，主に植物への作用を重点的に調べてお[1] S. Sasaki, K. Takashima, and T. Kaneko: Ind.
Eng. Chem. Res. 60 (2021) 798.

ります．このプロジェクトは，「プラズマアグリ ―[2] U. Kogelschatz: Plasma Chem. Plasma
Process. 23 (2003) 1.

機能性窒素を活用したサステナブルファーム―」という題目で，植物工場のような閉鎖空間におい給，2. 殺菌・ウイルス不活化，3. 植物の免疫活性[3] D. Wang and T. Namihira: Plasma Sources
Sci. Technol. 29 (2020) 23001.

をもたらす活性種を作り分ける技術システムの実[4] A. Ochi et al.: Plant Pathol. 66 (2016) 67.

て，プラズマ技術を最大限に活用して 1. 窒素源供

[5] K. Shimada, K. Takashima, Y. Kimura, K.
Nihei, H. Konishi, and T. Kaneko: Plasma
Process. Polym. 17 (2020) e1900004.

証を狙うものです[9]．最近の研究で，モデル植物であるシロイヌナズナを対象として，N2O5 の様々な効果が見出されつつあります．N2O5 が液中に吸[6] K. Takashima, Y. Hu, T. Goto, S. Sasaki, and
T. Kaneko: J. Phys. D. Appl. Phys. 53 (2020)
354004.

収されやすく，植物にとって重要な栄養素である
NO3−に変換されるという特性に着目し，窒素源供給として機能することが実験的に確かめられまし[7] Y. Kimura, K. Takashima, S. Sasaki, and T.
Kaneko: J. Phys. D. Appl. Phys. 52 (2019)
064003.

た．その他にも，植物の免疫活性に関して，農学研究科の安藤杉尋先生が中心となって，遺伝子解N2O5 の植物免疫活性効果が実証されております[8] M. Galib and D.T. Limmer: Science 371(2021) 921.

[10]．今後も，プラズマ合成 N2O5 の応用を広く展[9] https://w3.tohoku.ac.jp/frid/project/page-55/

析のみならず植物病害菌の接種試験まで実施し，[10] D. Tsukidate, K. Takashima, S. Sasaki, S.
Miyashita, T. Kaneko, H. Takahashi, S. Ando:
PLOS ONE, in press (2022).

開していこうと考えております．

25

第 20 回プラズマエレクトロニクス賞

プラズマエレクトロニクス賞を受賞して
東京工業大学 大西 広，山崎 文徳, 箱崎 喜郎，
竹村 将沙樹，根津 篤，赤塚 洋【はじめに】

態の放つ線スペクトル強度を発光分光計測(OES)

この度は，第 20 回プラズマエレクトロニクス賞

しても，その解釈は複雑です．原子衝突による励を賜り，共著者全員大変光栄に思っております．

起状態のクエンチングを取り入れた衝突輻射モデ

ご支援いただきました皆様，またご推薦・ご選考

ル(CR モデル)を適用すれば，Te, Ne の測定は，原していただいた委員の皆様に厚く御礼申し上げま

理的に不可能ではありません．しかし，原子衝突

す．今回の受賞対象論文「Measurement of electron

による励起状態間の励起脱励起の速度係数は，そtemperature and density of atmospheric-pressure non-

れほど精度は良くないですし，そもそも CR モデ

equilibrium argon plasma examined with optical

ルで励起状態密度を記述できる放電気体は限られemission spectroscopy」[1]に関しまして，研究背景ています．つまり，線スペクトル測定による Te, Neと概要について紹介させていただきます．

計測にも限界があります．
そこで，汎用的な大気圧非平衡プラズマの Te, Ne

論文概要の計測手段が是非とも必要です．この様な状況の【背景】

もと，韓国 KAIST の Park, Choe らのグループによ

大気圧非平衡プラズマが，学術・技術の最前線

り，減圧プラズマでは強度不足で計測困難な連続で頻繁に議論される様になってから，既に 20 年

スペクトルが，電子温度・密度の計測に有用であ以上が経過しました．水中・液中放電でも生成可ることが報告されました[3]．ただ，続報や妥当性

能ですし，医療・農業・食品工業・繊維産業など，の検討報告例が乏しく，文献[3]の方法の実験検証

新たな応用も増えていることは，分科会の皆様にが必要です．この様な状況のもとで，我々も大気は繰り返すまでもないでしょう．

圧非平衡プラズマを生成し，その連続スペクトル

そのような新たなプラズマ源の応用には，基礎計測から，電子温度・密度を計測しようと研究を的パラメーター，特に電子温度 Te, 電子密度 Ne の計画し実行しました．

計測は必須と思われます．ところが，いまだに大気圧非平衡プラズマの計測については，実験室規【実験方法】

模で簡便に実行可能な標準的方法が確立されてお図１のように，内側-外側の 2 重の石英管構造をりません．
無衝突シースの仮定が成立しないため，有する放電装置を用意します．内側のガラス管はプローブ計測は適用困難です．レーザー散乱法な左右に２つ配置してそのギャップ間隔を１mm とどは原理的には可能ですが[2]，経済性・操作性なし，対向面は石英封じ切りとして，内部に冷却促

どの点で産業現場や医療現場とは整合しないでしょう．さらに，非平衡プラズマですから，励起状26

Druyvesteyn EEDF

図１ 本研究で利用した大気圧非平衡プラズ
マ生成装置 [1]. © (2021) The Japan Society ofApplied Physics.

進のため水に浸漬した形で放電電極をセットし，

図２ 大気圧非平衡アルゴンプラズマ の連続スペクトルの OES 計測結果．赤線は式(1)による
理 論 フ ィ ッ テ ィ ン グ [1]. © (2021) The Japan
Society of Applied Physics.

誘電体バリア放電を生じる構造とします．外側ガーとなります．

ラス管と内側ガラス間の間は大気圧の放電気体の流路とし，常に新たな放電気体を供給し続けて不【理論解析】

純物対策としました．誘電体（ここでは石英）で今回測定した制動放射による連続スペクトルの覆われた針対針電極を構成し，放電の生じる空間

場合，分光放射率𝜀ea は理論的に求められており，を 1 点に限定することで，発光分光計測が常に石次式で与えられます[2]．

英窓を通して実施できる様にします．大気圧の希ガスを流路に流し，7 – 9kVp-p の 20 kHz 交流を印

𝜀 (𝜆) =

加すると，安定してギャップ間で大気圧非平衡プ
ラズマが得られます．

2 𝑁 𝑁 ℎ𝑐𝑚 𝜆 4𝜋𝑄 (𝜆, 𝜀)√𝜀𝑓(𝜀)d𝜀 (1)Na は衝突対象原子密度，
ここに me は電子質量，

連続スペクトルを，かなり幅広い波長範囲（300𝜆は光子波長，𝜈は対応する光子振動数，𝜀は電子エ– 900 nm）で測定する必要があります．Te 測定に

ネルギー，h は Planck 定数，c は光速度，f は電子も波長の相対感度校正が必要ですし，特に Ne まで

エネルギー分布関数(EEDF)で∫ 𝑓(𝜀)d𝜀 = 1と規求めるには，絶対感度校正も必要となります．こ格化，𝑄 は電子原子制動放射断面積で運動量移行

れには，照度標準としてのハロゲン電球と，その断面積𝑄から式(2)のように求められます．

𝑄 (𝜆, 𝜀) =8𝛼 𝜀
3𝜋 𝑚 𝑐

照度標準を輝度標準に変換するための白色拡散反射版を用いることで対応しました．実際のスペク
トル測定例を図２（フィッティングも併載）に示

1−

ℎ𝑐
2𝜆𝜀

1−

ℎ𝑐
𝑄
2𝜀

(𝜀)

します．この様に，大気圧ゆえに衝突対象の中性(2)原子が多数存在することから，連続スペクトルと𝛼は微細構造定数です．要するに，放電に利用する

しての制動放射が十分な強度で計測可能です．

気体の𝑄

この発光スペクトルを，制動放射の分光放射強がわかっていれば，発光現象は電子衝

突に関して線形ですから，異種の気体が混入され度の理論曲線とフィッティングすることにより，た場合もそれぞれの𝑄

Te, Ne を求めようとするのが，本実験のストラテジ
27を調べて式(1)の発光を

(a) Maxwellian
Fitting with Te [eV](b) Druyvesteynian
Fitting with Te [eV]0.50

Experiment

1.00
Experiment

0.40
0.29
0.20

0.10

0.79

0.60

0.40

0.20

図３ 大気圧非平衡 Ar プラズマの連続スペクトルの，式(1)によるフィッティング例．
(a) Maxwell EEDF を仮定した場合，(b) Druyvesteyn EEDF を仮定した場合[1]. © (2021) The
Japan Society of Applied Physics.
足し合わせることで，式(1)から Te, Ne の関数とし混入するため連続スペクトルのベースが上昇するて連続スペクトルを計算することが可能です．たことで良い一致を得にくくなること，あるいは高だし，そのためには，式(1)中の EEDF が既知でな

次回折光の混入の影響，さらには EEDF の関数形

ければなりません．本研究では，Maxwell 分布と，を Druyvesteyn と仮定したこと，等により，完全に

Druyvesteyn 分布の２通りを仮定して，連続スペク

現象を捉え切れていないため，このような不一致

トルを計算し，実験結果をフィティングして電子が生じたものと理解しています．
今回の研究では，Maxwell EEDF を仮定すると，

温度・密度を決定する，という手法を採用しまし極めて低温・高密度な Te, Ne が導出され，一方た．
具体的手続きとしては，高次回折光の影響を減

Druyvesteyn EEDF を仮定した場合には，他の研究

らしたいこともあり，まず 300 – 450 nm 以下の短者からの報告例[2]とも一致するような範囲の，リ波長に着目し，その波長域の相対強度変化を，仮ーズナブルな Te, Ne が導出されました．それぞれ定した EEDF を用い，式(1)でのベストフィッティの EEDF を用いて電子温度のフィッティングを行

ングにより，Te を決定します（図３）．次に，そのった結果を図３(a), (b)にそれぞれ示します．

Te を固定して，絶対発光強度をフィッティングし，

しかし今回 EEDF の手がかりがなく，Maxwell

Ne を決定する，という手順を取りました．図２にか Druyvesteyn かいずれか仮定せざるを得なかっは，Druyvesteyn EEDF を仮定してベストフィット

たことが問題点と言えます．すなわち，今回の研した式(1)による連続ス ペクトルも，滑らかな究で得られた Te, Ne が妥当であるかどうかについ“Theory”の曲線で示しました．

て，物理的に異なるメカニズムで検証して，初めて正しい結論を導くことが可能と言えます．

【結果と考察】そこで，本研究では，原子衝突励起脱励起過程

Ar プラズマの場合 500 nm 以上の長波長側では，も素過程として取り入れた Ar - CR モデルを用い

一致はそれほど良くはなく，この程度がフィッテ

た励起状態密度計算と，計測スペクトルに現れる

ィングの限界でした．おそらく，600 nm を超えた

線スペクトル強度とを比較し，それらの一致を確

長波長側では，様々にアルゴンの線スペクトルが認することで，今回の連続スペクトル計測によっ28

て求めた Te, Ne の妥当性を検証することとしましEEDF そのものが求められないかという問題にも，た．すなわち，仮定した EEDF と，連続スペクト

この数年，データ科学・機械学習の手法を駆使しル計測から導かれた Te, Ne を入力として，大気圧取り組んでおります．すなわち，実験では式(1)の放電に適用可能な Ar - CR モデルによって計算を

