• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.390-390
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• 2011

급속한 산업의 발달은 심각한 환경오염 및 에너지 문제를 가져왔다. 이를 해결하기 위하여 무한한 에너지원인 태양에너지를 원천으로 하는 친환경 정화소재로서의 광촉매(photocatalyst)를 통하여 인류의 에너지를 확보하는 것에 대한 관심이 급격하게 증가하고 있는 추세이다. 현재 광촉매로 가장 많이 사용되는 $TiO_2$의 경우 뛰어난 광활성에도 불구하고, 상대적으로 넓은 밴드갭(band gap) 으로 인한 가시광 응답성의 부재로 이를 해결하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 PIII&D (plasma immersion ion implantation & deposition) 장비를 통하여 -60 kV의 펄스 고전압을 인가해 $TiO_2$에 좁은 band gap을 갖는 반도체를 이온주입하여 가시광 응답성을 갖는 양자점 감응(Quantum dot sensitized)형 광촉매를 제작하였다. 이온주입 후 시료의 chemical state와 crystallinity를 확인하기 위하여 X-ray photoelectron spectroscopy와 X-ray diffraction measurement를 이용하여 분석을 수행하였으며, 이러한 공정을 통해 제작된 양자점 감응형 광촉매의 가시광 응답성을 확인하기 위하여 UV/Vis 스펙트럼을 측정하였다. 또한 광촉매의 효율을 확인하기 위해 물 분해 장치(water splitting device) 를 제작하여 수소와 산소를 생성하였다.

• Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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• v.17 no.5
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• pp.52-57
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• 2008

Most of the electrons emitted from the filament, are captured by the anode. The portion of the electron current that leaves the gun through the hole in the anode is called the beam current. Electron beam probe is called the focused beam on the specimen. Because of the lenes and aperture, the probe current becomes smaller than the beam current. It generate various signals(backscattered electron, secondary electron) in an interaction with the specimen atoms. Backscattered electron provide an useful signal for composition and local specimen surface inclination. Secondary electron is used far the formation of surface imagination. The steady electron beam probe is very important for the imagination formation and the brightness. In this paper, we show the results of developed elements that create electron beam probe and the measured beam probe in various acceleration voltages by Faraday cup. These data are used to analysis and improve the performance of the system in the development.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.51 no.7
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• pp.89-95
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• 2014

An LED lighting which adjusted brightness according to the surround ambient implemented using PWM technology and power devices. To measure the brightness of surround ambient a CdS sensor was used. A control board for the generation of the PWM signal was made using a MCU and duty ratio was controlled according to light intensity of surround ambient of the system. To drive the LED lamps which require high-voltage and high-current power devices were used for switching the DC power supply. Measurement results show that the IGBT is excellent as only lineality but the PowerBJT is more good to consider to efficiency and cost.

• The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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• v.13 no.5
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• pp.403-411
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• 2020

Since the analog circuit of the beta ray sensor circuit for the true random number generator and the power and ground line used in the comparator circuit are shared with each other, the power generated by the digital switching of the comparator circuit and the voltage drop at the ground line was the cause of the decreasein the output signal voltage drop at the analog circuit including CSA (Charge Sensitive Amplifier). Therefore, in this paper, the output signal voltage of the analog circuit including the CSAcircuit is reduced by separating the power and ground line used in the comparator circuit, which is the source of digital switching noise, from the power and ground line of the analog circuit. In addition, in the voltage-to-voltage converter circuit that converts VREF (=1.195V) voltage to VREF_VCOM and VREF_VTHR voltage, there was a problem that the VREF_VCOM and VREF_VTHR voltages decrease because the driving current flowing through each current mirror varies due to channel length modulation effect at a high voltage VDD of 5.5V when the drain voltage of the PMOS current mirror is different when driving the IREF through the PMOS current mirror. Therefore, in this paper, since the PMOS diode is added to the PMOS current mirror of the voltage-to-voltage converter circuit, the voltages of VREF_VCOM and VREF_VTHR do not go down at a high voltage of 5.5V.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.29 no.5
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• pp.556-563
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• 2007

