• 한국결정성장학회지
• /
• 제8권2호
• /
• pp.240-248
• /
• 1998

화학기상증착 방법에 의한 다결정 다이아몬드 박막성장을 위한 공정가운데 가장 많이 사용되는 기법중의 하나가 바로 플라즈마에 의한 방법이다. 특히 플라즈마 화학기상증착(Plasma-Enhanced CVD)기술에 의한 다이아몬드 박막응용은 그 공정에 대한 세부 조정을 통하여 더욱 향상시킬 수 있다. 다이아몬드 박막증착의 경우 중요 변수들은 다이아몬드 필름이 증착되는 기판(substrate)의 온도, $CH_4/H_2$가스비율, 전체가스 압력 및 가스 excitation에너지 등이다. 분광 ellipsometry는 다이아몬드 필름 증착과 관련된 극단적인 환경에서도 물리적인 접촉이나 만들어지는 샘플의 손상없이도 필름자체의 여러 성질뿐만 아니라 기초 샘플의 온도까지도 결정할 수 있는 좋은 방법이다. 이러한 장점들을 이용하여 양질의 다이아몬드 박막을 성장시키기 위한 조건과 그에 따른 박막 특성을 얻기 위하여 분광 ellipsomerry의 사용과 해석이 소개된다. 그리고, 분광 ellipsometry를 이용, 플라즈마 화학기상증착 기술에 의하여 성장되는 다이아몬드 박막으로부터 나타나는 중요 변수들이 결정될 것이며 이러한 변수들은 필름의 두께, 필름에 포함되는 void 및 비다이아몬드의 체적비와, 그들의 시간에 따른 변화등을 포함한다. 그리고 샘플이 원하는 두께까지 성장된 후에 라만 분광기로 측정되어 다이아몬드 성분을 확인한다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권12호
• /
• pp.1171-1176
• /
• 2012

실리콘 기판 위에 플라즈마 기상층착법을 이용하여 합성된 탄소나노튜브를 화학적인 방법이나 전자빔 혹은 이온빔과 같은 진공 챔버 내에서의 공정없이 펨토초레이저를 이용하여 선택적으로 패터닝 하는 방법을 구현하였다. 플라즈마 기상층착법으로 합성된 탄소나노튜브는 수직성장이 가능하며 탄소나노튜브 간의 간격을 조절하여 성장이 가능하다. 이러한 장점으로 전계방출소자, 바이오센서 등의 응용을 위하여 이용되는 합성 방법이다. 이러한 응용을 위하여 선택적으로 나노튜브를 제거하고 탄소나노튜브 끝의 촉매금속을 제거하는 것이 응용의 효율을 높이는데 매우 중요하다. 본 연구에서는 탄소나노튜브의 전기적, 구조적 특성에 영향을 줄 수 있는 화학적인 방법을 사용하지 않고 펨토초레이저를 사용하여 패터닝과 촉매금속을 제거하는 방법을 구현하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.351-351
• /
• 2012

최근의 수 십 년 간, 실리콘 나노 와이어는 그 특수한 물성으로 인하여 큰 주목을 받아오고 있다. 또한, 나노 전자소자 개발에 있어 중요한 역할을 담당하며, 현재 실리콘은 반도체 산업 및 기술에서 핵심적인 기능을 수행하고 있기 때문에 실리콘 나노 와이어는 매우 중요하게 고려된다 [1]. 본 연구에서는 유도결합 수소 플라즈마와 PECVD를 이용한 ITO/glass위 실리콘 나노 와이어 형성을 실험하였다. 유도결합 수소 플라즈마를 이용하여 나노 사이즈의 인듐 catalyst를 형성한 후 PECVD를 이용 $SiH_4$ 가스 유량과 성장 온도를 변화시켜 그에 따른 형성 변화를 관찰하였다. Fig. 1 (a) 에서 보이는 바와 같이 $600^{\circ}C$, 30 sccm 5% $SiH_4$, 60 sccm He 조건에서 8분 동안 성장시켰을 경우와 Fig. 1 (b)의 100 sccm 5% $SiH_4$로 유량을 증가시키고 15분 동안 성장시킨 후 FE-SEM 사진을 비교 한 결과 실리콘 나노 와이어의 높이가 $31{\mu}m$로 크게 성장됨을 확인 하였다. 이는 $SiH_4$의 농도의 변화가 실리콘 나노 와이어 성장에 큰 영향을 미치고 있음을 나타내며 그에 따라 나노와이어의 높이를 조절할 수 있음을 보여주고 있다. 추가적으로 실리콘 나노 와이어 성장을 위한 인듐 catalyst 형성과 이를 이용한 ITO 기판위 실리콘 나노 와이어 성장에 따른 광학적 특성 및 XRD 분석 결과 또한 논의 하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.387-387
• /
• 2011