左辺𝜀 (𝜆)が得られますが，我々が求めたいもの行うと，Ar 原子の各励起状態数密度を求めることは EEDF, 即ち右辺の積分の中にある𝑓(𝜀)となりができます[4]．この Ar 励起状態密度の計算値と，ます．理想的には，第１種 Volterra 積分方程式の線スペクトル発光強度から求めた Ar 励起状態数解を求めることに対応しますが，実際に測定でき密度との比較により，Druyvesteyn EEDF を仮定しる𝜆には上限・下限があります．従って問題は不完て求めた Te, Ne の妥当性が確認されました．
また，

全積分方程式となり，解としての𝑓(𝜀)も有限の電Maxwell 分布を仮定した場合には桁違いに高い励子エネルギー範囲のみ求められる，というような起状態密度が得られてしまい，実験結果の線スペ

興味深い結果が得られております[6]．

クトル強度を説明することはできませんでした．

本研究は，実用的な応用を様々に提供できる可能性を有する一方，上記の様に「逆問題」にも帰【まとめ】

着し，学術的にも興味深いものと思われます．プ

以上の様に，電子-中性原子制動放射による連続ラズマの OES 研究は，まだまだ尽きることはあり

スペクトルを発光計測分光して求め，EEDF の関ません．
なお一層の研究が必要と思っております．

数形を仮定して理論フィッティングをおこなうこ

この分野への皆様のご支援・ご指導を，引き続きとにより，大気圧非平衡 Ar プラズマの電子温度・

よろしくお願い申しあげます．

密度を測定できる，ということが結論されました．
実際の実験室や，産業・医療などの現場で適用【謝辞】

する際に必要となるのは，小型で汎用的な分光器

本研究の成果の一部は，JSPS 科研費 19H01867

のみで十分で，それほど分解能も必要としないのの助成を受けたものです．
記して謝意を表します．

が，本方法の長所です．ただし，それに先立ち，輝度標準光源によって発光強度の感度校正が必要

参考文献

です．
また，
もちろんプラズマ源によっては，
EEDF[1] H. Onishi, F. Yamazaki, Y. Hakozaki, M. Takemura,の形状は，今回の様に Druyvesteyn とは限りませ

A. Nezu, and H. Akatsuka; JJAP 60 (2021) 026002.

んから，何か他の方法で EEDF の妥当性に関する[2] S. Hübner, J. S. Sousa, J. van der Mullen, and W. G.

検証を，実用の場面に先立って行っておくことがGraham; Plasma Sources Sci. Technol. 24 (2015)

必要と思われます．

054005[3] S. Park, W. Choe, H. Kim, and J. Y. Park; Plasma
Sources Sci. Technol. 24 (2015) 034003.

【終わりに】[4] H. Akatsuka; Adv Phys: X 4 (2019) 257 – 281.

本論文内容をさらに発展させ，Ar-N2 混合気体の大気圧非平衡プラズマについても，本方法の妥[5] 石塚良，根津篤，赤塚洋, 第 82 回応用物理学

当性を確認することができております[5]．

会秋季学術講演会 (2021) 10a-S301-3.
[6] T. van der Gaag, H. Onishi, and H. Akatsuka; Phys.

また，EEDF に関する仮定を排除し，式(1)を実Plasmas 28 (2021) 033511.

際得られた連続スペクトルに適用することで，
29

国際会議報告14th International Symposium on Advanced Plasma Science andits Application for Nitrides and Nanomaterials / 15th
International Conference on Plasma-Nano Technology &Science (ISPlasma2022/IC-PLANTS2022)
名古屋大学

石川健治

本会議は 2022 年 3 月 6 日（日）～10 日（木）別に、ポスター講演に相当する講演を事前録画のにオンライン会議の形式で開催された。
（文中敬称ショートプレゼンテーションによって 133 件おこ略）組織委員長・大野哲靖、実行委員長・豊田浩

なった。

孝（名大）
、プログラム副委員長・プラズマ分野・本会議の初日前日(3 月 6 日)には、プラズマ科

梶田信（東大）、窒化物分野・寒川義裕（九大）、

学で世界的に先導した特筆ある業績を称える「プナノ分野・神原淳（東大・現阪大）、バイオ分野・

ラズマ殿堂表彰」の授与式が開催され、同時に受熊谷慎也（名城大）、プログラム委員長を著者が務賞者らから受賞記念講演がおこなわれた。昨年受めた。直前まで、オンサイト開催、ポスター講演

賞者 M. J. Kushner（Michigan 大、米国）よりの準備をしていたところ、コロナ禍の状況が芳し“Integrated plasma reactor and feature scale

くなく、急遽二年連続のオンライン開催となった

modeling for semiconductor: Retrospect andが、それも滞りなく進めることができ、参加者をlooking forward”と題して、特に高アスペクト比

含め委員の方々、その他関係者には、ここに感謝（HAR）構造のプラズマエッチング作製技術の進の意を表する。

展と今後の展望が講演された。現状、エッチャー

今回の会議をもって開催も 14 回を数え、東海の電力供給には例として 80M と 10M、さらに 5M

地域で推進する先進プラズマ科学分野ならびに窒Hz などの多周波数の高周波電力が重畳されて印化物半導体、ナノ材料、さらに最近ではプラズマ加されている。また、その電力も増大の一途で、のバイオ応用に関する最新の研究成果が発表され、 シース加速されるイオンのエネルギーは約 4keV
参加者との間での分野を超えた幅広い議論が活発に及ぶと見積もられている。これほど高エネルギになされた。特に産業界への技術移転の仕組み作

ーをもつイオンが HAR 構造内で側壁衝突によっりなど、本会議でしか得られない情報交換の場はて帯電する現象と、斜入射のため正反射によって高く評価されている。

生じる高速中性粒子の計算での結果が示され、今回の会議の参加者は、世界 19 ヶ国から 318

HAR 構造内の深さにして 2 ミクロン入ったとこ

名を数え、全発表件数は 226 件であった。 招待

ろでの帯電現象が、HAR 底部での形状の変形をも

講演の件数が 74 件、一般投稿の分野毎の発表件たらすことを説明した。将来的に、ウェハ表面へ

数の内訳は、プラズマ 85 件、バイオ 30 件、窒化のイオンのパルス入射や、プラズマを励起する電物 18 件、ナノ 19 件であり、通常の口頭講演とは力の自励現象など，解決の糸口になる内容につい30

て 議 論 が な さ れ た 。 続 い て 、 D. B. Graves

宇佐美徳隆（名大）先生、窒化物半導体：只友一（Princeton 大、米国）からは、将来の量子計算機

行（九大）先生が務めた。その夜にも、前回第二の実現に向けて、量子効果デバイスのプラズマ加回の「プラズマ賞」受賞者であられる名西憓之（立工への提言がなされ、材料欠陥密度のデバイス影命館大）先生より電子サイクロトロンプラズマ励

響が大きく、欠陥数の極限的な低減が要求される

起分子線エピタキシー（MBE）による製膜技術やと指摘された。橘邦英（京大名誉教授）先生から窒化物の物性に関して受賞講演された。

は、BANPIS やプラズマ化学国際会議（ISPC）、

初日 3 月 7 日には、組織委員長・大野哲靖によプラズマと液体の国際研究会など、数多くの学会

る開会挨拶で会議は幕を開けた。天野浩（名大）を創設時に振り返って紹介いただき、仏教にあるより"Frontier electronics as "painkiller" of our

発菩堤心の思想になぞり、プラズマ研究遂行の教

society and environment"と題した特別基調講演

訓とし、若手に向けた鼓舞激励をいただいた。プがおこなわれ、2014 年ノーベル物理学賞を受賞しラズマを解析する時にも、実格子空間と逆格子空た功績である窒化ガリウム半導体を用いたパワー

間の関係、形と空（くう、無の意）の視点の切りエレクトロニクスの最新の開発内容について講演

かえが、ここまで新しい研究分野を生みだした原された。引き続いて、基調講演がおこなわれ、田点と回顧され、その有用性、また研究者間の共同

畑仁（東大）より酸化物半導体を用いたバイオセ

研究や研究環境作りへの想いが語られ、受賞されンサーなど、A. B. Murphy（CSIRO、豪国）より、た先生方の普段伺うことのできない奥深い考えを金属３D プリンターの熱プラズマ技術の関連する拝聴でき、有益な場であったに違いない。

最新の研究内容が紹介された。

同日チュートリアルの４つの講義が開催された。

各日１９時～２０時の１時間、録画ショートプ

この主旨には、若手への基礎知識の供与に加えて、レゼンテーションをおこなった講演者全員への質

異分野の理解を深め、分野間融合による新たな価疑時間が設けられおり、Zoom のブレークアウト

値創造の目的がある。プラズマ科学：真壁利明（慶セッションで各自活発な討論が交わされた。

応大名誉教授）先生からはプラズマを二体衝突（低

2 日目の 3 月 8 日の分野別セッションには、宮圧）と多体衝突（高圧）の二象限に区別し、さら副裕之（IBM）より、現代社会を支える情報通信に原子・分子衝突のデータベースの構築から、各技術の要になる計算機の最新状況と将来動向につ種反応の時定数の概念を際立たせることによっていて、古典ビットと量子ビット、さらにニューラ整理された。
プラズマプロセス現象では、
例えば、

ルネットワークの３つの観点から講演された。２負性イオンを含むシース近傍には、両極性拡散領

つ目の量子計算システムの構築では 100nm 角程域に二重層が生じることや、微小な幾何構造がも度の超伝導ジョセフソン結合を作製する方法など

たらす局所的な帯電現象など、気がつきにくい重について、３つ目の必要性はデータ量低減の前処要な現象を通して、基礎から応用に結びつく諸現理として抵抗変化型メモリアレイ構造によるメモ

象について講義された。バイオ応用：高木浩一（岩リ上のアナログ計算方法であり、そのデバイス作手大）先生からは、題目にある“Agritech”とい製などについて紹介された。他にも、竹内大輔（産う農業応用の観点で、マイクロ波とプラズマの利総研）よりダイアモンドの負性電子親和力表面か用方法と、それらの生体への刺激としての作用機

ら電子放出を使った真空スイッチに関する研究、序について講義された。他の講師には、ナノ材料：

佐々木浩一（北大）から窒素プラズマの消光時の31

再結合事象、高島圭介（東北大）からパルス放電

果が紹介された。セッションの最後には、データのイオン波進展の詳細な解析から振動励起分子の駆動科学に向けてパネルをもち、各講師と機械学

表面反応によるアンモニア分子合成等の最新の結習の普及に向けて、できること、すべきことにつ果が紹介された。

いて討論された。

3 日目の 3 月 9 日には、基調講演が一木隆範（東その日の午後には、産学連携研究のアレンジセ

大）より、バイオ分析ガラスデバイス上（オンチッションも開催され、神野雅文（愛媛大）より細ップ）で微小液滴を検出し、健康診断をポータブ

胞への分子・遺伝子のプラズマ導入の装置開発にルに実施できる技術内容について紹介された。

ついて紹介があり、一つの新しい技術の社会実装

最終日 3 月 10 日には、科学ベースのデータ情を進めてきた経緯で、技術経営できる人の存在が報学を活用するプラズマプロセスに関するアレン大きいと述べられた。他にも、田中亮（富士電機）

