• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.1020-1026
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• 2011

천안시 대기 입자 중 수용성 이온성분의 특성을 분석한 결과, 양이온은 $Na^+$과 $NH_4^+$이, 음이온은 $NO_3^-$와 $SO_4^{2-}$이 조대입자와 미세입자에서 모두 주요한 이온성분으로 조사되었다. 분석된 수용성 이온성분의 농도는 미세입자가 조대입자보다 높은 농도로 나타났으며, 겨울과 봄철에 높은 농도를, 여름철에 가장 낮은 농도를 나타냈다. 총 수용성 이온 성분은 전체 입자의 질량 중 조대입자에서는 계절별로 봄 24.4%, 여름 33.2%, 가을 40.7%, 겨울 39.6%를, 미세입자에서는 각각 43.0%, 59.7%, 55.4%, 53.2%를 차지하는 것으로 분석되어, 조대입자 보다는 미세입자에서 차지하는 비율이 컸으며, 다른 계절보다는 봄철에 낮은 비율을 나타냈다. 이들 수용성 이온성분의 요인분석을 수행한 결과 조대입자는 2개의 요인이, 미세입자는 4개의 요인이 추출되었다. 이로부터 조대입자의 경우 자연적 배출원으로 부터의 기여가 70.03%로, 미세입자의 경우 인위적 배출원으로 부터의 기여가 66.01%로 추정되었다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.335-336
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• 2000

도시 대기는 복잡한 성분을 가진 입자상 물질로 이루어져 있는데, 검댕 입자나 비산재(fly ash)등과 같이 일차오염물질과 복잡한 대기 화학반응에 의해 생성되는 이차오염물질이 혼재하고 있기 때문이다. 도시 대기 중의 입자상 물질은 대부분 황산염, 질산염, 암모늄염 입자상 물질과 유기 입자들로 구성되어 있는데, 탄소 입자는 도시의 미세 입자 중 거의 반 정도를 차지한다. (Ro et. el., 2000) 본 연구에서는 서울 대기에서의 입자상 물질에 대한 분석을 EPMA(Electron Probe X-ray Microanalysis)를 이용한 단일 입자 분석법(Single Particle Analysis)을 가지고 행하였다. (중략)

• 대한바이러스학회지
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• 제26권1호
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• pp.107-114
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• 1996

본 연구는 인간면역결핍바이러스의 입자를 비이온성 계면활성제로 처리할 때 바이러스 입자구조에서 분리되어 방출되는 바이러스 구조단백질들의 분포를 sucrose gradient로 분석하여, 바이러스 입자를 구성하는 바이러스 구조단백질과 바이러스입자의 생물리학적 특성을 연구하였다. 바이러스입자들을 0.16% NP40 (Nonidet P-40)으로 처리할 때, 바이러스 capsid 단백질과 바이러스 막 단백질 (membrance protein)들은 다른 바이러스 구성성분들과 잘 분리되었다. 계면활성제처리에서 방출되지 않은 구성 성분들은 matrix 단백질, nucleocapsid 단백질, reverse transcriptase, integrase 및 바이러스 RNA genome로써, 이들은 subviral 구조를 형성한다. 이러한 결과는 상대적으로 다른 바이러스들의 capsid 단백질과 면역 결핍 바이러스의 capsid 단백질 (p24)를 비교할 때, 면역결핍바이러스의 capsid 단백질은 바이러스핵을 형성할 때, capsid 단백질 사이의 결합력이 매우 약한 것으로 추정된다. 또한 바이러스 조절단백질의 하나인 vpr 단백질을 함유하는 바이러스입자를 NP40 처리하여 분석하였을 때, vpr 단백질은 subviral 구조에 존재하는 것으로 나타났다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.320-321
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• 2003

