研究紹介

小宮山研究室

身の回りには熱を利用した機器がいろいろな場面で使用されています。研究室では熱流体を利用した機器の安定性と性能向上を目指して、それらの機器周りの熱流動を主にレーザを用いて可視化する方法の開発を行っています。また、その測定方法を応用して、それらの機器に関する流動現象の解析の研究を行っています。例えば、環境負荷低減の観点から火力発電所で使用されているガスタービンには希薄予混合燃焼が使用されています。 これは希薄予混合燃焼が均一な燃焼温度分布を形成することができ、酸性雨や光化学スモッグの原因となる窒素酸化物の低減化に有効であるからですが、 逆に燃焼状態は不安定になりやすく、火炎が上流側に伝ぱをして燃焼機器を焼損する逆火を生じる危険性があります。このために、安定した燃焼状態を維持するための燃焼現象の解析とその応用による燃焼機器の開発が望まれています。

高速度カメラによる円管内を伝ぱする火炎の可視化

PIV(粒子画像流速測定)による瞬時流速と火炎形状

希薄予混合燃焼器内の瞬時濃度分布

西田研究室

主に半導体材料としてよく使われるシリコン(ケイ素)の研究を行っています。
主にガラスやシリコン基板上へのシリコン薄膜の製膜、分析を行っています。

最近の主な研究テーマとしては以下のものがあります。

• プラズマジェットCVDによる高速製膜の機構解明と高品質化、均一化の実現
  高速のジェット(噴流)を使用したプラズマCVDで通常法の問題点である製膜速度を向上させる手法の開発、改良を行っています。
• シリコンヘテロ接合の局所的な電気特性の解明
  一般的に売られている太陽電池で光のエネルギーを電気に変える効率(変換効率)の高いものにヘテロ接合型の太陽電池があります。この太陽電池では結晶シリコンの上にアモルファス(非晶質)のシリコンを堆積しています。

図1 プラズマジェットCVD中の製膜の様子

図2 CFDによるガス流れの計算結果