ヘリウムプラズマ照射により高融点金属表面に形成されたナノ構造

概要

論文の詳細を見る
タングステンに代表される高融点金属のヘリウム損傷はヘリウム・バブル形成を中心にその物性への影響が核融合科学において調べられてきた.しかしある温度範囲では表面形態が著しく変化し,繊維状のナノ構造が綿毛のように形成されることが最近見いだされ,注目を浴びている.タングステン繊維形状の温度特性や繊維内のナノバブルの存在から,その形成過程には粘性を考慮した流体力学的視点が関わっていそうである.このようなナノ構造がプラズマと向き合うと2次電子放出の抑制,スパッタリングの著しい減少,完全黒体に近い放射冷却,プラズマ塊衝撃に対する耐性などの新たな表面特性が生み出される.また,50年来の課題であったプラズマ中の単極アークの制御の観点から放電・プラズマ物理に新風を吹き込んでいる.ナノ構造はヘリウム効果によるものだけではなく,多様な粒子入射条件下で類似の構造が種々の固体材料に見られるのも興味深い.また,このような構造は産業応用へのポテンシャルを内在しているのではないかと思われる.本稿ではこれら学際的視点から解説を試みている.
2013-09-05