• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.133-133
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• 2010

중성입자빔 입사장치(neutral beam injection, NBI)의 중성빔 에너지 효율은 이온원의 수소 이온밀도 분율이 결정한다. 이온원에서 만들어진 $H^+$, $H_2^+$ 그리고 ${H_3}^+$는 중성화 과정(neutralization) 중 해리(dissociation) 때문에 각각 입사 에너지의 1, 1/2 그리고 1/3을 가진 중성입자가 된다. 중성빔 에너지 효율 제고하기 위해서는 이온원의 전체 이온 중 단원자 수소 이온 밀도 증가가 필요하다. 유도결합형 수소 플라즈마 이온원에서 RF 안테나 주파수에 따른 플라즈마 밀도와 단원자 수소 이온 밀도 비율 변화를 관찰하였다. RF 플라즈마에서 가스 압력이 결정하는 전자의 운동량 전달 충돌 주파수 대비 높은 RF 안테나 주파수(13.56 MHz)와 낮은 RF 안테나 주파수(수백 kHz)의 전력을 인가하였으며, Langmuir 탐침, 안테나 V-I 측정기 그리고 QMS(quadrupole mass spectrometer)을 이용하여 플라즈마 특성을 진단하였다. 플라즈마 밀도와 수소 이온 밀도 분율은 플라즈마 가열 메커니즘과 수소 플라즈마 내 반응 메커니즘에 의해 결정된다. 플라즈마 가열 메커니즘에 따른 실험 결과에 대한 RF 안테나 주파수 효과는 플라즈마 트랜스포머 회로 모델을 통해 해석하였으며, 수소 플라즈마 내 반응은 0-D 정상 상태의 입자 및 전력 평형 방정식 결과로 해석하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.4 no.4
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• pp.417-424
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• 1995

전자 회전 공명 플라즈마 발생 장치에서 CF4를 방전시켰을 때 각종 플루오로카본 래디칼의 절대적, 상대적 밀도 변화를 수소 철가율, 동작 압력 그리고 축방향에 따라 appearace mass spectrometry(AMS)를 통해 조사하였으며, 플루오린 원자의 상대적 밀도 변화가 actinometry법에 의해 조사되었다. 수소첨가에 따른 CF2 래디칼의 거동을 actinometry와 AMS로 살펴보았을 때 서로 일치하는 경향을 얻었으며 마이크로웨이브전력 500W, 압력 7.5mTorr에서 CF3와 CF2 래디칼의 밀도가 CF에 비해 높았으며 각각 2X1013/㎤, 1X1013/㎤의 값을 가졌다. 수소를 첨가함에 따라 플루오린 원자와 CF3의 밀도는 감소하는 반면 CF2와 CF의 밀도는 현저히 증가하여 수소가 40% 첨가된 경우 CF2의 밀도가 CF3보다 커짐을 확인하였다. 또한, CF2가 증가하면서 C2F4의 존재가 확인되었으며, 수소가 30% 첨가된 경우 축방향을 따라 C2F4래디캄만이 증가하였고 플루오린 원자는 감소하는 반면 다른 CFx(x=1~3)래디칼은 거의 변화가 없었다. 이러한 실험 결과를 토대로 CF4+H2 플라즈마를 이용한 산화막 식각 특성이 설명되었다.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.16 no.3
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• pp.253-261
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• 2005

석유 연료 고갈 해결 및 온실 효과 가스 배풀 저감을 위한 방안으로 제시되는 수소는 다양한 에너지 저장체로 사용되어 질 수 있으나 안전성에 대한 연구가 요구되어진다. 따라서, 일반적인 저장 형태인 고압 저장 탱크에서 누출이 되었을 경우 분사되는 수소의 거동에 대한 연구가 이루어져야하며 이를 바탕으로 한 보완책이 제시되어야 한다. 이번 연구에서는 누설 시 확산되는 수소의 밀도를 실제 거동과 유사한 3차원 컴퓨터 영상장으로 합성한 후 ART(algebraic reconstruction technique) 및 MART(multiplicative ART)를 기반으로 한 3차원 디지털 스페클 토모그래피 기법을 개발하여 재건하고 분석하였다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.29 no.6
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• pp.239-244
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• 2019

Two hydrogenation surface modifications, namely hydrogen atmosphere heat treatment and hydrogen plasma treatment, were found to lead to improved dispersion of nanodiamond (ND) seed particles and enhanced nucleation density for deposition of smooth ultrananocrystalline diamond (UNCD) film. After hydrogenation, the C-O and O-H surface functionalities on the surface of nanodiamond particles were converted to the C-H surface functionalities, and the Zeta potential was increased. As the degree of dispersion was improved, the size of nanodiamond aggregates decreased significantly and nucleation density increased dramatically. After hydrogen heat treatment at 600℃, average size of ND particles was greatly reduced from 3.5 ㎛ to 34.5 nm and a very high nucleation of ~3.9 × 10¹¹ nuclei/㎠ was obtained for the seeded Si surface.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.25 no.6
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• pp.602-608
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• 2014

The sequence of bond overlap population of metal hydrogen binding is in Al-H > Fe-H > Zr-H > V-H. This results shows the binding energy of Al-H is the biggest in this metals (Al, Fe, Zr, and V) and hydrogen interaction. The Vanadium-hydrogen binding shows the weakest binding energy compared to other metals and it causes easy hydrogen desorption from the corresponding metals. The net charge of Al-H show the biggest value of 0.2248 and the severe localizations of electrons around aluminum and imply strongest covalent binding nature in these metals. This study is applicable to the purification of hydrogen in other bulk gas.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.25 no.3
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• pp.234-239
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• 2014

