• 제목/요약/키워드: 전자 방출

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diamond stylus로 MgO 표면을 마모시킬 때 발생되는 전자와 광자 방출에 관한 연구

  • 황도진;김종민;이혜영;박은희;김명원
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.172-172
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    • 2000
  • 진공상태에서 diamond stylus로 MgO 표면을 마모시킬 때 발생되는 photon, electron과 마찰력을 시간의 함수로 동시에 측정하였다. 전자 방출(EE)은 Channeltron electron multiplier로 , 광자 에너지는 Photomultiplier tube를 사용하여 측정하였는데 180~600nm 영역의 photon을 검출하였다. 광자 방출(PhE,) 실험은 공기중에서도 할 수 있으나 전자방출은 1$\times$10-4pa 이하의 진공에서 실험하여 얻었다. 본 실험을 통하여 결정과 diamond stylus 사이에서 일어나는 마모 현상은 millisecond로 관찰하여 표면 변화에 대한 상관관계를 조사하였다. 열처리 한것과 열처리 하지 않은 시료를 비교한 결과 3개의 signal(마찰력, PhE, EE)을 시간에 따라 분석하면 stick-slip-like 현상을 볼 수 있었다. 이것으로 보아 stick은 변형에 의해 생기고 ms 후에 벽개 현상이 발생됨을 볼 수 있다. 방출과 마찰력은 표면조건, load, stylus velocity에 따라 변하였다. luminescence는 주로 변형에 의해 생겼으며, 전자 방출은 벽개(fracture)에 의해 발생됨을 알 수 있었다. 시료의 처리과정과 load 속도에 따른 Photon, electron의 방출은 시료의 표면 상태에 따라 좌우되었다. 마찰력, PhE, EE의 시간에 따른 분석에서 PhE는 변형 과정에 민감하며, EE는 stylus velocity에 의존하였다. 이러한 방출 현상은 세라믹의 급격한 벽개 과정을 이해하는데 많은 도움을 주었다.

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이중층 탄소나노튜브 전계전자 방출원의 신뢰성 있는 전계방출 특성 (A Reliable Field Emission Performance of Double-Walled Carbon Nanotube Field Emitters)

  • 정승일;이승백
    • 한국진공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.566-575
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    • 2008
  • 촉매 화학기상증착법을 이용하여 합성된 이중층 탄소나노튜브를 가지고 전계전자 방출원을 제작하여 이들의 신뢰성 있는 전계전자 방출특성을 조사하였다. 합성된 탄소 필라멘트들은 TEM, TGA, 그리고 Raman 분석을 통하여 결함이 없고 순도가 높은 이중층 탄소나노튜브가 합성이 되었음을 확인하였다. 이들 이중층 탄소나노튜브 전계전자 방출원은 이전극 구조에서 낮은 턴-온 전계와 높은 전류밀도의 전계전자 방출 특성을 보여주었고, 균질한 전계방출 패턴과 좋은 전계방출 안정성을 나타내었다.

고전장 고온도에서 전자방출의 에너지 교환과 역온도 (Energy Exchanges and inversion Temperatures in Electron Emission at High Fields and Temperatures)

  • 정문성;김일원;최점수;박지모
    • 한국진공학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.1-7
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    • 1994
  • 전자방출에서 에너지 교환과 역온도를 새롭게 계산하였다. 전자방출에서 대체전자들에 유용한 빈상태들을 만드는 요소로 터널링 효과를 이 계산에서 고려하였다. 그것은 방출부분에서 일어나는 대체 관정을 설명하기 위해서는 빈상태를 만드는데 터널링 기여가 필수적이기 때문이다. 이렇게 계산하여 온 도와 전장의 함수로 얻어진전자당 에너지 교환은 실험결과와 잘 일치하였다. 또한 전장의 함수로 얻어 진 역온도도 실험치와 만족할 만한 일치를 보여주었다. 이 결과는 대체전자들의 평균에너지에 대한 노 팅햄-플레밍과 헨더슨의 논쟁에서 후자의 견해를 지지하는 것이다.