ジセッションを開催し、若林勇希（NTT 基礎研）

より窒化ガリウムのパワーデバイスに関する最新より強磁性 Sr3OsO5 酸化物の MBE のプロセス条の開発結果について、イオン注入を使ったマグネ

件をガウシアン過程回帰とベイズ推定を使い、効シウムの導入とその後の高圧熱処理に関する議論

率的に材料合成を進めた結果について、大森健史

や、永田健吾（豊田合成）よりウィルス不活性化（日立）よりエッチングプロセス開発における機で注目を浴びることが多い深紫外（波長 210-280

械学習の利用方法の提案として、複数ガス種の混

nm）の発光ダイオードの開発の最新動向について

合でエッチング形状断面の予測への適用の最新の紹介された。最後に、T. Wernicke(ベルリン大、独成果が講演された。西島大輔（UC サンディエゴ

国)から基調講演され、基板の光透過が問題となる

校米国）からは、プラズマを多波長カメラで取得

紫外ダイオードの作製には、製膜後に基板側を電した発光スペクトルとトムソン散乱で求めたプラ

気化学エッチング除去して反転（フリップフロッ

ズマ密度と電子温度の相関について衝突放射モデプ）させて接合する作製方法が紹介された。

ル解析を介して機械学習させて、多波長カメラで口頭講演の受賞者が発表され、小池健（東大）、取得したスペクトルの入力からプラズマパラメー

Dae-Yeong Kim（東工大）、Dogyun Hwangbo（名タを予測する最新の結果が紹介された。浜口智志

大）、小林康之（NTT/弘前大）、伊藤善常（名大）、（阪大）よりプラズマ内のプラズマ密度分布を計

伊藤大貴（名大）と、ショート講演の受賞者には、算コストが高いパーティクル・イン・セル（PIC）

大島多美子（佐世保高専）、岩井綾星（名大）、関

計算結果を、ニューラルネットワーク上に代理モ

悠斗（名大）、末元大地（熊本大）、間瀬駿（名工

デルを構築することで機械学習させることで、プ大）、井上健一（東大）、加藤大志（名城大）らがラズマ密度データが高速に予測可能になる例が紹選出された。

介された。他にも、過去のスパッタ率の報告デー

本会議のオンライン開催は、名古屋大学の講義

タを機械学習させることで、瞬時にスパッタ率予室を借り切り、実行委員にサポートいただいた。

測できる手法について講演された。H. J. Lee（釜ここに感謝の意を表する。

山大、韓国）から誘導性結合熱プラズマ内での微次回の ISPlasma2023/IC-PLATNS2023 は、岐

粒子合成の計算結果、川口悟（室蘭工大）から非阜大学において、組織委員長・伊藤貴司、岐阜大

線形方程式であるボルツマン方程式のニューラル

学工学部附属プラズマ応用研究センターを中心に

ネットワークを使った解法について最新の研究成2023 年 3 月 5 日～9 日に開催される予定である。
32

国内会議報告第 39 回プラズマプロセシング研究会(SPP-39)
第 34 回プラズマ材料科学シンポジウム(SPSM34)
名城大学

内田 儀一郎

応用物理学会プラズマエレクトロニクス(PE)分科会主催(節原裕一幹事長)の第 39 回プラズマ

平松美根男(名城大学)「カーボンナノウォー
ルの合成と新規応用」

プロセシング研究会(SPP-39)/第 34 回プラズマ材



浜口智志(大阪大学)「サブナノメータノード

料科学シンポジウム(SPSM34)を、
2022 年 1 月 24

半導体デバイス製造をめざしたプラズマプロ

日～27 日の 3 日間、オンライン Webex で開催しセスの理解」ました。SPSM は日本学術委員会 153 委員会が主【招待講演(敬称略)】

催となって開催されてきたシンポジウムでありま

野崎智洋(東京工業大学)「Fluidized-bed DBD

すが、昨年度に続き SPP と合同での開催となりま

reactor for better plasma-catalyst coupling:

した。PE 分科会同様にプラズマ技術･学術分野と

a new reactor design concept」


深く関係する日本物理学会、プラズマ・核融合学
会、電気学会、日本表面真空学会、表面技術協会、

中谷達行(岡山理科大学)「DLC の医療応用の現状と将来展望」



静電気学会の協賛で、SPP-39/SPSM34 を開催し富田健太郎(北海道大学)「トムソン散乱法をました。当初、名城大学(名古屋市)での現地開催を用いた空気ストリーマ放電や EUV 光源用プ

予定していましたが、新型コロナウィルス感染症

ラズマの研究」


拡大に伴い、昨年度に続き事務局を名城大に設置してのオンライン会議となりました。全国 34 の

神野雅文(愛媛大学)「プラズマ遺伝子・分子導入法の機序と応用」

大学、高専、会社から 126 名の参加登録を頂き、

盛況のうちに会議を終了することが出来ました。

守屋剛(東京エレクトロン株式会社)「半導体製造プロセス最適化への機械学習技術の適用」

この場を借りて改めて PE 分科会会員の皆様に御

礼申し上げます。以下に会議内容について、簡単

大熊崇文(パナソニック株式会社)「多相交流アークの高速度温度計測とナノ粒子合成」
一般投稿の口頭発表に関して、3 日間で 78 講演にご報告させて頂きます。
今回、下記の 3 件のプレナリー招待講演と 6 件

プログラムすることができました。トピックでまの招待講演を企画し、その分野の超一流の先生方

とめますと「プラズマの医療･バイオ分野･農業応に、最先端の研究結果を大変分かり易くご講演頂用」14 件、「プロセシングプラズマの診断･計測･

きました。どの講演にも 50 名以上の聴講者が集モニタリング」16 件、「大気圧プラズマ･熱プラズ

まり活発な議論がなされました。お忙しい中、ごマの生成及び応用」10 件、「液相･気相界面プラズ

快諾頂きました先生方に御礼申し上げます。

マの生成および応用」11 件、「プラズマによる薄【プレナリー招待講演(敬称略)】

膜･表面プロセス」19 件と、これら 5 トピックス

榊田創(産業技術総合研究所)「低侵襲プラズで招待講演を含めた全 87 講演中の 70 講演をし

マ止血機器の基礎・開発と国際標準の推進」

め、現在のプラズマエレクトロニクス分野の核と33

なる領域であることが覗えました。また、今回、に感謝の意を表し、会議報告とさせて頂きます。

プラズマエレクトロニクス講演奨励賞が企画され、 【プログラム委員(敬称略)】田中康規委員長(金沢21 件の応募がありました。厳正な選考の結果、以大)、栗原一彰(キオクシア)、中村圭二(中部大)、市下の 2 講演が奨励賞に選出されました。

來龍大(大分大)、明石治朗(防衛大)、大久保雄司(大岩本拡仁(東北大学)「プラズマ合成 N2O5 によ阪大)、熊谷慎也(名城大)、石川健治(名古屋大)、古るカルシウム系植物全身防御応答活性化」

免久弥(大阪大)、渡辺隆行(九州大)、伊藤昌文(名城羽生侑真(名城大学)「全固体 Li イオン電池の大)、大熊崇文(パナソニック)、竹内希(東京工業大)、ためのスパッタリング LiPON 薄膜のイオン

小野亮(東京大)、神原淳(東京大)、平岡尊宏(ウシオ

導電率制御」電機)、王斗艶(熊本大)、大矢根綾子(産総研)

敬称略

最後に本会議のプログラム編成と講演奨励賞選【名城大 実行委員(敬称略)】太田貴之、竹田圭吾、考を担当頂いた以下のプラグラム委員の先生方、

熊谷慎也、伊藤昌文、平松美根男、村瀬唯子

また、会議運営全般を担当頂いた名城大の先生方SPP-39/SPSM34 会期中に第 23 回プラズマ材料科学賞の受賞式が執り行われ、日本学術委員会 153 委員会 渡辺隆行委員長(九州大)、伊藤昌文副委員長(名城大)より以下の 4 名が表彰されました。
【基礎部門賞】浜口智志(大阪大学)【技術部門賞】守屋剛(東京エレクトロン株式会社)【奨励部門賞】田中宏昌(名古屋大学)、富田健太郎(北海道大学)

34

敬称略

国内会議報告第 69 回応用物理学会春季学術講演チュートリアル報告
ウエスタンデジタル合同会社
2022 年 3 月 22 日の春季応用物理学会のチュー

中塚 滋

を、
人間の判断の援用ツールにとどめるのも一案」

トリアルにおいて「プラズマプロセスと情報工学とあったことも印象的であった。

の融合」と題した講義が現地/オンラインのハイブ

具体的なプラズマ分野への機会学習の応用例とリット開催形式で滋賀県立大学 酒井道先生によしては、ニューラルネットワークを用いたドライり行われた。参加申込者は 23 名であった。プラズ

エッチングやプラズマ CVD の教師有り学習(エッマ分野への情報系手法の導入自体は第二次 AI ブ

チ/デポレート、面内均一性等を予測)や OES(発光ームを受けて 1990 年代から始まっている。本講

分析)データによる教師有り学習が紹介された。生義では、はじめに機械学習のアプローチ方法につ産現場として最も多く上がってくるデータセット

いて基礎的な概要の説明をいただいた後に具体的は OES の発光波形であり、その機会学習への応なプラズマ分野への応用を最新の実例を交えなが用は期待がかかるところである。また核融合の分ら講義が進められた。

野でも機械学習を用いた研究は多数あるとのことまず初めに機械学習の概要について基礎的な内であった。今後の展望として、ネットワーク解析

容の説明があり、「教師有り学習」の例として回帰により複雑な現象から重要因子を抽出する次元削

分析・ニューラルネットワークを「教師無し学習」

減法のアプローチが盛んに研究されているようでの例としてクラスター分析を紹介いただいた。筆ある。プラズマのような複雑な系では重要因子の者含め、機械学習初学者にとっても分かり易く解抽出が必須であり今後の進展に期待したい。

説いただけたのではないかと思う。昨今注目を集

近年プロセスの物理現象理解はますます難しく

めているニューラルネットワークを用いた深層学なってきている。今回講義いただいた機会学習を

習は複雑な依存性も魔法のように導出可能である用いたサポートは増々不可欠になってくるものとが、そのためには多くのデータセットが必要であ思われ、進展に期待したい。

りことは留意する必要がある。
プラズマのような様々なパラメータが複雑に作用し合っている系(図 1)では、まずネットワーク解析(複雑ネットワーク科学分野)により統計的因果推論を行うことが重要である。これにより独立/従属変数としての役割を可視化でき、交絡因子や干渉因子を仮定することで機会学習がスムーズに行えるようになるとの事。機会学習と言えど、統計的因果推論を行う上ではまだ研究者・エンジニア

図 1. プラズマにおけるパラメータの因果関係.

の経験則・直感を必要とする場面があるように感(チュートリアル講義資料より)じた。酒井先生のコメントでも「機会学習の適用
35

行事案内

2022 年第 83 回応用物理学会秋季学術講演会
プラズマエレクトロニクス分科会企画
九州大学
■

古閑

一憲

Excited Radicals”, Hiroshi Onishi, Fuminori Yamazaki,

はじめに

東北大学とオンラインのハイブリッドで開催さYoshiro Hakozaki, Masaki Takemura, Atsushi Nezu

れることとなった第 83 回応用物理学会秋季学術and Hiroshi Akatsuka, Japanese Journal of Applied

講演会は 2022 年 9 月 20 日から 23 日の日程で開Physics, 60 (2021) 026002.

