• 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.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 1999.05a
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• pp.389-393
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• 1999

The exact model of impact ionization events in which has influence on device efficiency, is to be necessary element for device simulation. Recently, a modified Keldysh formula with two set of power exponent of 7.8 and 5.6 is used to simulate carrier transport. This model is, however, not suitable as impact ionization model in low energy range since this ignore direction dependent properties of impact ionization. The impact ionization rate is highly anisotropic at low energy, while it becomes isotropic at higher energy range. Note that impact ionization events frequently occur in high energy range. For calculating impart ionization rate, we use full energy band structure derived from Fermi's golden rule and empirical pseudopotential method. We compare with calculated and experimental value, and investigate direction dependent conduction energy band structure along the direction of <100>, <110> and <111>. We know that the threshold energy of impact ionization is anisotropic and impact ionization rate is very deviated from modified Keldish formula, in relatively low energy range.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.41 no.3
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• pp.117-122
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• 1997

On the basis of our previous paper[Bull. Korean Chem. Soc. 1995, 16, 1015], the relative stability, ionization potential, and chemical reaction of the neutral and multiply charged $C_{60}$n ions(n=3+ to 6-) have been investigated by the semi-empirical MNDO method. $C_{60}^{1-}$ has the highest stability. The ionization potential values of the $C_{60}$ ions range from 15.31 eV of $C_{60}^{2+}$ to -13.01 eV of $C_{60}^{6-}$. These values show a linear relationship according to charges. The average IP per charge is 3.15 eV from our calculations and 3.22 eV from the linear function of IP. A charge- or electron-transfer reaction of $C_{60}^{n+}$ will only occur if the ionization potential of any guest molecule is lower than the electron affinity of the host $C_{60}^{n+}$. If the energy gap between ionization potential and electron affinity, ${\Delta}_{IP-EA}$, is high, charge-transfer reactions arise by the charge-controlled effect. However, if ${\Delta}_{IP-EA}$ is low, electron-transfer reactions arise by the frontier-controlled effect.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.4 no.4
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• pp.425-430
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• 1995

본 연구에서는 Marx Generator와 펄스 형성라인을 결합시켜 만든 VEBA(Versatile Electron Beam Accelerator)장치를 사용하여 아르곤 이온의 에너지를 식각 추적 방법을 써서 측정하였다. 이 장치에서 240kV, 30kA, 60ns의 전자빔이 발생되었다. 이 전자빔이 이극관을 통과하면서 이 때 주입된 아르곤 기체가 이온화되어 아르곤 이온이 얻어진다. 이렇게 형성된 이온은 가상적 음극에 의해 진공 전파관 속으로 가속되고 이를 전자빔과 분리한 후 알루미늄 박막으로 만든 식각 추적판을 때리도록 장치하였다. 이때 아르곤 이온이 뚫고 들어간 알루미늄 박막의 수로부터 이온의 에너지를 구하였다. 이렇게 얻어진 실험값은 이론값과 잘 일치하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.11a
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• pp.54-56
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• 2005

QMS를 이용하여 chlorine based 유도결합 플라즈마 내 이온의 거동에 대한 분석을 하였다. 플라즈마 진단 가스로는 AT 가스에 $BCl_3$을 첨가하였으며 공정 압력을 변화하며 플라즈마 특성 변화를 분석하였다. 가스 혼합비에 따른 이온의 상대적인 밀도 변화에서 소량의 Ar가스의 첨가는 $BCl_3$ 가스의 이온화를 도와 $Cl^+$ 이온이 증가하는 현상을 보이며 Ar과 $BCl_3$의 이온화 에너지의 차이로 인해 $BCl_3$ 가스의 첨가비가 적을 수록, RF Power가 증가하며, 공정 압력이 낮올 수록 이중 피크 구조의 이온 에너지 분포를 확인 할 수 있었으며 이는 이온이 접지 전극에의 도달 시간과 평균 플라즈마 전위의 변화 때문이라고 사료된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2000.05a
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• pp.460-464
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• 2000