We carried out a laboratory scale experiment about the characteristics of chemically active species produced in hybrid gas-liquid discharges. The electrode configuration which had high voltage electrode in the gas phase and ground electrode in the liquid was utilized while high voltage electrode has been typically positioned in the liquid in other studies. Our electrode was configured in such a way as to increase the energy efficiency of chemical reactions by creating a higher electrical field strength and a narrower pulse width than the typical electrode configuration. The highest ozone concentration was obtained at 45 kV which was the medium value in operating voltages. The decrease of solution conductivity increased the resistance of liquid phase and the electric field strength through the gas phase, so ozone gene-ration rate was enhanced. The increase of voltage promoted the production rate of hydrogen peroxide by increasing the electric field strength. In a lower voltage, the increase of solution conductivity increased the degradation rate of $H_2O_2$, so the $H_2O_2$ generation rate decreased. On the other hand, the effects of UV radiation, shock waves etc. increased the $H_2O_2$ generation rate as the solution conductivity increased. A higher rate of $H_2O_2$ generation can be achieved by mixing argon to oxygen which generates a stronger and more stable discharges.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.211-212
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• 2011

플라즈마를 제어하기 위해서는 플라즈마의 온도, 밀도, 에너지 분포등과 같은 플라즈마의 특성을 정확히 측정할 수 있어야한다. 핵융합발전에서는 플라즈마를 발생하기 위하여 플라즈마의 온도, 밀도 등 각종 변수들을 시공간적으로 계측, 분석할 수 있는 진달설비를 사용하고 있으며, 정확한 플라즈마 제어와 측정을 위한 새로운 진단기술을 개발하고 있다. 그리고 중요한 변수중에 하나인 플라즈마 이온온도를 측정하기 위해 중성입자 검출법이 잘 알려져 있다. 이 실험은 수소 중성입자가 토카막 내부의 플라즈마 이온과 충돌하면서 생성된 고속 중성입자의 에너지를 분석하는 실험이다. 본 연구의 실험방법은 수소 중성입자를 이온빔 장치에서 이온화 시킨 후 자체 제작한 가속기를 통하여 가속시켜 에너지 특성을 분석을 하는 것이다. 본 연구의 실험장치로 에너지 교정용 100 keV 이온빔 소스를 제작 하였고 이온빔 장치 내부에 수소기체를 주입하고 기체방전을 일으켜 플라즈마를 발생시켰다. 이온빔 외부에는 팬을 설치하고 전도성이 강한 물 대신 전도성이 약한 오일을 사용하여 냉각 하였다. 이온빔 장치와 결합될 이온 가속장치는 지름 300 mm, 두께 2 mm의 원형 구리판을 여러층으로 쌓아 전극으로 제작하였고 전극과 전극 사이에서 코로나 방전과 스파크를 방지하기 위해 전극 둘레에 코로나링을 설치 하였다. 또한 전극 사이마다 1G${\Omega}$의 저항을 설치한 후 고전압을 생성하여 이온 가속 효율을 증대시켰다. 진공시스템으로는 Alcatel사의 CFF100 터보분자 펌프와 우성진공사의 MVP24 진공로타리펌프를 결합하여 사용하였으며, 진공도측정은 Alcatel사의 ACS1000 장치를 사용하였다. 고진공후 고속 중성입자의 이온화와 에너지 측정을 위한 전하교환기를 설치하였다. 전하교환기로는 진공시스템을 별도로 설치하고 비용이 비교적 많이 드는 기체형 전하교환기 대신 소형화가 가능하고 유지보수가 좋은 고체형 전하교환기 제작하여 실험 하였다. 전하교환기에서 이온화된 고속 중성입자가 전기장이나 자장에 영향을 받았을때 에너지분포를 디텍터를 통해 측정하였다. 즉, 이온화된 중성입자의 에너지가 실리콘 다이오드를 통해 전압 펄스 신호로 변환되고 이차 증폭기를 통해 전압 펄스 신호들이 증폭한다. 에너지 측정을 위한 디텍터는 소형화가 가능하고 비용이 비교적 적게 드는 실리콘 다이오드를 설치하였다. 본 연구결과 중성입자 에너지 분석 장치가 실제 핵융합 장치의 플라즈마 이온온도와 특성 측정에 적용할 수 있으며, 앞으로 개발될 여러 형태의 응용 플라즈마 발생장치의 플라즈마 진단에 이용될 것으로 기대한다.