催されます。本稿では、プラズマエレクトロニク
ス分科会企画の概要とスケジュールを紹介いたし受賞者（敬称略）：*佐々木 渉太（東北大学）、高島

ます。なお、脱稿時点で未定の部分も含まれるた圭介（東北大学）、金子 俊郎（東北大学）(*ご講演め、詳細については応用物理学会の HP 等で確認予定者)をお願いいたします。

選考の対象となった業績：“Portable Plasma Device
for Electric N2O5 Production from Air”, Shota Sasaki,■ （第１日）プラズマエレクトロニクス賞受賞記

Keisuke Takashima, and Toshiro Kaneko, Industrial &念講演

Engineering Chemistry Research 60 (2020) 798.

第 20 回プラズマエレクトロニクス賞受賞者による受賞記念講演が行われます。この場を借りて

 (第２日)シンポジウム(Technical)

お祝い申し上げます。プログラムを御確認の上、

日程：9月21日（水） 13:30〜18:00（予定）受賞記念講演会場まで是非とも足をお運び下さい。

シンポジウム(Technical)は、今回プラズマエレクトロ[関連サイト]ニクス分科会主催で「細胞運命を制御する応用物

プラズマエレクトロニクス賞：

理：プラズマ・バイオ研究の融合による革新」を学会２

https://annex.jsap.or.jp/plasma/PE_files/pe_aw

日目に開催します。細胞が外部からの刺激に応じて

ard2.html

応答することは古くから知られています。研究開発において、細胞に刺激を与えて、人にとって有用な細□プラズマエレクトロニクス賞受賞記念講演

胞を創り出してきました。本シンポジウムでは、細胞の

日程：9 月 20 日（火）午後（予定）

運命を制御するため、プラズマ科学をはじめとする応受賞者（敬称略）：大西 広（レーザーテック株式

用物理がどのように貢献できるかについて議論しま会社）、山崎 文徳（三菱電機株式会社）、箱崎 喜

す。以下に招待講演の先生のリストとテーマを記載し郎（東芝エネルギーシステム株式会社）、竹村 将ます。一般講演も募集いたしておりますので皆様のご沙樹（東京工業大学）、根津

参加をお待ちしております（すべて仮題です）。

篤（東京工業大学）、*

赤塚 洋（東京工業大学）(*ご講演予定者)

１．K. Tomoda (Gladstone Inst.)「iPS細胞の作成およ選 考 の 対 象 と な っ た 業 績 ： “Low-Temperature

びその分化制御」

Graphene Growth by Forced Convection of Plasma-

２．神野雅文（愛媛大学）「プラズマ遺伝子導入」
36

３．荻朋男（名古屋大学）「外的要因によるDNA損傷

Plasma-based CO2, CH4 and N2 conversion into

およびその修復メカニズム」

value-added compounds or renewable fuels

４．田中宏昌（名古屋大学）「化学的刺激による細胞制御」■分科内招待講演

５．星野隆行（弘前大）「電気的作用による細胞制御」

従来 PE 分科会企画の分科内招待講演では、産６．大橋俊朗（北海道大学）「機械的刺激による細胞業界もしくは大学等の研究者をお招きし講演をい制御」

ただいていましたが、新たな試みとして、他分野

７．清水鉄司（産総研）「プラズマ医療技術の応用展からの研究者との交流を深めるべく、各中分類プ開」

ログラム編集委員から他分野からの分科内招待講

８．三宅丈雄（早稲田大学）「マイクロデバイスを用い演者を推薦いただき、各セッションにて招待講演

た遺伝子導入」を実施することにいたしました。皆様には是非ともプログラムをご参照の上、セッションにご参加■（第３日）海外招待講演頂きますよう、お願い申し上げます。

昨年はコロナの影響によりキャンセルとした海外招待講演ですが、3 日目午前英語セッションに■ おわりにおいて、開催することとしました。下記欧米とア

新型コロナウィルスの影響もだいぶ収まってきジアの研究者にオンラインで講演いただく予定でた状態です。可能であれば現地にて、皆様と直接す。皆様奮ってご参加ください。

お会いして議論できることを期待しております。

[ご講演者 1] Prof. Hae June Lee,

加えて、PE 分科会懇親会などでまた皆様とお会

Pusan National University, Department of

いできるようになるといいのですが、来年でしょElectrical Engineering, Republic of Korea

うか。以上、皆様と会場かオンラインでお会いで[講演題目（仮題）] TBD

きることを楽しみにしております。

[ご講演者 2] Prof. Annemie Bogaerts,
UniversityofAntwerp,

DepartmentofChemistry, Belgium

連絡先：古閑 一憲（九州大学）[講演題目（仮題）] Towards a sustainable future:koga@ed.kyushu-u.ac.jp37

国内会議報告

第３６回プラズマ新領域研究会「計測技術の基礎と最新動向」
東北大学

岡田

第 36 回プラズマ新領域研究会「計測技術の基

健

クトル形状から細胞内温度をラベルフリーで可礎と最新動向」は、2022 年 2 月 16 日（水）に視化する研究を紹介された。

Zoom によるオンライン形式で開催された。

休憩をはさみ、日本原子力研究機構の植田寛和

近年のプラズマ応用研究は半導体やナノ材料

先生から「表面吸着水素分子の核スピン転換」と科学分野だけでなく、バイオ、医療分野において題し、水素の液化に伴うボイルオフ問題や宇宙にも重要性が広く認識されている。そのためプラズおける分子雲での分子進化に関連して広く興味

マ応用研究において観るべき対象は従来の気相がもたれている水素オルト-パラ転換の計測につや固体材料に加え、液相、気液界面、固液界面にいて紹介があった。

まで拡張しており、計測技術の理解が研究を大き

戸田雅也先生（東北大学・工学研究科）は、「カ

く展開する重要な要素になっている。そこで第 36

ンチレバー磁力センサを用いた 3 次元電子スピン

回新領域研究会では様々な状態を探る先端計測

共鳴イメージング」と題したご講演で核磁気共鳴技術の基礎と最新動向を学び、プラズマ応用研究

現象を機械的に力として検出、可視化する技術解との接点と将来展望について討論を行った。

説と計測例の紹介があった。

冒頭に東北大学の岡田が開催の挨拶と趣旨説

後半のセッションでは、菅原克明先生（東北大明を行った。

学・材料科学高等研究所）が「ARPES による原最初の講演では、猪俣直生先生（東北大学・工子層材料の電子状態イメージング評価」と題して学研究科）が「マイクロ温度センサを用いた細胞講演を行った。原子レベルの堆積技術に有効な角の温度計測」と題し、微細加工技術で作製したマ度分解光電子分光（ARPES）の基礎と近年の成果

イクロ温度センサを用いた細胞の熱計測に関すである原子層材料の特異な電子状態について紹る研究について講演された。

介があった。

2 件目の講演では、熊谷明哉先生（東北大学・最期の講演では小宮敦樹（東北大学・流体科学

材料科学高等研究所）が「ナノ電気化学イメージ研究所）が「光学手法を用いた熱物質移動現象のングの応用：蓄電デバイスから細胞の動的観察ま

可視化とマイクロ・ナノスケール高精度計測へので」と題し、局所的に電気化学反応を可視化し、挑戦」と題した講演を行った。顕微鏡では不可視反応領域の定量評価するナノ電気化学イメージ

なサブミリ領域における温度場・濃度場を高精度ング技術について講演された。

に可視化計測する光学干渉技術の紹介があった。

3 件目の講演では、梶本真司先生（東北大学・研究会の最後には総合討論として各講演を振

薬学研究科）が「細胞内の水のラマンイメージン

り返り共同研究の可能性などについて議論を行

グによる細胞内温度の可視化」と題し、ラマン顕った。いずれの講演もプラズマ応用研究の新展開

微鏡を使って細胞内の水を直接観測し、そのスペを感じさせるものであり有益であった。
38

国内会議報告

第３７回プラズマ新領域研究会
ビーミング推進の最新動向
静岡大学

松井 信

第３７回プラズマ新領域研究会「ビーミング推

伝送技術の観点で進めているドローンを利用した

進の最新動向」は２０２２年３月７日 Zoom によ

ビーム、
推進機 協調制御技術についてご紹介いたるオンライン形式で開催された。

だいた。

ビーミング推進は『レーザー』や『マイクロ波』

3 番目は福井大学の福成雅史先生より 303 GHzなどにより伝送されたビームをエネルギー源とすのジャイロトロンを用いたミリ波大気放電についる推進システムであり、1970 年代に Kantrowitzて可視化による集光部から平行光内に至るまで放によりレーザー推進が提唱され各国で研究が続け

電構造及び衝撃波構造についてご紹介があった。

られてきた。これまでは実用的な高出力ビーム源

休憩をはさみ 4 番目のご講演は東北大学の高橋がなかったためその多くが基礎研究に留まってい聖幸先生より複数放物面レーザー推進機の基礎特たが、近年ファイバレーザーやジャイロトロンと性およびミリ波駆動管内加速機に向けた集光特性

いった 100kW–1MW 級ビーム源の出現によりについてのご紹介があった。

『打上ロケット』や『宇宙デブリ除去』などを目

5 番目のご講演は鳥取大学の葛山浩先生よりパ的としたビーミング推進の実現性が現実味を帯び

ルスレーザー、CW レーザーを用いた推進機の特てきた。本研究会ではその基幹技術であるビーム

性評価、システム解析、コスト計算などの実現可によるプラズマ、アブレーション生成、推力発生能性についてご紹介があった。

機構に関する最新の研究成果の講演を通じてビー

６番目のご講演は大阪府立大学の森浩一先生よミング推進の現状と課題、将来展望について討論

り静電浮遊炉を用いた模擬スペースデブリへのレを行った。

ーザーアブレーション推力計測実験についての現

はじめに静岡大学の松井から開催の挨拶とビー

状と本年度に国際宇宙ステーションで行う予定のミング推進の概念、需要の移り変わりなど本研究

実験ついてご紹介があった。

会の趣旨を説明した。

最後のご講演は名古屋大学の中村友祐先生より最初の講演は摂南大学の小田靖久先生よりマイパルスレーザーによるスペースデブリ除去に向け

クロ波源として 1MW ジャイロトロンをクラスタたアブレーション特性調査としてターゲット材料

化することで 100MW を超えるシステム構築にによる比推力の違いなどのご紹介があった。

向けた要素技術およびビーム径の制御についてご

講演後は総合討論としてビーム源としてファイバ

紹介いただいた。

レーザー、ジャイロトロンの将来的な低コスト化

続いて筑波大学の嶋村耕平先生より 28GHz、に向けての課題、電力源として専用発電所の必要

550kW のジャイロトロンを利用した大気中での性などの実現可能性について、またスペース X

伝播するプラズマに対してのプローブや分光よるを代表とする半再使用化学推進とのコスト競争性

診断、推進機としての推力生成、測定や、ビームなど幅広い議論があり大変有益であった。
39

国内会議報告2021 年度プラズマエレクトロニクス講習会開催報告
キオクシア（株）

栗原一彰

第 32 回プラズマエレクトロニクス講習会がーカーで約５割、大学や国研が２割を占めました。

2021 年 11 月 12 日にウエビナー会議という形で開以下に満足度を５点満点で評価すると開催時期に催されました。副題はプラズマプロセスの基礎と関しては４．０８、参加の有意義度は４．５６、先端応用技術としました。また、講演後にはネッ

分かりやすさは４．
１５、基礎と応用の分量は３．

トですが懇親会を企画しました。今回の講義内容

９３との評価を得ました。今後はどのような形では以下の６件です。講師の先生方には丁寧な資料の開催が良いかに関しては 7 割がオンラインでの作りと講義を提供して下さり感謝いたします。