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전계 방출 디스플레이의 특허 동향 분석 (Patent Trend Report for Field Emission Display (FED))

  • 정인성
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.467-467
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    • 2008
  • 전계 방출 디스플레이는 CRT와 FPD(평판디스플레이)의 장점을 모두 갖춘 디스플레이로서 주목을 받고 있으며, 여러 국가와 많은 연구자들이 연구개발을 활발히 진행하고 있는 차세대 디스플레이 중 하나이다. 본 연구에서는 최근 차세대 디스플레이로서 연구가 활발히 진행되고 관심이 높아지고 있는 전계 방출 디스플레이의 특허 동항에 대하여 살펴보았다. 전계 방출 디스플레이 분야의 특허는 1994년과 1995년을 전후하여 출원이 급격하게 증가하고 있고, 최근에도 출원량이 증가하는 것으로 나타났다. 국가별 분포에서는 한국이 37%로 가장 높게 나타났고, 미국이 32%, 일본이 27%, 유럽이 4%의 순으로 나타났다. 특히 한국은 최근에도 다른 나라에 비해 특허 출원량이 가장 많은 것으로 분석되었다. 이는 최근 한국이 디스플레이 전체에 대해 세계적으로 주도하고 있는 경향을 반영하고 있다. 각 기술별 출원 동향을 보면, 캐소드가 주요 출원국가 전체에서 가장 높은 비율을 차지하고 있고, 진공실장, 구동회로, 애노드의 순서로 분석되었다. 전계 방출 디스플레이 분야의 주요 출원인을 살펴보면 삼성SDI가 압도적으로 많은 비율을 차지하였고, 그 뒤를 LG전자 및 Canon, 오리온전자, 마이크론 등이 주요 출원인으로 분석되었다. 국가별 분석 결과에서와 같이, 주요 출원인에서도 디스플레이 시장을 선도하는 삼성SDI, LG전자, Canon 등이 가장 많은 출원 비율을 차지하는 것을 알 수 있었다. 국가별 주요 출원인으로, 한국에서는 삼성SDI, LG전자, 오리온전자, 일본에서는 Canon, Sony, Toshiba였고, 미국에서는 마이크론과 ITRI, 유럽에서는 삼성SDI와 Sony로 분석되었다. 따라서, 전계 방출 디스플레이를 연구 하고자 하는 연구소나 기업에는 삼성SDI, LG전자, Canon, Sony 등의 연구 개발 상황 또는 특허 출원 상태를 면밀하게 분석할 필요가 있다. 캐소드의 전자방출원의 형성 형태로는 팁형이 가장 많고, CNT형, 평면형의 순서로 나타났다. 그러나, 한국에서는 전자방출원으로 CNT헝이 가장 많게 나타나므로서 다른 나라들과는 연구 개발 형태가 조금 다른 것으로 분석되었다. 전계 방출 디스플레이의 특허 동향을 분석한 결과, 한국이 일본, 미국, 유럽보다 더 활발하게 특허 출원하고 있는 것으로 분석되었고, 최근에도 다른 나라에 비해 활발하게 특허를 출원하고 있어 향후에도 디스플레이 시장은 한국에서 주도해 나갈 것으로 판단되었다. 주요 출원인으로는 삼성SDI, LG전자, Canon, Sony로 분석되었으며, 위와 같은 선진 기업 및 주요 출원인은 연구개발 및 특허 출원 상황을 면밀하게 검토할 필요가 있다.

