• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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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.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 1999년도 춘계종합학술대회
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• pp.389-393
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• 1999

디바이스 효율에 커다란 영향을 미치고 있는 임팩트이온화현상의 정확한 모델이 디바이스 시뮬레이션에 필수적인 요소가 되고 있다. 최근에는 정확한 GaAs 임팩트이온화 모델을 위해 각 에너지 범위에 파라서 7.8과 5.6의 지수를 갖는 수정된 Keldysh 공식이 사용되고 있다. 그러나 이 모델 또한 임팩트이온화의 방향성을 무시한 등방성 모델로서 저에너지에서 이방성을 보이는 임팩트이온화모델로서는 부적합하다. 임팩트이온화율은 낮은 전자에너지에서는 강한 이방성 성질을 나타내는 반면에, 임팩트이온화현상이 자주 발생하는 높은 에너지 범위에서는 등방성이 된다. 임팩트이온화율을 계산하기 위하여 Fermi 황금법칙과 의사 포텐셜방법에 의하여 계산된 full 에너지 밴드구조를 사용하였다. Form factor 및 실험값을 비교하였으며, 방향에 따른 전도대의 에너지 밴드 구조를 <100>, <110>, <111>의 방향에 대하여 조사하였다. 결과적으로, 임팩트이온화의 문턱에너지가 이방성을 갖음을 알 수 있었다. 또한 상대적으로 낮은 에너지 즉, 문턱에너지 근처에서 임팩트이온화율이 더욱 심하게 변화함을 알 수 있다.

• 대한화학회지
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• 제41권3호
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• pp.117-122
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• 1997

전편[Bull. Korean Chem. Soc. 1995, 16, 1015]에 기초하여 중성과 다중 전하를 가진 $C_{60}$이온에 대하여 상대적 안정도, 이온화 에너지 및 화학 반응성을 연구하였다. $C_{60}^{1-}$이 가장 안정하며, 이온화 에너지는 15.31 eV($C_{60}^{2+}$)로부터 -13.01 eV($C_{60}^{6-}$)까지 값을 갖는다. 또한 전하와 이온화 에너지의 상관 관계에서 직선관계가 나타났으며, 전하당 평균 이온화 에너지는 3.15 eV(계산값)와 3.22 eV(상관관계값) 이었다. 양의 전하를 띤 $C_{60}$ 이온의 전하-이동 및 전자-이동 반응은 게스트 분자의 이온화 에너지가 호스트 $C_{60}^{n+}$의 전자 친화도보다 더 낮을 때 일어남을 알 수 있었다. 이때, 이온화 에너지와 전자친화도의 에너지 차이(${\Delta}_{IP-EA}$)가 클 때는 전하-조절 효과에 의하여 전하-이동 반응이 일어나며, 그 에너지 차이가 작을 때는 프론티어-조절 효과에 의하여 전자-이동 반응에 의하여 일어남을 확인하였다.

• 한국진공학회지
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• 제4권4호
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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.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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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.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2000년도 춘계종합학술대회
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• pp.460-464
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• 2000

임팩트이온화현상은 소자의 크기가 점점 작아지면서, 높은 에너지에 있는 hot carrier 전송을 해석하기 위해 매우 중요하므로 소자의 시뮬레이션에 정확한 임팩트이온화모델이 필수적이다. 본 연구에서는 의사포텐셜방법을 사용하여 full 밴드모델을 구하고, 임팩트이온화율은 수정된 Keldysh 공식을 이용하여 유도하였다. 본 연구에서는 GaAs 임팩트이온화의 온도와 전계에 대한 의존특성을 조사하기 위하여 Monte Carlo 시뮬레이터를 제작하여 임팩트이온화계수를 구하였다. 결과적으로, 임팩트이온화계수는 300K에서 실험 값과 잘 일치하였다. 또한 에너지는 전계가 증가할수륵 증가하고, 높은 온도에서는 포논산란의 emission mode가 높기 때문에 에너지가 감소함을 알 수 있었다. 임팩트 이온화의 대수 fitting 함수 식은 온도와 전계에 대해 2차 식으로 표현하였다. 대수 fitting 함수의 오차는 대부분 5%이내에 머물렀다. 그러므로 대수 식으로 표현된 임팩트이온화계수는 온도와 전계에 의존함을 알았고, 온도와 전계에 의존하는 임팩트이온화계수를 구하는데 시간을 절약할 수 있다

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권1호
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• pp.23-29
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• 2019

리튬이온 배터리와 같은 충전식 배터리는 에너지의 저장장치로서 최근의 에너지 이용의 변화에 따라 크게 주목받고 있을 뿐 아니라 실제로 다양한 소형 전기기기 및 전기 자동차의 전기에너지 저장시스템으로 폭넓게 적용되고 있다. 하지만 리튬이온 배터리는 화재나 폭발 등의 위험성이 항상 존재하여 사용의 폭을 제한시키고 있다. 배터리화재가 일반적인 화재와의 다른 특성은 여러 가지가 있지만 그 중에 가연물질이 전해질에서 이온화 되어있다는 특성이다. 본 연구에서는 배터리 화재를 이해하기 위해서 양이온과 전자 등으로 이온화된 메탄 제트화염에서의 연소특성을 실험적으로 관찰하였다. 화염 형상 및 화염안전성은 현재의 실험조건에서는 연료 이온화 효과가 없었고, 제트화염 후류에서 측정한 CO와 NOx의 농도가 이온화연료에서 모두 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 이온화 메탄 연소특성의 파라미터 연구를 위하여 수치해석의 반응기구를 수소첨가의 형태로 단순화하여 이온화연료의 연소특성을 모사할 수 있는지에 대한 모델링 검토를 수행하였다. 연료 이온화의 영향으로 수소의 농도는 증가시키되 반응 후 온도는 일정함을 가정하여 모델링하면 실험결과와 일치하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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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.

• 식품저장과 가공산업
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• 제2권1호
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• pp.71-77
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• 2003

• 한국정보통신학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.697-703
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• 2000

임팩트이온화현상은 소자의 크기가 점점 작아지면서, 높은 에너지에 있는 hot carrier 전송 을 해석하기 위해 매우 중요하므로 소자의 시뮬레이션에 정확한 임팩트이온화모델이 필수적이다. 털 연구에서는 의사포텐셜방법을 사용하여 풀밴드모델을 구하고, 임팩트이온화율은 수정된 Keldysh 공식을 이용하여 유도하였다. 본 연구에서는 Gahs 임팩트이은화의 온도의존특성을 조사하기 위하여 Monte Carlo 시뮬레이터를 제작하여 임팩트이온화계수를 구하였다. 결과적으로, 임팩트이온화계수는 300K에서 실험값과 잘 일치하였다. 또한 에너지는 전계가 증가할수록 증가하고, 높은 온도에서는 포논 산란의 emission mode가 높기 때문에 에너지가 감소함을 알 수 있었다. 임팩트이온화의 대수 fitting 함수 식은 온도와 전계에 대해 2차식으로 표현하였다. 대수 fitting 함수의 오차는 대부분 5%이내에 머물렀다. 그러므로 대수식으로 표현된 임팩트 이온화계수는 온도에 의존함을 알았고, 임팩트이온화계수를 구하는데 시간을 절약할 수 있다.