開催を希望されていました。昨年に続きオンライ『非平衡プラズマの生成と温度・エネルギー制御

ンでの希望が多いことから、今後は少なくともオの基礎』

ンラインによる配信は必要と思われます。現地も東北大学 金子 俊郎 先生

含めたハイブリットも可能ですが、現地のみの開『プラズマ計測技術の基礎・応用の最近の動向』

催は難しいのかなと思われます。講義の内容に関

東京工業大学 赤塚 洋 先生

しては『非平衡プラズマの生成と温度・エネルギ『ドライエッチング技術の進展と今後の展望』ー制御の基礎』と『プラズマ誘起ダメージ機構のナノテクリサーチ 野尻 一男 先生

基礎とその評価手法』への評価が高く、原理原則『スパッタリング成膜技術の基礎と最新動向』
九州大学に基づく理解や実践的な技術を提供する専門講習

板垣 奈穂 先生

会としての役割を十分果たせたと感じています。

『大気圧プラズマの基礎・応用技術の最新動向』

今後に取り扱って欲しいテーマはいくつか挙げら

北海道大学 白井 直機 先生

れましたが特に CVD に関する基礎から応用・メカ『プラズマ誘起ダメージ機構の基礎とその評価手

ニズムに関する情報の提供を求める声が多いです。

法』

今後のテーマ選定に役立てます。

京都大学 江利口 浩二 先生

また、今回昨年は無かった懇親会をオンラインで開催しました。多くの先生方にも参加していた

今回の講義はビデオ動画と Live 配信の両者がだいたのですが、幹事も含めて思ったよりも参加ありました。ビデオ動画の作成は講師への負担が者が得られませんでした。オンラインによる懇親生じますが、講演内容の時間配分が適切になりネ

会に関しましては改めて開催の有無を考慮する必ット接続の不具合が生じた場合の対策にもなりま

要があるようです。

すので、講師の方と相談しながら選択するのが良

プラエレ分科会活動費獲得において専門講習会

いようです。

としての重要な任務である会計に関しましては昨次にアンケートの結果を含めて講習会の詳細状年と同等以上の利益を上げることが出来ました。

況をお知らせします。参加者６１名の内、約３割

特に広告費の貢献が重要ということですので、掲が学生で、企業からはデバイスメーカーと装置メ

載企業の探索と依頼を今後も続ける必要性があり
40

ます。

立製作所）
、金載浩氏（産業技術総合研究所）、白

最後にネット開催という慣れない環境の中で開岩利章氏（ソニーセミコンダクターソリューショ

催準備に多大なる貢献をしてくださった分科会幹

ンズ）
、
末次大輔氏
（パナソニックインダストリー）、

事の髙橋和生氏(京都工芸繊維大学)、阿部知央氏

中塚滋氏(ウエスタンデジタル)、
弓削政郎氏(三菱（キオクシア）、石川健治氏(名古屋大学)、梅澤義電機)の皆様に感謝いたします。

弘氏（東京エレクトロン宮城）、川那辺哲雄氏（日

41

行事案内

2022 年第 83 回応用物理学会秋季学術講演会
プラズマエレクトロニクス分科会企画
岐阜大学
■

上坂

はじめに

裕之

演予定者)

引き続き COVID-19 の影響により東北大学と選考の対象となった業績：“Measurement of electron

オンラインのハイブリッドで開催されることとな

temperature and density of atmospheric-pressure non-った第 83 回応用物理学会秋季学術講演会は 2022

equilibrium argon plasma examined with optical

年 9 月 20 日から 23 日に口頭セッション、ポスタ

emission spectroscopy”, Japanese Journal of Applied

ーセッション共に開催されます。ただし、ポスタ

Physics, 60, 026002 (2021).

ーセッションは現地会場のみで開催されます。本稿では、プラズマエレクトロニクス分科会企画の受賞者（敬称略）：*佐々木 渉太、高島 圭介、金子

概要とスケジュールを紹介いたします。なお、脱俊郎（東北大学）(*ご講演予定者)

稿時点で未定の部分も含まれるため、詳細につい選考の対象となった業績：“Portable Plasma Deviceては応用物理学会の HP 等で確認をお願いいたしfor Electric N2O5 Production from Air”,Industrial &ます。

Engineering Chemistry Research, 60, 798-801 (2021).

■ （第２日）プラズマエレクトロニクス賞受賞記

 (第２日)シンポジウム(Technical)

念講演

日程：9月21日（水） 13:30〜18:30（予定）

第 20 回プラズマエレクトロニクス賞受賞者にシンポジウム(Technical)は、「細胞運命を制御する

よる受賞記念講演が行われます。この場を借りて応用物理：プラズマ・バイオ研究の融合による革新」とお祝い申し上げます。プログラムを御確認の上、いうテーマで学会２日目に開催します。細胞が外部

受賞記念講演会場まで是非とも足をお運び下さい。 からの刺激に応じて応答することは古くから知られて[関連サイト]いました。科学者は、刺激を与えて細胞の運命を導プラズマエレクトロニクス賞：

き、人にとって有用な細胞を創り出してきました。プラhttps://annex.jsap.or.jp/plasma/PE_files/pe_aw

ズマ科学分野では、物質の第4の状態であるプラズマ

ard2.htmlを細胞に与える刺激として活用することで、細胞増殖の促進や腫瘍細胞の選択的死滅などを実現してきま□

プラズマエレクトロニクス賞受賞記念講演した。本シンポジウムでは、細胞の運命を制御する刺日程：9 月 21 日（水）午前（予定）

激作用が何であるか、その作用メカニズムと合わせて*受賞者（敬称略）： 大西 広（レーザーテック株式議論します。ライフサイエンス、プラズマ科学、バイオ会社）、山崎 文徳（三菱電機株式会社）、箱崎 喜

MEMS、機械工学などの分野の研究者を招き、細胞郎（東芝エネルギーシステム株式会社）、竹村 将への刺激作用を様々な観点から総合的に議論します。

沙樹、根津 篤、赤塚 洋（東京工業大学） (*ご講

下に招待講演の先生のリストとテーマ（共に仮案を含42む）を記載します。一般講演も募集いたしております

従来 PE 分科会企画の分科内招待講演では、産ので皆様のご参加をお待ちしております（すべて仮

業界もしくは大学等の研究者をお招きし講演いた題です）。

だいていました。今回は、東京エレクトロン 瀬１．K. Tomoda (Gladstone Inst.) 「iPS細胞の作成およ

川澄江様をお招きして、半導体およびフラットパ

びその分化制御」

ネルディスプレイ製造装置業界における持続可能

２．神野雅文（愛媛大学）「プラズマ遺伝子導入」

なサプライチェーン構築に向けた取り組みなどに

３．荻朋男（名古屋大学）「外的要因によるDNA損傷

ついてご講演いただきます。

およびその修復メカニズム」

さらに、他分野からの研究者との交流を深める

４．田中宏昌（名古屋大学）「化学的刺激による細胞べく、各中分類プログラム編集委員から他分野か

制御」

らの分科内招待講演者を推薦いただき、各セッシ

５．星野隆行（弘前大）「電気的作用による細胞制御」

ョンにて招待講演を実施することにいたしました。

６．大橋俊朗（北海道大学）「機械的刺激による細胞

今回は、埼玉大学 稲田優貴先生をお招きして時制御」

空間制御された大気中シングルフィラメントスト

７．清水鉄司（産総研）「プラズマ医療技術の応用展

リーマ放電の電子 密度・電界測定についてお話い開」

ただく予定です。皆様には是非ともご参加頂きま

８．三宅丈雄（早稲田大学）「マイクロデバイスを用い

すよう、お願い申し上げます。

た遺伝子導入」[ご講演者 1]

瀬川澄江 氏（東京エレクトロン）[講演題目] 「持続可能な社会を実現するプラズ■（第２日）海外招待講演

マプロセスの課題と展望」(2 日目午前)

オンラインで開催いたします。時間枠は時差等[ご講演者 2]

稲田優貴 先生（埼玉大学）

を考慮して検討中です。
皆様奮ってご参加下さい。

[講演題目] 「時空間制御された大気中シングル[ご講演者 1] Annemie Bogaerts,

フィラメントストリーマ放電の 電子密度・電界測

UniversityofAntwerp,

Departmentof

定」(1 日目、講演セッション：8.1)

Chemistry[講演題目] Carbon bed post-plasma to enhance■ おわりにthe CO2 conversion and remove O2 from the

新型コロナウィルスの影響がまだ残っておりま

product stream. (Online)

すが、感染症法上の位置づけの見直しに向けた議[ご講演者 2] Prof. Hae June Lee,論等が開始されるような機運もあり、憂いなく現Pusan National University, Department of

地開催ができる方向に進んでいく兆しを感じます。

Electrical Engineering

可能であれば現地にて、皆様と直接お会いして議[講演題目] No-ozone cold plasma can kill oral

論できることを期待しております。加えて、PE 分

pathogenic microbes in H2O2-dependent and科会懇親会も企画が進んでおります。皆様とお会

independent manner. (Online)

いできることを楽しみにしております。
連絡先：上坂 裕之（岐阜大学）■（第１日）分科内招待講演

kousaka@gifu-u.ac.jp

43

行事案内

第 43 回ドライプロセス国際シンポジウム
43rd International Symposium on Dry Process (DPS2022)（株）アルバック大阪公立大学（株）日立製作所

森川 泰宏 (プログラム委員長)
白藤 立 (実行委員長)
松井 都 (組織委員長)

今年で 43 回目を迎えるドライプロセス国際シ

た。1 つ目は未だ止まる所を知らないデバイスのンポジウム(DPS)は、2022 年 11 月 24-25 日の二日

高層化・3D 化に対応する「Challenges to limits

間、対面とオンラインの Hybrid 形式で開催する

for high aspect ratio etching」と題し、昨年に引こととなりました。会場は大阪国際会議場です。

き続き本セッションを設定しました。2 つ目はプラズマエッチングやプラズマ CVD など、半「 Novel control of surface reaction in atomic

導体集積回路を中心とした微細加工プロセス技術

layer processes (ALE / ALD / Area selectiveや表面反応研究の分野で世界をリードする国際会

ALD)」と題した原子層レベルのプロセス制御に関議です。是非とも最先端の研究に関し、投稿のごするセッションです。3 つ目は「3D-IC packaging

検討をお願い申し上げます。なお、本シンポジウ

forムでの報告内容については 2023 年 7 月に JJAP

interconnection」と題し、最近注目が高まる先端の特集号の発刊を予定しております。

実装技術のセッションを設けました。その他、energy-saving

andhigh-density

本学会では、例年、国内外の大学や企業から

Heterogeneous Integration to Lead the New Era

300 名程度の参加者を迎え、当該分野について基of Moore's Law と題し、今後の後工程実装の重要

礎から応用に至るまで最先端の研究成果が発表さ性について IBM と Samsung のキーマンの方々

れております。近年では、デバイスの微細化に対に Keynote Lecture(オンデマンド配信のみ)を頂応する新しいプロセス技術はもとより、計測技術

きます。何れのセッションにおきましても各分野

や装置技術、そしてプラズマを用いるうえで避けで著しい成果を挙げられている研究者をお招きし、ては通れないダメージ等について、その現象からご講演頂く予定です。

メカニズム探求に至る各種の報告がなされており

本シンポジウムは、多くの団体から協賛を頂います。また、これら解析やモデリングにおいてシておりますが、今回新たにエレクトロニクス実装

ミュレーションや AI の活用事例の報告もあり、学会(JIEP)からの協賛を頂きました。これを機に、Informatics や DX への応用にも感心が高まって

本 DPS 含め応用物理学会と業界/世代を越えた新

きています。さらに大気圧プラズマ技術や表面改

たなネットワーク形成や異分野技術融合、学術的質へのプラズマ応用、
バイオや医療分野への応用、研究への連携や展開など、より一層の好機の場提脱炭素社会向けとして”Dry process for Green