As device dimensions are lastly scaled down, impact ionization(I.I.) events are very important to analyze hot carrier transport in high energy region, and the exact model of impact ionization is demanded on device simulation. We calculate full band model by empirical pseudopotential method and the impact ionization rate is derived from modified Keldysh formula. We calculate impact ionization coefficients by full band Monte Carlo simulator to investigate temperature-and field-dependent characteristics of impact ionization for GaAs. Resultly impact ionization coefficients are In good agreement with experimental values at 300k. We know energy is increasing along increasing the field. while energy is decreasing along increasing the temperature since the phonon scattering rates for omission mode are very high at high temperature. The logarithmic fitting function of impact ionization coefficients is described as a second orders function for temperature and field. The residuals of the logarithmic fitting function are mostly within 5%. We know, therefore, logarithm of impact ionization coefficients has quadratic dependence on temperature and field, and we can save time of calculating the temperature- and field-dependent impact ionization coefficients.

• Fire Science and Engineering
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• v.33 no.1
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• pp.23-29
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• 2019

Rechargeable battery such as lithium-ion battery has been noticed as a kinds of the energy storage system in the recent energy utilization and widely used actually in various small electronic equipment and electric vehicles. However, many thermal runaway caused battery accidents occurred recently, which still is obstacle for advanced application of lithium ion battery. One of the main differences to general fires is the existence of ionized electrolyte with electron during combustion. Therefore, we simply simulated the ion addition effects of battery fires by introducing an ionized fuel in jet diffusion flames. When the ionized methane through a corona discharge was used as fuel, the overall flame stability and shape such as flame length showed no significant difference from normal methane flame, but NOx and CO emissions measured at the post flame region decreased. The ion addition effect of methane oxidation was also numerically simulated with the modeling of hydrogen addition in the mixture. It was confirmed that the hydrogen addition at a fixed temperature had a similar effects on ionization of methane and hence could be modeled successfully.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.245.2-245.2
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• 2014

홀 방식 이온빔 소스는 방전 채널 내부에 중성기체 및 전자를 주입하여 플라즈마를 생성하며, 생성된 이온들은 자기장에 의해 구속된 전자들과 양극이 만드는 전기장에 의해 가속되어 이온 빔을 발생시킨다. 홀 방식 이온빔 소스에는 고리형 소스와 원통형 소스가 있으며, 기하학적 구조 및 자기장 구조가 달라 발생되는 이온전류, 가속효율, 연료효율, 이온화 비율 등 플라즈마 특성이 다르다. 특히, 플라즈마의 이온화 비율은 이온빔 소스의 방전 전류 및 연료효율에 영향을 미치며, 다중전하를 띤 이온의 높은 에너지는 채널벽의 침식 문제를 야기하는 등 이온빔의 전하량 분석 연구는 물리적 연구측면 뿐만 아니라 실용적인 측면에서도 매우 중요하다. 원통형 소스의 경우 연료효율이 100% 이상으로, 이온화 효율이 매우 높아 발생되는 이온의 가속효율도 높게 나타난다. 본 연구에서는, 이를 통해 다중이온을 진단할 수 있는 ExB 탐침을 개발하여, 다중이온의 생성 비율과 연료 효율과의 관계를 살펴보았다. 이온전위지연 탐침과 패러데이 탐침을 이용하여 채널 및 자기장 구조에 따른 전류 분포 및 이온에너지분포를 측정하였으며, 이온 빔의 효율 및 플라즈마 특성을 분석하였다.

• Food preservation and processing industry
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• v.2 no.1
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• pp.71-77
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• 2003

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.4 no.3
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• pp.697-703
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• 2000

As device dimensions are lastly scaled down, impact ionization(I.I.) events are very important to analyze hot carrier transport in high energy region, and the exact model of impact ionization is demanded on device simulation. We calculate full band model by empirical pseudopotential method and the impact ionization rate is derived from modified Keldysh formula. We calculate impact ionization coefficients by full band Monte Carlo simulator to investigate temperature dependent characteristics of impact ionization for GaAs as a function of field. Resultly impact ionization coefficients are in good agreement with experimental values at look. We how energy is increasing along increasing the field, while energy is decreasing along increasing the temperature since the phonon scattering rates for emission mode are very high at high temperature. The logarithmic fitting function of impact ionization coefficients is described as a second orders function of temperature and field. The residuals of the logarithmic fitting function are mostly within 5%. We Dow, therefore, the logarithm of impact ionization coefficients has quadratic dependence on temperature, and we can save time of calculating the temperature dependent impact ionization coefncients as a function of field.