탄소 나노튜브(Carbon nanotubes, CNTs)는 육각형 모양의 구조로서 오직 탄소만으로 이루어진 소재이다. CNT는 열전도율이 다이아몬드보다 약 2배 우수하고, 전기 전도는 구리에 비해 1,000배 높으며, 강도는 강철보다 100배나 뛰어나다. CNT의 이러한 특성을 이용한 트랜지스터, 태양전지, 가스 검출을 위한 고감도 센서, 나노 섬유, 고분자-탄소나노튜브 고기능 복합체 등 많은 분야에서 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 수직으로 성장된 탄소 나노튜브는 일반적인 재료에서는 보기 드물게 힘들게 직경이 나노 크기인 반면 길이는 수 mm까지 합성 되기 때문에 앞서 언급한 분야로의 활용이 더욱 유리하며, 그 중에서도 나노 섬유, 나노 복합체로서의 활용에 극히 유용하다. 이러한 이유로 수직 배열된 CNT 합성에 많은 연구가 집중 되고 있다. 여러 합성 방법 중 성장 변수를 비교적 용이하게 조절 가능한 열 화학 기상 증착법(Thermal chemical vapor deposition, TCVD)을 이용하여 수직 배열된 수 mm의 CNT를 합성한 연구 결과들이 보고된 바 있다. 그러나 앞선 연구결과들은 CNT의 성장속도가 느릴 뿐만 아니라 합성 시간이 길어질수록 성장 속도가 감소하는 경향을 보였다. 반면, 마이크로웨이브 플라즈마 화학 기상 증착법(Microwave plasma CVD, MPCVD)은 기존의 다른 TCVD에 비해 낮은 온도에서 CNT를 합성할 수 있는 장점을 가지며, 고출력(~600 W 이상)의 플라즈마를 사용하기 때문에 성장률이 높고 고밀도의 CNT 합성이 가능하다. 본 연구에서는 철을 촉매금속으로 사용하고 MPCVD을 이용하여 얇은 다중벽 CNT를 합성하였다. 철은 직류 마그네트론 스퍼터(D.C magnetron sputter)를 사용하여 증착하였다. 합성시 가스는 탄소 공급원인 메탄($CH_4$)과 함께 플라즈마 공급원인 수소($H_2$)를 사용하였다. 또한 산소($O_2$)의 주입 여부에 따른 CNT의 성장 속도와 성장 길이를 비교하였다. 산소를 주입하였을 때, CNT의 성장 속도와 길이 모두 크게 향상됨을 확인 할 수 있었다. 이는 촉매금속 표면의 비정질 탄소의 흡착으로 인해 활성화된 촉매금속의 반응시간을 증가시키기 때문이다. 성장된 CNT는 주사전자 현미경(Scanning Electron Microscopy, SEM)과 라만 분광법(Raman spectroscopy)을 통해 표면형상과 결정성을 분석하였다.

• KSBB Journal
• /
• 제22권6호
• /
• pp.433-437
• /
• 2007

본 연구에서는 나노임프린트 리소그래피를 이용하여 500 nm line, 600 nm pore, $1{\mu}m$ pore, $2.5{\mu}m$ pore의 마이크로 수준에서 나노 수준에 이르는 다양한 크기와 모양의 nanopore 형태 패턴을 제작하였다. Thermal imprint 방식과 달리 상온, 저압에서 임프린팅이 가능하며 사용되는 스탬프의 수명을 늘리고 보다 미세하고 복잡한 형태의 패턴을 제작할 수 있는 UV-assisted imprint 방식을 사용하였다. E-beam lithography로 패턴을 각인한 quartz소재의 스탬프를 사용하였으며 스탬프의 재질이 투명하여 UV 조사시 UV curable resin이 경화될 수 있도록 하였다. 또한 스탬프의 표면을 (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) trichlorosilane의 monolayer 층으로 미리 코팅하여 임프린트 후 스탬프와 기판과의 releasing을 쉽게함과 동시에 패턴의 일부가 스탬프에 묻어 나와 전사된 패턴에 defect가 없도록 하였다. 또한, gold를 미리 증착하여 임프린팅함으로써 lift-off 시에 필요한 hi-layer 층이 필요 없게 되어 산소 플라즈마를 이용한 에칭이 더욱 쉽고 lift-off 공정이 생략될 수 있도록 하였다. 나노임프린트 공정에 있어 가장 큰 문제점은 잔여층의 생성이며 이러한 잔여층을 제거하고자 산소 플라즈마 에칭을 하였다. 에칭공정을 통해 gold의 표면이 완전히 드러났으며 산소 플라즈마를 통해 gold의 표면이 친수성으로 바뀌어 추후 단백질 고정화를 더욱 쉽게 하였다. 그리하여 나노임프린트 기술을 이용해 나노크기의 바이오소자 제작을 가능하게 하였다.