供に繋がる事を願っています。関連する研究内容

Transformation(GX)”を新設し、より幅広く報告の多い PE 分科会会員の皆様の、積極的な論文投を募集します。

稿とご参加をお待ちしております。

今年は 3 つの Arranged Session を設定しまし44Keynote Lecture (オンデマンド配信のみ)【会期】
2022年 11月24 日(木) - 25 日(金)Heterogeneous Integration to Lead the New
Era of Moore's Law【会場】
大阪国際会議場◆招待講演者
Mukta Ghate Farooq (IBM Research)【テーマ】

Seung Wook Yoon (Samsung Electronics)

ドライプロセスおよびその関連技術【トピックス】
ホームページをご参照ください【投稿受付】
開始 2022年 5月 16日(月)締切 2022年 7月 22日(金)【西澤アワード記念講演】(西澤アワードはドライプロセスの進展に多大【参加申し込み】

な貢献を頂いた研究者に贈られる賞です)

早期参加登録締切：2022年 10月7日(金)•Geun Young Yeom

参加登録締切(Sungkunkwan University)：2022年 12月2日(金)＊当日の受付もオンラインのみ可能です。早期参加登録の場合、参加費の割引があります。また、【アレンジセッション・招待講演】

協賛学会会員につきましても割引がありますA1. Challenges to limits for high aspect ratio【会議ホームページ・連絡先】

etching

http://www.dry-process.org/2022/index.html◆招待講演者

事務局: dps2022[at]officepolaris.co.jp

Zoltan Donko (Wigner Research Center
for Physics)
Meihua Shen (Lam RESEARCH)
A2. Novel control of surface reaction in atomic
layer processes (ALE / ALD / Area
selective ALD)
◆招待講演者
Alok Ranjan (Tokyo Electron America)
Stacey F. Bent (Stanford Univ.)
A3. 3D-IC packaging for energy-saving andhigh-density interconnection◆招待講演者
Arkalgud Sitaram (TEL America)
Clinton Goh (Applied Materials, Inc.)

45

行事案内

第１６回インキュベーションホール
名城大学

伊藤 昌文

応用物理学会プラズマエレクトロニクス（PE）【交通】JR 御殿場駅より富士急行バス「青少年交分科会が主催するサマースクール（名称：インキ

流の家」行き，「青少年交流の家」下車

ュベーションホール）を本年度も開講いたします．

（富士山口バス乗り場より 約 20 分）

この行事は，プラズマの応用や研究を始めたばかりの方（学生・若手研究者・社会人技術者）を対【参加費】（宿泊費，食費，テキスト代，懇親会費

象としており，一流の講師陣を招き，プラズマエ等を含む．消費税込み．
）（予定）

レクトロニクスへの理解を深めて頂くための短[1] PE 分科会正会員
一般 40,000 円 大学院生・学生 14,000 円

期集中型の講習会です．
このインキュベーションホールでは，プラズマ[2] 応物学会会員（ただし PE 分科会に所属なし）

診断計測，プラズマ生成・制御，プラズマエッチ

一般 43,000 円 大学院生・学生 17,000 円[3] 協賛学協会会員および PE 分科会準会員

ングなどの，幅広い分野に関する専門講座を開講

一般 48,000 円 大学院生・学生 22,000 円

します．講述内容は，初学者が基礎学理をしっか[4] その他

りと理解したうえで，当該分野における最新科学の話題にも触れられるように構成されており，海一般 53,000 円 大学院生・学生 27,000 円

外経験，産学連携経験などの豊富な講師陣からは，＊１ 応物学会賛助会員および PE 分科会賛助会

留学・在外研究経験，産学連携のエピソードなど

員所属の方はそれぞれの個人会員扱いとします．

を適時交えた講義を頂き，受講生のプラズマプロ＊２ 応物学会企業若手会員は大学院生・学生とセス研究への興味を喚起します．

同じ扱いとします

また，新しい研究分野を切り拓かれてきた講師＊３ 本分科会会員（年会費 3,000 円）に同時入会を招き，当該分野の最新動向や指導者に必要とさ頂くと，会員価格で参加できます．さらに会員にれる資質について学ぶ機会を提供する特別講座

は，年２回の会報，PE 分科会主催の講習会へのを行いますので，学生の皆様を初め若手研究者お会員料金での参加など会員だけの特典がありまよび技術者の皆様お誘い合わせのうえ，奮ってごす．応物学会及び PE 分科会への入会手続きにつ参加申込をいただけますようお待ちしておりま

いては，応物学会公式ウェブサイト

す．

（https://www.jsap.or.jp/）より行って下さい．
記【会期】2022 年(令和 4 年) 9 月 11 日(日)~13 日(火)【協賛学協会（予定）】プラズマ・核融合学会，電子情報通信学会，日本セラミックス協会，日本表

【会場】国立中央青少年交流の家

面真空学会，静電気学会，日本金属学会，表面技〒412-0006 静岡県御殿場市中畑 2092-5

術協会，日本鉄鋼協会，日本オゾン協会，電気化学会，原子衝突学会，IEEE-NPS05
46

【講義内容（暫定）】しますので，参加費を銀行振込願います．なお，・ 畠山力三先生（東北大）

参加費の振込では必ず個人名と「PEIH」という 4文字のアルファベットを記載してください（例：特別講義 プラズマナノ材料・デバイス科学

木村太郎さんの場合“キムラタロウ PEIH”など）．

・ 鈴木陽香先生（名古屋大）
プラズマ生成・制御

一旦振り込まれた参加費は，原則として返金いた

・ 竹田圭吾先生（名城大）

しません．

プラズマ診断・計測【定員】 60 名（予定）・ 栗原一彰先生（キオクシア）
プラズマエッチング【参加申込方法】下記のウェブページに参加フォ

・ 布村正太先生（産総研）ームを設置しておりますので，ご覧ください．

プラズマ成膜

【参加申込締切】7 月 7 日(木)・ 小川大輔先生（中部大）【参加費振込期間】7 月 8 日(金) ~ 8 月 19 日(金)

英語講座

【振込先】 三井住友銀行 本店営業部（本店でも【ポスターセッション】

可) 口座(普通)3339808 (公社)応用物理学会プラ

参加者間の交流が深まるよう，ポスターセッショ

ズマエレクトロニクス分科会

ンを中心とする談話会を行います．なお，優秀なポスター発表者には表彰を行います．発表内容は【問合せ先】髙橋 一弘

参加者自身のバックグランドに関連したもの (プ〒050-8585 北海道室蘭市水元町 27-1

ラズマに関係しないものも歓迎します)，例えば，

室蘭工業大学大学院工学研究科 もの創造系領域

 学生の場合：現在の研究テーマにまつわるもの，

電気通信システムユニット

学部での卒業研究など（４年生の場合これから

TEL：0143-46-5560

行う研究など）e-mail: ktakahashi@mmm.muroran-it.ac.jp

 社会人の場合：仕事にまつわるもの，企業・自【担当幹事】

社製品の PR，入社前の大学での研究など

校長： 伊藤 昌文 （名城大学）

であれば，内容・分量は一切問いません．幅 0.9m×高さ 1 m 程度のボードが用意されますので，

幹事： 髙橋 一弘 （室蘭工業大学）
奥山 由あらかじめポスターのご準備をお願いします．本

（苫小牧工業高専）

古里 友宏 （長崎大学）

ポスターセッションは全員の方の発表を原則と

会田 倫崇 （東京エレクトロンテクノ

しますが，発表に支障がある場合は事前参加登録

ロジーソリューションズ）時にその旨をご記入下さい．

大澤 直樹 （金沢工業大学）【その他】懇親会，レクレーションを予定してい川口 悟（室蘭工業大学）

ます．本企画 HP に当日の詳細スケジュールを記

吉木 宏之 （鶴岡工業高専）

載しておりますので参考にして下さい．
【ウェブページ】【参加申込】 本企画ホームページからお申し込

http://annex.jsap.or.jp/plasma/PE_files/PE_SS_

みください．ポスター内容を示すキーワードを３2022

つ程度記入いただきます．参加登録の確認を通知
47

第 21 回プラズマエレクトロニクス賞受賞候補論文の募集
大阪公立大学

白藤 立

応用物理学会プラズマエレクトロニクス分科

 当該論文の内容が発表されたプラズマエレク

会では、毎年、プラズマエレクトロニクスに関す

トロニクス分科会が主催する研究会、国際会議

る学術的あるいは工業的に価値のある優秀な論等の会議録（Program book や Abstract 集、文を対象とし、その著者に「プラズマエレクトロ

Proceedings 等の会議に関する記載箇所[会議ニクス賞」を贈り表彰を行っています。候補論文

名、日付、場所等]ならびに当該発表が記されは自薦・他薦を問いません。下記の要領により奮たプログラムの箇所）のコピー、２件以内。

ってご応募下さい。

 著者全員について和文で以下を記入した書類。
氏名、会員番号、勤務先（連絡先）

授賞対象論文 推薦書（自薦、他薦を問わず、論文の特徴、優プラズマエレクトロニクス分科会が主催するれた点などを 400 字程度でわかりやすく記述）研究会、国際会議などで発表され、かつ 2020 年、2021 年、2022 年に発行の国際的な学術刊行物

表彰（JJAP など）に掲載された原著論文。受賞者は、2023 年春季応用物理学関係連合講演会期間中

表彰の時点においてプラズマエレクトロニクスに行う予定です。受賞者には賞状および記念品を分科会会員あるいは応用物理学会会員とする。

贈呈いたします。また、2023 年秋季応用物理学会

プラズマエレクトロニクス賞はプラズマエレ

学術講演会期間中に記念講演を依頼する予定です。

クトロニクス分野の優秀な論文の著者に授与される論文賞ですが、プラズマエレクトロニクス

書類提出期限2022 年 12 月 9 日（金）当日消印有効分科会が強く関与する会議等（直接に主催する会議、応物学会学術講演会の大分類 8. プラズマエレクトロニクス等）での発表や議論を通じて書類提出先生み出された優れた論文を表彰したいという考〒558-8585 大阪市住吉区杉本3-3-138