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PC/Monitor 구성 전자부품에서 방출되는 휘발성 유기화합물의 분석 (Analysis of Volatile Organic Compounds Emitted from Electronic Parts in PC/Monitor Set)

  • 이창섭;최정우;백규원
    • 대한화학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.343-349
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    • 2000
  • PC/Monitor의 구성 전자부품으로부터 방출되는 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Com-pounds,VOCs)를 분석하였다. Mpnitor를 구성하는 전자부품으로부터 연속으로 방출되는 VOCs의 경향을 시료챔버에 직접 연결되어있는 잔류가스 분석기(Residual Gas Analyzer,RG A)로 분석하였으며, 이들 전자부품에서 방출되는 VOCs의 성분을 RGA와 GC-MS로 분석하였다. 정성분석된 VOCs 중 소량으로 방출되거라도 불쾌한냄새와 건강상의 장해를 초래할 수 있는 toluene. xylene, cyclohexanone 및 benzofuran에 대하여 GC-MS로 정량분석하였다. 이러한 분석결과, 전자부품중 PCB(CEM-1)을제외하고 나머지 부품들은 가열시작 후 30분에서 1시간동안 toluene, xylene, cyclohexanone 및 phenol이 다량으로 연속 방출되는 경향을 나타내었으며, 거의 모든 전자부품에서 toluene, xylene, phenol, cyclohexanone 및 benzofuran 등의 물질들이측정시간 범위내에서 가장 빈번하게 방출되었다. 부품들 중 Trans가 가장 높은 VOCs의 방출농도를 보였으며, 전자부품으로부터 정량분석된 VOCs중에는 xylene의 방출농도가 550~2482 ${\mu}g/m^2$로 가장 크게 나타났다.

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전자빔을 자체 집속하는 탄소나노튜브 삼전극 전계방출소자의 시뮬레이션 (Simulations Of a Self-focusing Carbon Nanotube Triode Field Emission Device)

  • 이태동;류성룡;변창우;김영길;고남제;천현태;박종원;고성우
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 추계학술대회 논문집 Vol.15
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    • pp.538-541
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    • 2002
  • 탄소나노튜브 (CNT)가 도포된 평면형 에미터와 원형 개구의 게이트 전극을 가지는 삼전극 전계방출 소자의 전계방출 특성을 시뮬레이션하였다. 체계적인 시뮬레이션을 위해 소자 내 전위의 공간적 분포 특정을 결정하는 전계형상인자 $\gamma$를 정의하고 이 값에 따른 전위분포의 특성과 방출 전자의 궤적을 계산하였다. 계산 결과$\gamma$ > 1 인 전압조건에서는 에미터의 가운데를 중심으로 강한 전자방출이 발생하고 전자빔이 구조의 축 방향으로 자체 집속됨을 알 수 있었다. 이렇게 되면 에미터와 게이트의 정렬이 전혀 필요하지 않게 되며 또한 별도의 전자집속회로 없이도 에미터와 양극에 있는 형광체가 1:1 로 대응하는 획기적인 디스플레이 구조를 가능하게 해 준다 적정 전압조건에서 CNT의 전계강화인자 $\beta$의 변화에 따른 총 전류를 계산한 결과,$\beta$ >3000인 CNT를 사용할 경우 실제 소자로서 구현이 가능함을 확인하였다.

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연속 방출광 스펙트럼을 이용한 대기압 플라즈마의 전자온도 및 전자밀도 측정

  • 박상후;최원호;문세연;박재영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.243.2-243.2
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    • 2014
  • 기존의 저압 플라즈마에 비해 여러 장점을 가지는 중간압력 플라즈마 및 대기압 플라즈마는 수년전부터 많은 관심을 받고 있으며 다양한 응용분야에서 활발히 이용되고 있다. 기초과학으로서의 플라즈마 측면뿐만 아니라 플라즈마 응용의 결과들은 플라즈마의 특성에 따라 좌우되므로 플라즈마 진단 역시 최근 플라즈마 연구에 중요한 부분을 차지하고 있다. 일반적으로 플라즈마 내의 모든 화학적 반응 및 물리적 반응에 있어 전자가 결정적인 역할을 하기 때문에 플라즈마 내의 전자의 정보를 대표하는 지표인 전자온도($n_e$) 및 전자밀도($T_e$)의 측정이 중요하다. 본 연구에서는 대기압 플라즈마에서 중성원자와 전자의 상호작용에 의한 연속 방출광을 자외선-가시광 영역에서 측정하고, 이를 기반으로 $n_e$$T_e$를 측정하였다. 높은 압력에서 불완전 전리된 플라즈마는 이온화율이 낮고 중성원자의 밀도가 이온밀도보다 훨씬 높기 때문에 중성 제동복사(Neutral bremsstrahlung)의 방사도를 이용한 ne 및 Te의 측정이 가능하다. 특히 아르곤 대기압 플라즈마에서 측정된 연속 방출광 스펙트럼의 자외선 영역(280~450 nm)에서는 중성 제동복사에 의한 연속 방출광뿐만 아니라 수소분자에 의한 dissociative 연속 방출광이 함께 존재하는 것이 확인되어 최종적으로 두 연속 방출광을 고려하여 정확한 ne 및 Te를 측정할 수 있었다. 대기압 아르곤 축전결합방전에서 입력전력에 따라 전자온도는 2.5 eV로 유지되었으며, 전자밀도는 $(0.7-1.1){\times}10^{12}cm^{-3}$ 범위에서 $j_d{\propto}n_e{\propto}P_{rf}$ 관계를 따르며 변화하는 것이 관찰되었다.

