• 제목/요약/키워드: 방출분광법

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유도결합플라즈마 공정에서 조건별 플라즈마 방출광 세기 변화에 따른 전자온도의 전기적, 광학적 진단에 관한 연구

  • 이예슬;박혜진;최진우;김우재;황상혁;조태훈;윤명수;권기청
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.215.1-215.1
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    • 2016
  • 플라즈마는 반도체, 디스플레이, 태양전지 등 다양한 산업 분야에 이용된다. 플라즈마 공정 시 수율 향상을 위해 플라즈마를 진단하는 기술이 필요한데, 대표적으로 전자온도가 있다. 반도체 공정의 낮은 압력과 높은 밀도의 플라즈마에서 전자온도는 1~10 eV 정도인데, 0.5 eV정도의 아주 적은 차이로도 공정 결과에 큰 영향을 미친다. 플라즈마의 전자온도를 측정하는 방법은 전기적 탐침 방법인 랑뮤어 탐침(Langmuir Probe)과 와이즈 프로브(Wise Probe)를 이용한 방법, 그리고 광학적 방법인 방출분광법(OES : Optical Emission Spectroscopy)이 있다. 전기적 탐침 방법은 직접 플라즈마 내부에 탐침을 넣기 때문에 불활성 기체를 사용한 공정에서는 잘 작동하지만 건식식각이나 증착에 사용할 경우 탐침의 오염으로 인한 오동작, 공정 시 생성된 샘플에 영향을 줄 수 있다는 단점이 있다. 반면에 방출분광법은 광학적 진단으로, 플라즈마를 사용하는 공정 진행 중에 외부에 광학계를 설치하여 플라즈마에서 발생하는 빛을 광학적으로 분석하기 때문에 공정에 영향을 미치지 않고, 공정 장비에 적용이 쉬운 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 RF Power를 인가한 유도결합플라즈마(ICP : Inductively Coupled Plasma) 공정에서 아르곤 가스와 산소 혼합가스 분압과 인가전압을 변화시켜 플라즈마 방출광 세기 변화에 따른 전자온도를 측정하였다. 전자온도 측정에는 전기적 방법인 랑뮤어 탐침, 와이즈 프로브를 이용한 방법과 광학적 방법인 방출분광법을 사용하여 측정하였으며 이를 비교 분석하였다.

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합성 스펙트럼 해석법과 소형 스펙트로메터를 이용한 Fulcher-α 시스템 해석 및 수소 분자 회전 운동 측정

  • 당정증;정경재;황용석
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.227.1-227.1
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    • 2016
  • 플라즈마 방출광 진단법은 플라즈마에 특별한 영향을 주지 않으면서도 진단 정보를 안정적으로, 지속적으로 취득할 수 있는 우수한 진단 방법이다. 이러한 분광 진단의 신뢰성을 확보하기 위해서는 방출광의 정확한 측정과 해석이 중요하다. 방출광의 측정에 이용되는 분광 장비는 모노크로메터(monochromator)와 소형 스펙트로메터(spectrometer)가 주로 사용된다. 스펙트로메터의 경우 모노크로메터보다 분광 성능은 다소 부족하지만 가볍고 작은 크기로 인해 장비의 설치가 용이하고 가격이 저렴하다는 장점이 있다. 또한 모노크로메터에 비해 분광 성능이 낮은 대신 넓은 범위의 파장을 동시에 측정할 수 있는 장점이 있다. 따라서 스펙트로메터는 플라즈마의 모니터링에 주로 사용된다. 그런데 스펙트로메터의 기기적 선폭 증대(instrumental broadening)보다 조밀하게 위치한 스펙트럼들은 서로 중첩이 일어나 진단이 어려워진다. 특히 분자 띠 스펙트럼(molecular band spectrum)과 같은 경우 선 스펙트럼들이 매우 밀집된 형태를 이루고 있어 범용적인 스펙트로메터로 진단하기가 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 합성 스펙트럼 해석법(synthetic spectrum method)을 이용할 수 있다. 본 연구에서는 수소 플라즈마의 Fulcher-${\alpha}$ 띠 스펙트럼 해석에 합성 스펙트럼법을 적용하여 분자의 회전 온도가 측정 가능한지 확인하고, 고성능의 모노크로메터를 이용한 온도 측정 결과와 서로 비교하였다. 그리고 분자의 진동 상태(vibrational state)가 분자 회전 온도 측정에 미치는 영향과 이에 따른 측정의 한계 등을 제시하였다.