えに基づき、賞規定に「プラズマエレクトロニク

大阪公立大学 工学研究科

ス分科会が主催する研究会、国際会議などで発白藤 立表され」という要件が付与されています。

（プラズマエレクトロニクス分科会幹事長）

電子物理系専攻※ 封筒表に「プラズマエレクトロニクス賞応
提出書類

募書類在中」と朱書のこと

以下の書類各１部、およびそれらの電子ファ

なお、プラズマエレクトロニクス賞規定他、詳イル(PDF ファイル) 一式

細な情報については、プラズマエレクトロニクス

 候補論文別刷（原著論文 1 件、コピーでも可、分科会のホームページ
http://annex.jsap.or.jp/plasma/

第１ページに候補論文と朱書する。関連論文があれば２件以内の別刷またはコピーを添付） をご覧ください。

48

2022 年度(令和 2 年度)プラズマエレクトロニクス分科会幹事名簿
氏名

所属

住所・電話

メールアドレスshirafuji@osaka-cu.ac.jp

幹事長

白藤 立

大阪公立大学
工学研究科 電子物理系専攻〒558-8585
大阪市住吉区杉本3-3-138
TEL: 06-6605-2681

副幹事長

伊藤 昌文

名城大学
理工学部 電気電子工学科〒468-8502
名古屋市天白区塩釜口 1－501
TEL：052-838-2306

ito@meijo-u.ac.jp

副幹事長

上坂 裕之

岐阜大学
工学部 機械工学科〒501-1193
岐阜県岐阜市柳戸 1-1
TEL: 058-293-2511

kousaka@gifu-u.ac.jp

副幹事長

深沢 正永

ソニーセミコンダクタソリューションズ
株式会社
第2研究部門〒243-0014
神奈川県厚木市旭町4-14-1
TEL: 050-3141-4362

Masanaga.Fukasawa@sony.com

幹事
任期2023 年 3 月

石川 健治

名古屋大学
低温プラズマ科学研究センター（工学研究科 電子工学専攻）〒464-8601
愛知県名古屋市千種区不老町
NIC４階
TEL: 052-788-6077

〃

奥山 由

苫小牧工業高等専門学校
創造工学科 電気電子系〒059-1275
北海道苫小牧市錦岡 443 番地
TEL: 0144-67-8074

加藤 俊顕

東北大学
大学院工学研究科
電子工学専攻〒980-8579
宮城県仙台市青葉区荒巻青葉 6-605

kato12@tohoku.ac.jp

〃

熊谷慎也

名城大学
理工学部
電気電子工学科〒468-8511
名古屋市天白区塩釜口一丁目 501 番
地
TEL: 052-838-2307

skumagai@meijo-u.ac.jp

〃

古免 久弥

大阪大学
接合科学研究所〒567-0047
大阪府茨木市美穂ケ丘11-1
TEL: 06-6879-8648

h.komen@jwri.osaka-u.ac.jp

〃

末次 大輔

パナソニックインダストリー株式会社
モノづくり革新センター〒571-8502
大阪府門真市大字門真 1006 番地
TEL: 080-9940-4637

〃

〃

高橋和生

京都工芸繊維大学
電気電子工学系〒606-8585
京都市左京区松ヶ崎御所海道町
TEL: 075-724-7418

〃

髙橋 一弘

室蘭工業大学
大学院工学研究科 もの創造系領域
電気通信システムユニット〒050-8585
北海道室蘭市水元町 27-1
TEL: 0143-46-5560

〃

竹内 希

東京工業大学
工学院電気電子系〒152-8552
東京都目黒区大岡山 2-12-1-S3-4
TEL: 03-5734-2566

〃

田中 康規

金沢大学
理工研究域
電子情報通信学系〒920-1192
石川県金沢市角間町
TEL: 076-234-4846

ishikawa@plasma.engg.nagoya-u.ac.jp
yokuyama@tomakomai.kosenac.jp

suetsugu.daisuke@jp.panason
ic.comtakahash@kit.jp

ktakahashi@mmm.muroranit.ac.jp

takeuchi@ee.e.titech.ac.jp

tanaka@ec.t.kanazawau.ac.jp

〃

中塚 滋

ウエスタンデジタル合同会社〒512-8550
三重県四日市市山之一色町 800 番地
TEL: 059-390-9941

shigeru.nakatsuka@wdc.com

〃

古里友宏

長崎大学
大学院工学研究科
電気・情報科学部門〒852-8521
長崎市文教町1-14
TEL: 095-819-2560

t-furusato@nagasaki-u.ac.jp

〃

弓削 政郎

三菱電機(株)
先端技術総合研究所
環境システム技術部 放電応用グループ〒661-8661
尼崎市塚口本町 8-1-1
TEL: 06-6497-2745

49

Yuge.Seiro@ay.MitsubishiEle
ctric.co.jp

幹事
任期2024 年 3 月

会田 倫崇

東京エレクトロン テクノロジーソリューションズ株式会社
成膜技術開発センター
シミュレーション技術開発部〒407-0192
山梨県韮崎市穂坂町三ツ沢650
TEL: 0551-23-4228

大澤 直樹

金沢工業大学工学部 電気電子工学科〒921-8501
石川県野々市市扇が丘 7-1
TEL: 076-248-9907

n.osawa@neptune.kanazawa-〃

九州大学
システム情報科学研究院〒819-0395
福岡県福岡市西区元岡 744
TEL: 092-802-3723

kamataki@plasma.ed.kyushu-

室蘭工業大学
大学院工学研究科 もの創造系領域
電気デバイス計測ユニット〒050-8585
北海道室蘭市水元町 27-1
TEL: 0143-46-5548

skawaguchi@mmm.muroran-〒243-0014
神奈川県厚木市旭町4-14-1
TEL: 050-3140-3201

〃

〃

鎌滝 晋礼

川口 悟

〃

川島 淳志

ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
第 2 研究部門

〃

桑原 彬

名古屋大学
工学研究科 総合エネルギー工学専攻

〃

鈴木 陽香

名古屋大学
工学研究科 電子工学専攻〒464-8603
名古屋市千種区不老町
工学部 8 号館南棟 301
TEL: 052-789-5936〒464-8603
名古屋市千種区不老町
IB電子情報館北棟205
TEL: 052-789-2726

michitaka.aita@tel.com

it.ac.jp

u.ac.jpit.ac.jp

Atsushi.Kawashima@sony.com

akuwahara@energy.nagoyau.ac.jp
suzuki.haruka.c3@f.mail.nagoy
a-u.ac.jp

竹中 弘祐

大阪大学 接合科学研究所
接合プロセス研究部門
エネルギー変換機構学分野〒567-0047
大阪府茨木市美穂ヶ丘 11-1
TEL: 06-6879-8651

k_takenaka@jwri.osaka-u.ac.jp

〃

辻 享志

国立研究開発法人
産業技術総合研究所
ナノカーボンデバイス研究センター
先端素材研究チーム〒305-8565
茨城県つくば市東 1-1-1
TEL: 029-861-0254

takashi.tsuji@aist.go.jp

〃

橋本 惇一

キオクシア株式会社
先端メモリ開発センター〒512-8550
三重県四日市市山之一色町 800 番地（四日市工場）junichi8.hashimoto@kioxia.com

〃

八田 章光

高知工科大学
システム工学群
電子・光システム工学教室〒782-8502
高知県香美市土佐山田町宮ノ口 185
TEL: 0887-57-2113〃

hatta.akimitsu@kochitech.ac.jp

〃

三浦 勝哉

株式会社日立製作所
計測イノベーションセンタ
ナノプロセス研究部〒185-8601
東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280

katsuya.miura.aq@hitachi.com

〃

吉木 宏之

鶴岡工業高等専門学校
創造工学科 機械コース〒997-8511
山形県鶴岡市井岡字沢田 104
TEL: 0235-25-9146

yoshiki@tsuruoka-nct.ac.jp

50

2022 年度(令和 4 年度)分科会幹事役割分担
役割分担

留任

新任

幹事長

白藤

立

大阪公立大学

副幹事長

伊藤

昌文

名城大学

上坂

裕之

岐阜大学

深沢

正永

ｿﾆｰｾﾐｺﾝﾀﾞｸﾀｿﾘｭｰｼｮﾝｽﾞ

1. 庶務・分科会ミーティング

竹内 希

東京工業大学

竹中

弘祐

大阪大学

2. 春秋講演会シンポジウム

石川 健治

名古屋大学

伊藤

昌文

名城大学

シンポジウム・海外招待講演

中塚 滋

ウエスタンデジタル

深沢

正永

ｿﾆｰｾﾐｺﾝﾀﾞｸﾀｿﾘｭｰｼｮﾝｽﾞ

分科内招待講演

熊谷 慎也

名城大学

上坂

裕之

岐阜大学

八田

章光

高知工科大学チュートリアル講義

辻

3. プラズマプロセシング研究会

享志

産業技術総合研究所

鎌滝

晋礼

九州大学

加藤 俊顕

東北大学

上坂

裕之

岐阜大学

熊谷 慎也

名城大学

深沢

正永

ｿﾆｰｾﾐｺﾝﾀﾞｸﾀｿﾘｭｰｼｮﾝｽﾞ

2022 年度：ICRP/GEC/SPP/SPSM

石川 健治

名古屋大学

鎌滝

晋礼

九州大学

(2022 年 10 月)

古免 久弥

大阪大学

竹中

弘祐

大阪大学

川口

悟

室蘭工業大学

桑原

彬

名古屋大学

4. 光源物性とその応用研究会
5. プラズマ新領域研究会

6. インキュベーションホール

奥山 由

苫小牧工業高等専門学校

伊藤

昌文

名城大学

古免 久弥

大阪大学

八田

章光

高知工科大学高橋 一弘

室蘭工業大学

大澤直樹

金沢工業大学

鈴木

陽香

名古屋大学

奥山 由

苫小牧工業高等専門学校

上坂

裕之

岐阜大学

古里 友宏

長崎大学

大澤

直樹

金沢工業大学高橋 一弘

室蘭工業大学会田倫崇

東京エレクトロン

テクノ

ロジーソリューションズ

7. プラズマエレクトロニクス講習会

吉木宏之

鶴岡工業高等専門学校

川口悟

室蘭工業大学正永

ｿﾆｰｾﾐｺﾝﾀﾞｸﾀｿﾘｭｰｼｮﾝｽﾞ

髙橋 和生

京都工芸繊維大学

深沢

末次 大輔

ﾊﾟﾅｿﾆｯｸｲﾝﾀﾞｽﾄﾘｰ

辻

中塚 滋

ウエスタンデジタル

橋本

惇一

キオクシア

弓削 政郎

三菱電機

川島

淳志

ｿﾆｰｾﾐｺﾝﾀﾞｸﾀｿﾘｭｰｼｮﾝｽﾞ

石川 健治

名古屋大学

会田

倫崇

東京エレクトロン

享志

産業技術総合研究所

テクノ

ロジーソリューションズ
三浦

勝哉

日立製作所

髙橋 和生

京都工芸繊維大学

鈴木

陽香

名古屋大学

末次 大輔

ﾊﾟﾅｿﾆｯｸｲﾝﾀﾞｽﾄﾘｰ

川島淳志

ｿﾆｰｾﾐｺﾝﾀﾞｸﾀｿﾘｭｰｼｮﾝｽﾞ

9. ホームページ

竹内 希

東京工業大学

竹中

弘祐

大阪大学

10. 会計

古里 友宏

長崎大学

吉木

宏之

鶴岡工業高等専門学校

11. プラズマエレクトロニクス賞

白藤立

大阪公立大学12. アカデミックロードマップ

白藤立

大阪公立大学

伊藤

昌文

名城大学

8. 会誌編集・書記（戦略企画室）(大阪大学)

深沢

正永

ｿﾆｰｾﾐｺﾝﾀﾞｸﾀｿﾘｭｰｼｮﾝｽﾞ

13. PE 懇親会

(節原

弓削 政郎

裕一)

三菱電機

三浦

勝哉

日立製作所

2022 秋@東北大川内，2023 春@上智四谷

竹内 希

東京工業大学

桑原

彬

名古屋大学

伊藤

昌文

名城大学

大分類８との連絡調整
GEC 委員（オブザーバー）

酒井 道

滋賀県立大学

金子 俊郎

東北大学

51

2022 年度（令和 4 年度）分科会関連の各種世話人・委員
１．応用物理学会講演会プログラム編集委員
8

大分類代表

石島 達夫

（金沢大）

8.1

プラズマ生成・診断

竹田 圭吾

（名城大）

8.2

プラズマ成膜・エッチング・表面処理

篠田 和典

（日立)