To study catalytic activity and hydrogen embrittlement of Pd, Pt, Ni, and Cr in fuel cell electrode, we used density-functional theory. The calculation tools based electron density give much shorter calculation time and cheap costs. Maximum of bond overlap populations of each metal are 0.6539eV for Pd-H, 0.6711eV for Pt-H, 0.6323eV for Ni-H, 0.6152eV for Cr-H. Electron density of Cr has strongest in related metals, which shows strong localization of electron, implying anti hydrogen embrittlement behaviors.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.278-278
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• 2011

수소 중성입자빔을 이용한 silicon etching은 기존의 silicon etching 공정 가스(Fluorine이나 Chlorine 계열의 가스) 사용 시 배출되는 유해 가스로 인한 지구 온난화 방지 및 폐기물 처리에 추가적인 비용이 발생하지 않는 친환경 etching 공정이다. 본 연구에 사용된 수소 중성입자빔을 발생시키기 위한 플라즈마 소스는 낮은 압력에서 높은 플라즈마 밀도를 발생시킬 수 있는 ECR 플라즈마 소스를 사용하였으며 중성입자빔의 에너지를 조절할 수 있는 중성화판과 플라즈마로부터의 전하손상을 방지할 수 있어 charge free 공정을 가능하게 하는 Limiter로 구성되어 있다. 본 연구에서는 플라즈마 밀도, 공정 압력 그리고, 중성입자빔의 에너지를 조절하여 수소 중성입자빔을 이용한 poly-crystal silicon과 a-Si:H 간의 etch rate와 etching selectivity를 관찰하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.549-549
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• 2013

고전압 펄스 플라즈마를 액체 속에서 발생시켜 수소 스펙트럼의 광학적 특성을 연구하였다. 고전압 펄스 발생 장치인 막스 제네레이터는 용량이 $0.5{\mu}F$인 축전기 5개로 이루어져 있다. 각각의 축전기는 전원 장치를 이용하여 저항을 통해 병렬로 충전되며, 방전 시에는 불꽃 방전 스위치에 의해 동시에 직렬로 연결되어 고전압을 발생시킨다. 따라서, 출력 전압과 전류는 40kV, 3 kA이며 총 에너지는 약 125 J이다. 직육면체 모양의 폴리카보네이트 용기 내부의 양쪽면에는 탐침 모양의 전극이 구성되어 있으며 전극 사이에서 고전압을 가진 플라즈마가 형성된다. 실험에서 액체로는 증류수를 사용하였다. 액체 방전 시 발생하는 수소 스펙트럼을 관측하기 위해 초점거리 30 cm의 monochromator를 이용하였고, 수소 알파선의 656.3 nm와 수소 베타선의 434.1 nm를 관측하였다. 전자 밀도의 측정법으로는 Stark broadening법을 이용하여 측정하였으며, 전자 온도는 Stark profile의 상대적인 전자 밀도의 비를 이용하여 계산하였다. 전자밀도는 실험조건에서 약 $3{\times}10^{15}cm^{-3}$, 전자온도는 약 2.5 eV가 측정되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.56 no.2
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• pp.151-155
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• 2018

Degree of membrane degradation in Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFC) is mainly evaluated by the hydrogen crossover current density. The hydrogen crossover current density is measured by linear sweep voltammetry (LSV), which differs from the DOE protocol and the NEDO protocol. In this study, two protocols were compared during PEMFC operation and accelerated stress test. In the LSV method by the DOE method, the scan rate change affects the hydrogen crossover current density, but the NEDO method does not affect the hydrogen crossover current density. In the course of 15,000 cycles of polymer membrane wet/dry cycle, the DOE method was sensitive to membrane degradation, but the NEDO method was less sensitive to membrane degradation than the DOE method.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.569-569
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• 2012

탄소나노튜브(carbon nanotubes)의 우수한 전기적, 물리적 특성으로 인해 트랜지스터, 태양전지, 고감도 센서, 나노 섬유, 고분자-탄소나노튜브 고기능 복합체 등 다양한 분야에서 이를 응용하려는 노력이 활발히 진행되고 있다. 흥미롭게도 탄소나노튜브는 구조적인 특성 (직경, 밀도, 벽의 수)에 따라 각기 다른 비표면적, 열 전도성, 전기 전도성, 접촉각, 전계방출 특성을 지닌다고 보고되고 있다. 따라서 다양한 분야의 응용을 위해서는 구조적인 특성 제어가 핵심적인 요소라고 할 수 있다. 본 연구에서는 열화학기상증착법(thermal chemical vapor deposition)을 이용하여 수직 정렬된 탄소나노튜브를 합성 하였다. 합성과정에서 압력의 변화가 탄소나노튜브의 밀도와 길이에 큰 영향을 미친다는 것을 확인하였고, 이러한 현상을 이해하기 위해 두 가지의 가능성을 고려하였다. 첫째는 압력의 변화에 따른 촉매의 형성 변화 가능성이며, 둘째는 탄화수소가스의 유입양의 변화에 따른 영향이다. 분석 결과, 동일한 압력에서 탄화수소가스의 부분압을 변화시켜 실험한 결과로부터 탄화수소의 유입양의 변화가 합성된 탄소나노튜브의 밀도에 큰 영향을 미치고 밀도가 높은 경우 길이가 긴 탄소나노튜브가 합성되는 것을 확인할 수 있었다.