대기중에 존재하는 입자상물질은 광범위한 입경역에 걸쳐서 다종다양한 미량화학성분으로 구성되는 분산체이고, 그 성상은 공간적으로도 시간적으로도 크게 변동한다. 입자상 물질의 화학분석법은 발생원 동정을 위한 자료로 적합하며 일반적으로는 습식의 파괴적인 원소분석으로 하는 경우가 많다. 일반적으로 화학적 분석법은 개별입자의 정보가 무시되며 필터에 포집된 bulk 시료에 의한 분석이 진행되므로 장시간 포집에 의한 단시간의 시간변동과 개개의 입자가 가지는 정보가 무시되고 평균화 되어버린다. (중략)

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.149-149
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• 2013

반도체 공정 및 디스플레이 공정에서 발생하는 오염입자는 공정 불량을 일으키는 가장 큰 인 중의 하나이며, 수십 나노에서 수 백 나노의 크기를 갖는다. 최근 반도체 산업이 발전함에 따라 회로의 선폭이 점차 감소하고 있으며 오염입자의 임계 직경(critical diameter) 또한 작아지고 있다. 또한 디스플레이 산업에서는 패널이 대형화되고 공정이 발달함에 따라 입자에 의한 패널 오염이 이슈가 되고 있는 실정이다. 현재 반도체 및 디스플레이 산업에서 사용되는 측정방법으로는 레이저를 이용하여 공정 후 표면에 남아있는 오염입자를 측정하는 ex-situ 방법이 주를 이루고 있다. Ex-situ 방법을 이용한 오염입자의 제어는 웨이퍼 전체를 측정할 수 없을 뿐만 아니라 실시간 측정이 불가능하기 때문에 공정 모니터링 장비로 사용이 어려우며 오염입자와 공정 간의 상관관계 파악에도 많은 제약이 따르게 된다. 이에 따라 저압에서 in-situ 방법을 이용한 실시간 오염입자 측정 기술 개발이 요구되고 있다. 또한 입자의 크기 뿐 아니라 성분과 형상까지 측정할 수 있는 장치의 개발 요구가 높아지고 있는 실정이다. 이를 위해 입자의 크기 및 분포를 측정할 수 있는 Particle Beam Mass Spectrometer (PBMS)와 형상을 측정할 수 있는 Scanning Electron Microscope (SEM)의 기능을 통합하여 실시간으로 나노입자의 복합특성(크기, 성분, 형상)을 측정할 수 있는 장치를 개발하였다. 또한 기존 장치들의 문제점 중 하나가 실시간으로 교정이 불가능하다는 것이었는데 이 장치의 경우 실시간으로 측정되는 결과의 조합으로 실시간 교정까지도 가능한 장점을 가지고 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.91-91
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• 2015

반도체 공정의 발전에 의해 최근 생산되는 메모리 등은 십 수 나노미터까지 좁아진 선 폭을 갖게 되었다. 이러한 이유로, 기존에는 큰 문제를 발생시키지 않던 나노미터 영역의 입자들이 박막 증착 공정과 같은 반도체 제조공정 수율을 저감시키게 되었다. 따라서 오염입자의 유입을 막거나 제어하기 위해 transmission electron microscopy (TEM)나 scanning electron microscopy (SEM)과 같은 전자현미경을 활용한 비 실시간 입자 측정 방법 및 광원을 이용하는 in-situ particle monitor (ISPM) 및 전기적 이동도를 이용한 scanning mobility particle sizer (SMPS) 등 다양한 원리를 이용한 실시간 입자 측정방법이 현재 사용중에 있다. 이 중 진공 내 입자의 수농도를 측정하기 위해 개발된 particle beam mass spectrometer (PBMS) 기술은 박막 증착 공정 등 chemical vapor deposition (CVD) 방법을 이용하는 진공공정에서 활용 가능하여 개발이 진행되어 왔다. 본 연구에서는 PBMS의 한계점인 입자 밀도, 형상 등의 특성분석이 용이하도록 PBMS와 scanning electron microscopy (SEM), 그리고 energy dispersive spectroscopy (EDS) 기술을 결합하여 입자의 직경별 개수농도, 각 입자의 형상 및 성분을 함께 측정 가능하도록 하였다. 협소한 반도체 제조공정 내부 공간에 적용 가능하도록 기존 PBMS 대비 크기 또한 소형화 하였다. 각 구성요소인 공기역학 집속렌즈, electron gun, 편향판, 그리고 패러데이 컵의 설치 및 물리적인 교정을 진행한 후 입자발생장치를 통해 발생시킨 sodium chloride 입자를 상압 입자 측정 및 분류장치인 SMPS 장치를 이용하여 크기별로 분류시켜 압력차를 통해 PBMS로 유입시켜 측정을 진행하였다. 나노입자의 입경분포, 형상 및 성분을 측정결과를 토대로 장치의 측정정확도를 교정하였다. 교정된 장치를 이용하여 실제 박막 증착공정 챔버의 배기라인에서 발생하는 입자의 수농도, 형상 및 성분의 복합특성 측정이 가능하였으며, 최종적으로 실제 공정에 적용가능하도록 장치 교정을 완료하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.70.2-70.2
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• 2015

