• 한국지구과학회지
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• 제27권2호
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• pp.177-187
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• 2006

현재 고등학교 지구과학실험 중 가시화가 어렵고, 재현성이 떨어지는 편서풍 파동장치를 개선한 유체실험장치를 개발하였다. 실험장치는 기존 실험장치의 문제점을 파악하고, 수조내 온도 차이를 명확히 하기 위한 열전도성이 높은 소재로 개발되었으며, 디지털 가시화 장치를 설치하여 기록과 분석을 용이하게 하였다. 그리고 이 장치를 통하여 편서풍파동의 이론적인 상사성과 재현성을 살펴보았다. 본 장치는 감온 액정 시트지를 이용해 유체 흐름의 가시화뿐만 아니라 유체의 온도분포와 상층기류와 하층기압골의 위치관계도 파악할 수 있다. 그리고 본 실험장치에서 재현된 편서풍 파동은 실제 대기의 편서풍 파동과 잘 상사됨을 확인하였으며, 현직 교사들을 대상으로 한 리커드 척도 평가에 의해 편서풍 파동장치의 효율성을 입증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.476-476
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• 2010

유도 결합 플라즈마 (ICP)는 축전 결합 플라즈마 (CCP) 보다 상대적으로 높은 밀도의 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 또한 구조가 간단하고 기존 스퍼터링 장치의 내부에 추가 설치가 용이하며, 스퍼터된 입자의 이온화, 반응성 가스의 활성화를 위한 2차 플라즈마원으로 적용이 가능하다. 그러나 대면적의 고밀도 플라즈마의 균일도 측정은 고가의 2D probe array등을 사용하여야 한다. 본 연구에서는 간단한 CCD camera를 챔버 내부에 삽입하여 가시광 영역의 적분 강도를 이용해서 플라즈마의 2차원적 균일도를 정성적으로 비교 판단하고 시간에 따른 국부적인 이상 방전을 감시할 수 있도록 내장형 무선 카메라를 사용하였다. 직경 380 mm의 챔버 내에 2 turn ICP antenna를 이용하여 유도 결합 플라즈마를 발생시켰다(Ar 30 sccm, 35 mTorr, 2 MHz, 400 W). 내장형 무선 카메라를 챔버 내부 중앙의 ICP antenna에서 8 cm 아래에 위치시켜 플라즈마를 진공 중에서 촬영하였다. 내장형 무선 카메라를 챔버 내부에 위치하여 촬영한 결과 외부에서 view port로 쉽게 확인할 수 없는 ICP antenna 내부의 고밀도 플라즈마의 불균일도를 평가할 수 있었고, ICP antenna 가장자리에서 중심으로 이동할수록 밝아지는 것을 토대로 중심 영역의 plasma 밀도가 가장 높다는 것을 알 수 있었고, 채도와 명도의 차이를 이용하여 시각적인 플라즈마 균일도를 분석하였으며 이를 플라즈마 모델링 기능이 있는 전산 유체 역학 프로그램인 CFD ACE+를 이용하여 플라즈마 분포를 모델링 및 비교하였다. 또한 인라인 타입의 마그네트론 스퍼터링 시스템에서 기판 캐리어에 무선 카메라를 장착하여 이동하면서 캐리어와 마그네트론 방전 공간의 상대적인 위치에 따른 마그네트론 방전링의 형상 변화도 관찰하였다.