• 대한소아치과학회지
• /
• 제32권2호
• /
• pp.284-292
• /
• 2005

본 연구에서는 치과용 복합레진의 중합률에 영향을 미치는 다양한 광원인 할로겐, 플라즈마, LED를 사용하여 임상에서 사용하는 여러 치면열구전색제들을 중합 시, 이로부터 용리되는 미반응 모노머들을 확인하고 정량화하고자 하였다. 5가지의 광중합형 치면열구전색제를 각각의 광원에 따라 중합한 시편을 제작하여 3차 증류수에 넣은 후 바로 용리시킨 액을 0시간으로 하고 $37^{\circ}C$ 항온수조에서 10분, 1시간, 12시간, 24시간 보관한 후 각각의 용리액을 고성능 액체 크로마토그래피를 이용하여 미반응 모노머의 정성 및 정량 분석을 시행하였고, 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 표준 모노머들의 분리시간은 BPA 2.3분, TEGDMA 3.2분, UDMA 5.6분, Bis-GMA 6.5분, Bis-DMA 10.4분이었다. 2. 모든 치면열구전색제에서 TEGDMA를 제외한 어떠한 모노머들도 용리되지 않았다. 3. 저장 12시간까지 대부분의 TEGDMA가 용리되었으며, 이후부터는 그 양이 현저히 줄어드는 양상을 보였다. 4. 최소권장중합 시간인 할로겐 20초, 플라즈마 3초, LED 10초 중합 시 TEGDMA의 용리량은 할로겐, LED, 플라즈마 순으로 적었다. 5. 모든 중합기에서 Pit & Fissure $Sealant^{TM}$의 용리량이 가장 적었으며, 할로겐 중합시 $Helioseal^{(R)}$ F가, 플라즈마 아크중합 시 $Concise^{TM}$가, LED 중합 시 $Teethmate^{(R)}$ F-1이 가장 많은 용리량을 보였다.

• 한국대기환경학회지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.727-733
• /
• 2007

In this study, a newly developed biotrickling system, combined with a non-thermal plasma reactor, was investigated to effectively treat gaseous contaminants such as VOCs (Volatile Organic Compounds). Three kinds of non-thermal plasmas (NTPs) such as a rod type dielectric barrier discharge (DBD) plasma, a packed bead type DBD plasma and a gliding arc (GA) plasma, were tested and compared in terms of power consumption. The rod type DBD plasma was selected as one for integration with biotrickling system due to its relatively high VOC removal efficiency, low power consumption and low pressure drop. Toluene and xylene as representatives of VOCs were used as test gases. The experiment results showed that the efficiency of biotrickling system was especially very low at the high gas concentration and high flow rate and the removal efficiencies of VOCs were considerably enhanced in the biotrickling system, when the DBD plasma was worked in front of that even at the high gas concentration and high flow rate.