현재 반도체 및 디스플레이이 공정 분야는 1 um 이상의 입자에서부터 10 nm이하 크기의 오염입자를 제어해야 한다. 현재 오염원인을 파악하기 위해서 사용하는 방법은 공정 완료 후 대상물(웨이퍼 및 글래스)을 CD-SEM (Critical Dimension Scanning Electron Microscope)와 같은 첨단 분석장비를 사용하여 사후 (Ex-situ) 진행하고 있다. 이러한 방법은 오염원이 이미 공정 대상물을 오염시키고 난 후 그 원인을 분석하는 방법으로 그 원인을 찾기가 어려울 뿐만 아니라, 최근 공정관리가 공정 진행 중(In-situ) 행해져야 하는 추세로 봤을 때 합당한 방법이라 할 수 없다. 이를 해결하기 위해 진공공정 중 레이저를 이용하여 측정하고자 하는 여러 시도들이 있었지만, 여전히 긍정적인 답변을 보여주지 못하고 있다. 본 발표에서 소개하는 PCDS (Particle Characteristic Diagonosis System)은 PBMS (Particle Beam Mass Spectrometer)와 SEM (Scanning Electron Microscope), 그리고 EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)를 통합하여 만든 시스템으로 진공공정 중 (In-situ) 챔버 내부에서 발생하고 있는 입자의 크기 분포, 입자의 형상, 그리고 입자의 성분을 실시간으로 분석할 수 있는 방법을 제공한다. 이러한 방법 (PCDS)에 대한 개념과 원리, 그리고 현재까지 개발된 단계에서 얻어진 결과에 대해 소개할 것이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.293-299
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• 2022

본 연구에서는 도로변 미세먼지 내 타이어와 도로 마모입자의 정량화 분석과 타이어와 도로 마모입자 내 타이어 및 도로 성분 비율을 확인하기 위한 연구를 수행하였다. 이에 시간당 1,300여대 교통량을 갖는 충청남도 지자체중에서 C도시의 종합버스터미널 부근 정류장의 경계석 6곳에서 먼지 샘플을 채집하였다. 채집된 먼지 샘플 1,000 g에 대해 크기와 밀도 분리 수행한 결과 미세먼지 샘플 24 g과 타이어와 도로 마모입자 약 0.05 g이 분리되었다. 즉, 도로변 미세먼지에는 타이어와 도로 마모입자가 약 0.21 % 존재하는 것으로 분석되었다. 분리된 타이어와 도로 마모입자에 대해 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 형상을 분석한 결과 지우개가루 형상이 관찰되었다. 또한, 도로변 미세먼지 내 존재하는 타이어와 도로 마모입자는 자동차 주행 중 타이어와 도로간 마찰에 의해 생성되어 도로변으로 분산되었기 때문에 열중량분석기(TGA)와 가스크로마토 질량분석기(GC/MS)를 이용하여 성분 분석을 수행하였다. 정량화 계산식을 통해 성분에 대한 타이어 및 도로 성분 비율을 도출한 결과 약 3:7로 분석되었다. 본 연구는 도로변 미세먼지 발생원의 구성원과 함량 분석을 위해 객관적이고 신뢰도 높은 분석 기법을 제시하였다. 추후, 도로건설과 타이어 소재의 미세먼지 저감 기술 확보와 개선 방안 확보를 위한 선행적 기초 연구로써 활용되기를 기대하고 지속적으로 더 많은 지역과 샘플 분석에 대한 통계 데이터를 확보하여 신뢰도 높은 연구를 수행하고자 한다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권10호
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• pp.1881-1891
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• 2000