• Journal of IKEEE
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• v.18 no.4
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• pp.552-558
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• 2014

This paper suggests how to design a ZigBee-chip-based communication module to remotely measure radiation level. The suggested communication module consists of two control processors for the chip as generally required to configure a ZigBee system, and one chip module to configure a ZigBee RF device. The ZigBee-chip-based communication module for remote radiation measurement consists of a wireless communication controller; sensor and high-voltage generator; charger and power supply circuit; wired communication part; and RF circuit and antenna. The wireless communication controller is to control wireless communication for ZigBee and to measure radiation level remotely. The sensor and high-voltage generator generates 500 V in two consecutive series to amplify and filter pulses of radiation detected by G-M Tube. The charger and power supply circuit part is to charge lithium-ion battery and supply power to one-chip processors. The wired communication part serves as a RS-485/422 interface to enable USB interface and wired remote communication for interfacing with PC and debugging. RF circuit and antenna applies an RLC passive component for chip antenna to configure BALUN and antenna impedance matching circuit, allowing wireless communication. After configuring the ZigBee-chip-based communication module, tests were conducted to measure radiation level remotely: data were successfully transmitted in 10-meter and 100-meter distances, measuring radiation level in a remote condition. The communication module allows an environment where radiation level can be remotely measured in an economically beneficial way as it not only consumes less electricity but also costs less. By securing linearity of a radiation measuring device and by minimizing the device itself, it is possible to set up an environment where radiation can be measured in a reliable manner, and radiation level is monitored real-time.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.122-122
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• 2014

수중방전을 환경분야에 적용하기 위한 플라즈마 부상법이 개발되었다. 플라즈마 부상법은 물 속에서 발생시킨 플라즈마가 가지고 있는 주요특성 중 물리적 특징인 쇼크웨이브, UV조사, 버블생성 등과 화학적 특징인 OH라디칼 및 염소산화물 생성 등을 이용하여 물 속에 존재하는 용존성 및 입자성 물질을 부상분리 기법으로 제거하는 공법이다. 유기물을 제거하는 기작으로는 침전, 여과, 분해 등이 있고, 이를 구현하기 위한 공정으로 중력침강법, 부상분리법, 멤브레인법, 미생물법 등이 있다. 이 중에서 가압공기부상법은 침강법에 비해 부지면적을 적게 소모하고 처리시간이 50% 이상 감소되는 특징이 있다. 가압공기부상법은 물 속에 공기를 과포화시킨 후 노즐을 통해 재분사할 때 발생하는 압력차에 의해 미세기포가 발생함을 이용하여 유기물을 분리하는 공법이다. 그러나, 가압용 장비 및 반송수가 필요하고, 미생물분리는 불가능한 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 미생물살균과 유기물 분리가 동시에 일어나는 플라즈마를 이용한 부상분리기법을 개발하였다. 본 연구에서는 난분해성 용존유기물인 휴믹산 100 mg/L의 플라즈마 공기부상법에 의한 제거능을 확인하였다. 용존성 휴믹산을 입자성 물질로 전환하여 플록을 형성시키고자 알루미늄설페이트(Al2(SO4) $3{\cdot}18H2O$)를 100 mg/L 주입하였고, 침출수와 같이 염도가 높은 물을 모사하고자 35 g/L의 염화나트륨을 첨가한 상태에서 방전을 실시하였다. 방전에 사용된 전원은 EESYS사에서 제작한 펄스형 고전압 전원장치를 사용하였고 최대 15 kW의 출력 중 6 kW의 전력을 인가하였다. 전극 한 개는 2 mm 텅스텐봉을 세라믹튜브로 감싼 구조로 총 사용전극은 28개이다. 전극 한 개당 대략 200 Watt의 전력이 소모되며 이 때 최대의 버블이 생성됨을 확인하였다. 전극 1개에서 생성되는 버블의 부피는 14 mL/min 로 측정되었다. 버블의 크기는 평균 70 um이고 가압공기부상법에서 최적공기크기로 제시하고 있는 40~80 um 의 버블은 약 80% 가량 생성된다. 본 연구에서 사용된 반응시스템에서의 물의 높이는 약 500 mm 이고 전체 40 L의 수조가 3개의 벽으로 분리되어 4개의 수조로 분리되었다. 각 수조는 하부에 7개의 전극을 포함하고 있다. 플라즈마 발생시 생성되는 기포는 약 1분 방전 후에 포화농도에 도달하며 방전종료 후 약 4분간 수체 내에 남아있게 된다. 이를 공정에 적용하여 1분 방전 및 4분 휴지의 순서로 플라즈마를 인가하였다. 휴믹산 용액의 유량을 2 lpm 으로 운전하였을 때 최종 처리율은 94% 이고 이때의 대장균 살균능은 99%이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• v.8 no.2
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• pp.15-35
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• 1983