荻野 明久

（静岡大）

8.3

プラズマナノテクノロジー

北嶋 武

（防衛大）

8.4

プラズマライフサイエンス

栗田 弘史（豊橋技科大）8.5

プラズマ現象・新応用・融合分野

呉 準席（大阪公立大）8.6

Plasma Electronics English Session

林 信哉

（九大）

石島 達夫

（金沢大）

8.7

プラズマエレクトロニクス分科内招待講演

伊藤 昌文

（名城大）

8.8

PE 賞受賞記念講演

伊藤 昌文

（名城大）

辰巳 哲也（副会長）（ｿﾆｰｾﾐｺﾝﾀﾞｸﾀｿﾘｭｰｼｮﾝｽﾞ）平松 美根男（名城大学）

金子 俊郎

（東北大）

清水 鉄司

（産総研）

２．応用物理学会理事

３．GEC 組織委員会委員

４．フェロー
応用物理学会フェロー名簿
https://www.jsap.or.jp/jsap-fellow/fellow-members
をご参照下さい。
このほか、応用物理学会の代議員、本部委員会などにおいても、多くの分科会会員の方にご活躍頂いておりますが、間違った掲載でご迷惑をおかけしてしまうリスクを考慮して、掲載を取りやめております。

52

活動報告
本幹事会は，コロナ禍のため ZOOM を用いたオンライン会議にて 2022 年 3 月 23 日（水）に開催され，大分類 8 意見交換会に引き続き，インフォーマルミーティングとして実施された.
1. 学術講演会における分科会の企画について告があり，前回より参加者および収入が増えた旨

・シンポジウムが報告された．

熊谷幹事（名城大）から 2022 年秋季学術講演会

6. SPP-39/SPSM34 開催報告におけるシンポジウム「細胞運命を制御する応用

田中副幹事長（金沢大）からプラズマプロセシン

物理：プラズマ・バイオ研究の融合による革新」

グ研究会の開催報告があり，講演トピック毎の発が提案され，承認された．世話人は栗田弘史先生

表件数分布や参加人数が 126 人に上った旨が紹介（豊橋技科大）．
様々な分野の研究者に講演を頼む

された．

予定．

7. 国際会議 ICRP-11/GEC2022 準備状況報告

・海外招待講演金子俊郎先生（東北大）から会議内容について以石川幹事（名大）から候補者２名および予備候補

下の情報が提供された．GEC が日本で初めて開催

者１名が提案され，承認された．

される．真壁利明先生（慶応大名誉教授）の Will・分科内招待講演

Allis Prize 受賞記念講演がある．開催方式は現地

石島達夫先生（金沢大）から他分野の研究者に招開催もしくはオンライン開催のいずれかである．

待講演をお願いする事業について報告された．
（な8. 第 20 回プラズマエレクトロニクス賞選考結果

お本事業は，2021 年度新旧合同幹事会で実施が承報告認されている．
）

節原幹事長（阪大）から次の２編の論文が受賞し

2. アーカイブズ出版の進捗状況た旨が報告された．[1] H. Onishi, F. Yamazaki, Y.

松井幹事（静岡大）から第 5 回インキュベーショ

Hakozaki, M. Takemura, A. Nezu, and H

ンホールテキストの電子ファイル提出について周Akatsuka: Jpn. J. Appl. Phys. 60, 026002 (2021).

知依頼があった．著作権について説明がされた．

[2] S. Sasaki, K. Takashima, and T. Kaneko: Ind.

販売方法については今後検討していく必要がある． Eng. Chem. Res. 60, 798 (2021).また当賞におい3. 会報 76 号についてて，著者は受賞の時点で入会済みであれば受賞の末次幹事（パナソニック）から会報 No.76 の構成権利がある旨が報告された．

案について紹介された．また研究室紹介等の執筆

9. 2021 年度 会計報告の希望者を募る旨が報告された．

節原幹事長から会計報告がされ，ICRP の積立金

4. 第 36,37 回プラズマ新領域研究会報告についても説明がされた．

岡田幹事（東北大）から第 36 回「計測技術の基礎

10. 2022 年度分科会幹事についてと最新動向」について，また松井幹事から第 37 回

節原幹事長から幹事候補者選挙の説明があり，候「ビーミング推進の最新動向」についての開催報

補者全員が満票で承認された旨が報告された．

告があり，講演や議論の内容が紹介された．

11. その他

5. プラズマエレクトロニクス講習会報告

節原幹事長から分科会 30 周年記念事業のうち，

栗原副幹事長（キオクシア）から講習会の開催報

ロードマップについて来年度も作業を継続する旨，

53

またロゴマークについて新旧合同幹事会においてなどの自然災害時に，被災した研究者が他機関の決定する予定である旨が伝えられた．また竹内幹分析装置などを簡易に利用できるような相互協力事（東工大）から分科会の正式英語名称が“Plasma

体制を構築していくことが提案された．

Electronics Division”である旨，
また分科会 HP を一新する計画について情報が提供された．
また最後に節原幹事長から，昨今頻発する地震

記：市來（大分大）、末次（ﾊﾟﾅｿﾆｯｸ）

54

プラズマエレクトロニクス関連会議日程
コロナウイルスの影響で開催日程および開催形態が不確定なものが多いです。詳細は各会議の web ページを参照ください。

【 国際会議 】
2022.7.24 - 29
Plasma Processing Science, Gordon Research Conference
Andover, NH, USA
https://www.grc.org/plasma-processing-science-conference/2022/
2022.10.3 - 7
75th Annual Gaseous Electronics Conference (GEC2022) /11th International Conference on Reactive Plasmas (ICRP-11)
Sendai International Center, Sendai
https://www.ecei.tohoku.ac.jp/plasma/ICRP-11
2021. 11.24 - 25
The 43rd International Symposium on Dry Process (DPS2022)
Osaka, Japan & Online

http://www.dry-process.org/2022/index.html【 国内会議・会合 】
2022. 9.20 - 23
第 83 回応用物理学会秋季学術講演会
東北大学 川内北キャンパス，宮城県

https://www.jsap.or.jp/jsap-meeting/future2022. 9.12 – 152022 年日本物理学会秋季大会（物性）東京工業大学 大岡山キャンパス，東京都

https://www.jps.or.jp/activities/meetings/future.php
2023. 3.15 – 18
第 69 回応用物理学会春季学術講演会
上智大学 四谷キャンパス，東京都

https://www.jsap.or.jp/jsap-meeting/future55

当会報への広告掲載について
応用物理学会 プラズマエレクトロニス分科会では、分科会会員への情報提供を旨とし、会報への広告出展を募集しております。広告の掲載にあたっては下記のような条件としておりますので、是非ご検
討の程よろしくお願い申上げます。
1. 契約の種類

掲載料は下表の通りとします。なお、年間契約(A) 年間契約コースの場合も申し込み時点で一括請求とさせて頂き1 年間にわたる掲載。通常は 6 月、12 月ます。

に発行される 2 号にわたって掲載されま(A) 年間契約(B) 単号契約す。掲載号ごとに新規原稿に差替えできま

コース

コース

5 万円

4 万円

（4 万円）（3 万円）

8 万円

5 万円（6 万円）（4 万円）

2 ページ

12 万円

8 万円

掲載位置は編集後記の後になります。基本五十(見開き指定可)（9 万円）（6 万円）

音順の掲載になりますが、レイアウト等の都合で

裏表紙

12 万円

8 万円

（9 万円）（6 万円）す。

半ページ(B) 単号契約コース
特定の号のみの掲載。

1 ページ

2. 掲載位置

適宜変更になる可能性があります。何卒ご了承ください。また裏表紙への依頼がない場合には年間※カッコ内は賛助会員企業

契約の中からまわす場合があります。不都合がある場合にはご相談ください。

5. 問い合わせ先〒113-0031 東京都文区根津 1-21-5

3. 入稿

応物会館 2 階

原稿は A4 版ネガ、もしくは電子ファイル（pdf）

公益社団法人 応用物理学会とします。これ以外の場合、かかる費用を別途請TEL: 03-3828-7723

求させて頂く場合があります。

FAX: 03-3823-1810
Email: divisions@jsap.or.jp

4. 広告掲載料

HP: http://annex.jsap.or.jp/plasma/

56

編集後記
PLANTS2022 について報告を頂きました。

この度、プラズマエレクトロニクス分科会会報
No.76 を発行することが出来ました。ご多忙の中、

国内会議報告として、ウエスタンデジタルの中原稿をご執筆いただいた方々にこの場を借りて厚塚様から応物春季講演チュートリアル、九州大学

く御礼申し上げます。

の古閑先生から応物春季講演 PE 分科会企画、東

本号は二年に一度の幹事長交代のタイミングで北大学の岡田先生と静岡大学の松井先生から新領の発行となりましたので，通常の巻頭言に代えて

域研究会、キオクシアの栗原様からプラズマエレ

退任されました大阪大学の節原前幹事長と就任さクトロニクス講習会について報告頂きました。これました大阪公立大学の白藤幹事長からそれぞれのような状況下での開催について参考になる内容

ご挨拶頂きました。

であったと思います。

研究室紹介コーナーでは，東京工業大学の竹内次回の応用物理学会や国際会議、インキュベー

希先生に研究室の様子をご紹介頂きました。研究

ションホール、第 21 回プラズマエレクトロニク

室の成り立ちや、数々の研究内容について大変分

ス賞についても案内いただきました。ご一読頂きかりやすくご紹介頂きました。

奮ってご参加頂ければと思います。

学生のためのページでは、ペガサスソフトウェ

最後に，本号の原稿執筆を快く引き受けてくだ

アの田中正明様から，『プラズマシミュレーション』 さいました著者の皆様，幹事長，副幹事長を始めと題して，計算手法の解説と合わせて、並列化やとする分科会会員の皆様および応用物理学会事務データベースについて触れるなどしていただきま局分科会担当の小田様にこの場を借りて感謝を申した。学生の方々のみならず、プラズマシミュレ

し上げます。尚，分科会会報では、各種報告や行ーションの必要性を感じている企業の方々にとっ事案内を随時募集しております。今後ともプラズても興味ある内容であったと思います。

マエレクトロニクス分科会会報をどうぞ宜しくお研究紹介では、産業技術総合研究所 本村大成

願いいたします。
（令和 4 年度会報編集担当：

様から、『高密度収束プラズマスパッタリング装置と磁気ミラー型マグネトロンカソードの紹介』と末次、高橋、川島、鈴木）

題して、独自考案された磁場配位を有するスパッタリング装置について紹介いただきました。詳細な情報を紹介頂いておりますので、関連する研究をされている分科会会員の方には大変有益な解説であったと思います。
第 20 回プラズマエレクトロニクス賞を受賞されました東北大学の佐々木先生、東京工業大学の赤塚先生に原稿をお寄せいただき，受賞論文を明快にご紹介頂きました。
名古屋大学の石川先生には、コロナ禍でオンライン開催された国際学会の ISPlasma2022/IC57

プラズマエレクトロニクス分科会会報 No.76
2022年 6月20日 発行
編集：公益社団法人応用物理学会
プラズマエレクトロニクス分科会
幹事長 白藤 立
発行：公益社団法人応用物理学会〒113-0031 東京都文京区根津一丁目 21 番 5 号
応物会館（©2020 無断転載を禁ず）

58