석탄화력 발전소에서 석탄이 연소되면서 생성된 석탄회 중 Cenosphere는 속이 비어 있거나 미세 입자들로 채워져 있고 입자의 크기가 큰 구형의 입자로 물에 부유할 정도로 비중이 작을뿐만 아니라 입자의 벽면에 유리질 성분이 많은 입자이다. 본 연구는 Cenosphere 입자에 대한 형성메카니즘을 분석하여 형태적, 물리적, 화학적 특성을 파악하였다. Cenosphere는 석탄이 연소하면서 입자의 내부에서 발생된 가스가 밖으로 방출되면서 형성되기 때문에 입자가 부풀어져 크게 되고 가스의 분출로 입자의 표변에 구멍이 발생하며 알루미노실리케이트 (Aluminosilicate) 성분에 의해 형성된 기포가 용융표면층에 부착되어 Cenosphere내부에 미세 입자들을 형성한다. 이와 같온 입자의 형성메카니즘 특성 때문에 분말성이 좋으면서 가볍고 큰 입자를 형성한다. Cenosphere의 입도분포는 $100{\sim}200{\mu}m$에 집중된 Single Modal로 질량중앙직경은 $123.11{\mu}m$이고 비중은 $0.67g/cm^3$, 분말도는 $1,135g/cm^3$으로 분석되었다. 또한 Cenosphere의 입자를 구성하는 성분 중 $SiO_2$는 59.17%, $Al_2O_3$는 30.16%로 전체의 89.33%를 차지하고 있고 있어 알루미노실리케이트 성분, 즉 유리질 성분이 높아 열절연성이 뛰어나다. 따라서 Cenosphere 입자를 실리카 바인더로 입자를 결합하면 다양한 온도에서 사용할 수 있는 우수한 열절연체를 만들 수 있어 재활용 원료로 활용이 가능하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.1782-1786
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• 2008

천안시 대기 입자 중 원소 성분의 분포 특성을 파악하기 위해, Cascade Impactor를 장착한 High Volume Air Sampler를 이용하여 대기 입자를 미세입자와 조대입자로 나누어 채취한 후, ICP를 이용하여 16개 원소의 농도를 측정하였다. 측정된 미세입자와 조대입자의 총 질량농도는 각각 평균 33.23, $20.66{\mu}g/m3$ 이었으며, 이 중 총 원소농도는 각각 1.27, $1.71{\mu}g/m3$으로, 전체 질량의 3.8%와 8.3%를 차지하여 조대입자에 원소성분이 상대적으로 많이 분포함을 나타냈다. 미세입자와 조대입자 모두 Fe, Al, Ti이 가장 높은 농도를 나나내는 원소였으며 Pb는 총 농도가 84.55ng/m3으로 국내 기준치를 만족하였다. Al을 기준원소로 분석한 Sc, Cr, Cu, Zn, As, Se, Sn, Pb의 농축계수가 미세입자에서 1,000이상을 나타냈는데, 이는 천안시 미세입자에 포함된 원소 성분의 주요 배출원이 인위적 배출원임을 시사한다.