High voltage paper-electrophoresis of fission products from 24 hour neutron-irradiated and 150 days-decayed 90% highly enriched uranyl nitrate solution has been carried out by using the specially designed migration apparatus. The separation of Zr-95 and Nb-95 from the other fission products is possible under the migration condition of 0.1 $M-HClO_4$ (pH=0.85), 0.05 M-HCl+0.09M-KCl (pH=0.9), 0.1M-HCl (pH=1.1) and 0.01 M-HCl (pH=2.0). Zr-95 and Nb-95 are separated out at+1cm from the fiducial point. The separation of Zr-95 and Nb-95 from each other is possible under the migration condition of 0.1 $M-HClO_4$, 0.05 M-HCl+0.09 M-KCl, 0.1 M-HCl and 0.1 M-HAc+0.1 M-NaAc (pH=4.68) together with 2% ammonium oxalate. Nb-95 is separated out at $-6{\sim}-7cm$ from the fiducial point and Zr-95 at $+1{\sim}-lcm$. The separation of Ru-103 from the other fission products is possible under the migration condition of 0.025 $M-Na_2CO_3+0.025\;M-NaHCO_3$ (pH=10.0), 0.01M-$Na_3PO_4$ (pH=11.7) and 0.1 M-NaOH (pH=13.2). Ru-103 migrates towards the anode -6cm, -4cm and -3cm, respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.299-299
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• 2016

SiC는 넓은 에너지갭 (Eg=~3.4 eV)을 갖는 반도체로써, 고전압, 고온에서 동작이 가능하여 기존의 Si기반의 파워디바이스를 대체하기 위한 물질로 많은 연구가 이루어지고 있다. 파워 디바이스의 성능 향상을 위해서는 기판과 절연체 사이의 계면에 생성되는 계면 결함을 감소시켜야 한다. 따라서 본 연구에서는 SiC 기판에 high-k 물질인 HfO2를 증착하여 HfO2/SiC 계면에 유도된 결함을 분석하고 이를 감소시킬 수 있는 방법에 대한 연구를 수행하였다. HfO2 박막은 atomic-layer-deposition (ALD) 방법을 이용하여 SiC 기판 위에 $200^{\circ}C$에서 증착하였다. HfO2 박막 증착 후 NH3 분위기에서 rapid thermal annealing 방법을 이용하여 $600^{\circ}C$에서 1분 동안 열처리 진행하였다. Current-voltage (I-V) 측정을 통해 열처리 전 HfO2/SiC의 절연파괴 전압이 약 8.3 V 임을 확인하였다. NH3 열처리 후 HfO2/SiC의 절연파괴 전압이 10 V로 증가하였으며 누설 전류가 크게 감소하는 것을 확인하였다. 또한 capacitance-voltage (C-V) 측정을 통해 열처리 후 flat band voltage가 negative 방향에서 positive 방향으로 이동함을 확인하였고, 이를 통해 NH3 열처리 방법이 HfO2/SiC 계면에 존재하는 결함을 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 전자 구조상의 conduction band edge에 존재하는 결함 준위를 분석하기 위해 x-ray absorption spectroscopy (XAS) 분석을 실시하였고, 열처리 전 HfO2/SiC 계면에 많은 결함 준위가 존재함을 확인하였으며, x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) 분석을 통해 이 결함 준위가 oxygen deficiency state과 관련됨을 알 수 있었다. NH3 열처리 후 결과와 비교해보면, oxygen deficiency state가 감소함을 확인하였으며 이로 인해 conduction band edge에 존재하는 결함 준위가 감소함을 알 수 있었다. 따라서, NH3 열처리 방법을 이용하여 HfO2/SiC 계면에 존재하는 결함을 감소시킬 수 있으며, HfO2/SiC의 물리적, 전기적 특성을 향상시킬 수 있다는 결과를 도출하였다.