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글로우 방전/방출분광분석법에 의한 주철시료의 분석 (Analysis of Cast Iron by Glow Discharge Emission Spectrometry)

  • 조경행;우진춘;한명섭
    • 분석과학
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    • 제6권3호
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    • pp.297-305
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    • 1993
  • 글로우 방전 방출원을 다색화장치에 연결시켜 개발된 글로우방전/방출분광법으로 탄소의 농도가 수 퍼센트에 이르러 스파크방출분광법으로서는 분석이 곤란한 주철시료를 분석하고 정확성을 검토하고자 하였다. 알곤가스 압력, 전압, 방전시간 등 glow discharge lamp(GDL)의 방전조건을 최적화시키고 이 조건에서 두 종류의 주철 표준시료(BAS, LECO)에 대해 원소별 방출 복사선의 세기와 농도의 상관관계를 조사하였다. Mn, Si, P, S 등 대부분 원소의 검정곡선이 양호한 직선성을 보여 주었고 탄소의 경우에는 표준시료의 종류에 따라 절편과 기울기값이 미소하게 계통적인 차이를 나타내었다.

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플라즈마 분광 진단 기술

  • 문세연
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.94.2-94.2
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    • 2016
  • 플라즈마 분광진단 기술은 기존 프로브와 달리 플라즈마에 섭동을 일으키지 않고, 전자온도, 밀도와 같은 플라즈마의 물리적 특성 진단과 함께 라디컬의 밀도와 같은 플라즈마의 화학적 특성을 진단할 수 있는 기술로 각광을 받고 있다. 본 발표에서는 레이저진단의 고급 진단을 제외한 플라즈마 변수 측정을 위한 플라즈마 방출 스펙트럼을 이용하는 방출분광진단과 흡수 스펙트럼을 이용한 흡수분광 진단에 대한 소개와 함께, 이를 이용한 플라즈마의 전자여기온도, 전자밀도, 전자회전온도, 기체온도 및 중성종의 절대밀도 온도 측정에 대한 기술과 실례를 소개한다.

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Glow Discharge 방출분광법에 의한 Zn-Fe 전기도금강판의 정량분석 (Quantitative Analysis of Zn-Fe Electroplated Steel Sheet by Glow Discharge Spectrometry)

  • 소재춘;정성욱;이도형
    • 분석과학
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    • 제5권1호
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    • pp.73-77
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    • 1992
  • Glow discharge 방출분광법을 이용하여 Zn-Fe 전기도금강판의 도금층을 정량분석하였다. 도금층의 조성 및 부착량에 대한 분석결과를 습식화학분석 결과와 비교하였을 때 두 방법에 의한 결과는 서로 잘 일치하였다.

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레이저 유도 분해 분광법과 라만 분광법을 이용한 우주 광물의 정성 및 정량 분석 기법 (Qualitative and Quantitative Analysis of Space Minerals using Laser-Induced Breakdown Spectroscopy and Raman Spectroscopy)

  • 김동영;여재익
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권6호
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    • pp.519-526
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    • 2018
  • 우주 자원을 분석하기 위해서는 지구로 가져와야 한다는 단점이 있었다. 하지만, 레이저 유도 분해 분광법(Laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS)고 라만 분광법(Raman spectroscopy)을 활용한다면 우주 광물의 실시간 정성 정량적으로 분석이 가능하다. 레이저 유도 분해 분광법은 높은 에너지의 레이저를 물질 표면에 집중시켜 플라즈마를 생성한후, 방출되는 빛을 분광기를 통해 획득하여 원자 구성을 분석하는 분광법이다. 라만 분광법은 레이저를 물질 표면에 조사시켜 산란되는 빛을 측정하여 분자구조를 분석하는 분광법이다. 이 두 가지 분광법은 각각 미지의 광물의 원자 분자를 분석하는 상호보완적인 분광법으로 우주탑재체로서 효율적인 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 주성분 분석법(Principal Component Analysis, PCA)을 활용하여 광물을 정성적으로 분석했다. 또한, 두 가지 광물을 혼합한 시료를 제작하여 구성 성분 비율에 따른 신호 세기로부터 물질의 구성 비율을 예측하는 정량분석을 시행하였다.

Polypyrrole 전극을 이용한 Epinephrine의 도핑과 방출 특성 (Doping and Releasing Characteristics of Epinephrine using Polypyrrole Electrode)

  • 장종현;손지희;김동복;김지홍;황용하;이승기;박정호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.2140-2142
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    • 2004
  • 본 논문은 전기화학 합성으로 형성한 폴리피롤(polypyrrole : PPy) 전극에 신경 전달물질(neurotransmitter)인 에피네프린(epinephrine : Ep)을 치환도핑하여 전압인가에 따른 방출과 자외선 분광법에 의한 검출 결과를 보인다. 폴리피롤 막은 정전압법으로 금 전극에 합성하였고, potassium phosphate buffer(pH 7.0) 내에서 에피네프린을 폴리피롤 막에 치환도핑하였다. 폴리피롤 막에 10mM Ep 농도로 치환도핑한 후 염화나트륨 수용액에서 -0.9V의 환원전압을 인가하여 에피네프린을 방출하였다. 자외선 분광법을 이용하여 파장 250$^{\sim}$400nm 영역에서 방출된 에피네프린 용액의 최대흡광도가 약 0.021 임을 확인하였고 이는 에피네프린 표준용액의 정량선으로부터 16${\mu}$g 이 방출되었음을 의미한다.

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