• 대한소아치과학회지
• /
• 제31권3호
• /
• pp.421-430
• /
• 2004

본 연구에서는 기존의 할로겐 광과 보다 강한 강도와 짧은 조사시간을 갖는 아르곤 레이저와 플라즈마 광의 광중합도를 평가하기 위해 많은 양의 TEGDMA를 용출하는 치면열구전색제를 실험재료로 이용하여 각각의 중합시간과 용출시간에 따른 미반응 TEGDMA의 양을 측정, 비교 분석하여 중합도를 평가하였다. 광원에 따른 중합시간 당 각각 10개의 시편을 제작하여 3차 증류수에 넣은 후 바로 용출시킨 액을 0시간으로 하고 $37^{\circ}C$ 항 온기에서 10분, 1시간, 12시간, 24시간 동안 용출시켰다. 각 용출액의 $20{\mu}l$를 역상 크로마토그래피(RP-HPLC)에 적용시켜 미반응 모노머의 시간경과에 따른 용출양을 측정하였다. 이상의 실험을 통해 얻은 결과는 다음과 같다. 1 할로겐 광은 중합시간이 증가할수록 TEGDMA의 초기 용출량 감소를 보였다(p>0.05). 2. 플라즈마 광은 6초, 9초로 중합한 군에서는 TEGDMA의 용출량의 차이를 보이지 않았으나, 3초 중합 군에서는 6초와 9초 중합 군보다 초기 용출량이 크게 나타났다(p<0.05). 3. 아르곤 레이저는 전반적으로 할로겐 광과 플라즈마 광보다 TEGDMA의 초기 용출량이 컸으며 조사시간이 증가할수록 용출량은 감소되었다(p<0.05). 4. 광원의 제조회사에서 권장하는 최소 중합시간인 할로겐 광 20초, 플라즈마 광 3초, 아르곤 레이저 5초로 조사시 TEGDMA의 용출량은 할로겐 광, 플라즈마 광 아르곤 레이저 순으로 용출량이 적었다(p>0.05). 5. 제조회사의 권장 중합시간인 할로겐 광 40초, 플라즈마 광 6초, 아르곤 레이저 10초 조사시 할로겐 광 40초와 플라즈마 광의 6초의 TEGDMA의 용출량은 아르곤 레이저 보다 낮게 나타났다(p>0.05). 6. 권장시간 이상인 할로겐 광 60초와 플라즈마 광 9초, 아르곤 레이저 20초 중합시 나타나는 TEGDMA의 용출량 간에는 유의 할만한 차이가 없었다(p>0.05).

• 공업화학
• /
• 제29권4호
• /
• pp.479-483
• /
• 2018

본 연구진은 선행 연구를 통하여 R-22 ($CHClF_2$) 폐냉매를 질소 열플라즈마 시스템을 이용하여 열분해공정에 관하여 보고한 바 있다. 하지만 해당 공정에서 열분해를 거쳐 발생된 폐수 중 불소이온이 고농도로 존재한다는 문제점이 제기되었다. 본 연구는 폐수 중 불소 이온을 중화하기 위한 추가 후단처리 공정에 관한 연구이다. 선행 연구와 동일한 공정을 통해 R-22의 열분해를 수행하여 발생한 폐수를 대기압 플라즈마를 이용하여 처리하였으며, 이를 물과 중화제인 $Ca(OH)_2$ 용액으로 후단 처리한 것과 비교하여 폐수 중 $F^-$ 이온의 농도 변화를 확인하였다. 물만 사용하여 중화한 경우 폐수 중 불소이온 농도가 가장 높았으며 중화액을 살포하거나 대기압 플라즈마로 추가로 후처리를 수행한 경우 폐수 중 불소이온 농도가 현저하게 감소하는 것이 확인되었다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
• /
• 한국우주과학회 2007년도 한국우주과학회보 제16권2호
• /
• pp.139-143
• /
• 2007

전기 추진시스템은 저렴한 개발비와 높은 신뢰성을 제공하는 추진 장치로 많은 분야에서 응용 되어 왔다. 특히 최근에 발사된 SMART-1과 MUSES-C는 우리에게 시사하는 바가 크다. 각각 European Space Agency(ESA)와 Japan Aerospace Exploration Agency(JAXA)에서 개발한 행성 탐사선으로, SMART-1은 달 탐사를 목적으로 하고 MUSES-C는 소행성 Itokawa의 토양을 채취해오는 것을 목적으로 한다. 이 두 탐사선에는 각각 Hall effect thruster와 Micro wave ion engine이 탑재되었는데, 작고 저렴한 비용의 탐사선을 이용해서 충분히 행성 탐사가 가능하다는 좋은 선례를 남겼다. 현재 개발되고 있는 과학기술위성 3호(STSAT-3)에도 전기추진 장치가 탑재되는데, SMART-1에 탑재 되었던 것과 유사한 Hall effect thruster가 인공위성 연구센터와 KAIST 물리학과의 GDPL과 공동으로 개발되고 있다. 성능이 좋은 전기 추력 장치를 개발하기 위해 추력기 내부에서 발생하는 플라즈마의 물리적 특성을 파악하는 것은 매우 중요한 일이다. 이 논문에서는 이러한 플라즈마의 특성을 모사하는 방법으로 Particle In Cell 모사와 더불어 독립적인 개개 입자의 운동을 기술하는 입자모사(particle simulation)를 이용하는 방법을 제시 하고자 한다. 이러한 접근 방법은 실제 전기추력장치를 설계하고 실험하는 담당자에게 플라즈마 운동에 대한 명료한 지식을 제공해 줄 수 있을 것으로 생각된다.