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유한요소법과 전계-열전자 방출 모델에 의한 절연유체 내 공간전하 전파해석 (Analysis of Space Charge Propagation in a Dielectric Liquid Employing Field-Thermal Electron Emission Model and Finite Element Method)

  • 이호영;이세희
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.1406_1407
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    • 2009
  • Fowler-Nordheim의 전자 방출과 열전자 방출 메카니즘을 이용하여 절연유체 내 전계에 의한 도체의 음극에서 전자 방출현상과 열에 의한 열전자 방출현상을 고려하고 유한요소법(Finite Element Method)을 이용하여 해석하였다. 절연유체 내 공간전하에 대한 해석기법으로 푸아송 방정식, 양이온, 음이온, 전자에 대한 전하연속 방정식, 온도에 대한 열 확산 방정식으로 이루어진 5개의 지배방정식에 Fowler-Nordheim의 전계 방출과 Richardson-Dushman의 열전자 방출을 경계조건으로 부여하였다. 단자 전류는 유한요소법과 잘 부합하는 에너지법으로 계산되었다. 쌍 곡선형 PDE의 공간전하 전파에 대한 지배 방정식은 일반적으로 수치적인 불안정성을 가지므로 인공 확산 항을 고려하여 이를 해결하였다. 제안된 해석법은 세 개의 캐리어를 가진 x-y 좌표축의 2차원 평판 모델에 적용하여 그 유효성을 확인하였다.

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Influence of atmospheric air-holding time before air annealing on the secondary electron emission coefficient(${\gamma}$) from a MgO protective layer

  • 정진만
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.202-202
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    • 2000
  • AC-PDP(Plasma Display Paner)는 기체 방전을 이용한 디스플레이로서 기체에 직접 노출되는 MgO 보호막의 2차전자 방출계수(${\gamma}$는 AC-PDP의 방전특성을 결정짓는 중요한 요소이다. MgO 보호막의 이차전자 방출계수는 AC-PDP에 주입하는 기체의 종류, 결정 방향성과 표면오염상태 등에 영향을 받는다. 본 연구에서는 유리 기판위에 Al 전극을 증착, 에칭후 screen printing으로 유전체를 도포, 소성 한 21inch 규격의 test panel에 MgO 보호막을 E-Beam으로 5000$\AA$ 증착한 후 MgO 보호막을 대기에 노출되는 시간간격을 변수로 하여 대기 열처리 한 MgO보호막의 2차 전자방출계수를 ${\gamma}$-FIB(Focused Ion Beam) 장치를 이용하여 측정하였다. 그리고 대기 노출 간격은 1분, 5분, 20분으로 하여 2차 전자방출계수를 측정하였고, 2차전자방출계수 측정 시 가속전압은 50V에서 200V까지 변화를 주었으며, Ne+을 사용하여 1.2$\times$10-4Torr의 진공도를 유지하며 측정하였다. 또한 각각의 MgO막의 에너지 갭을 광학적 방법을 이용하여 구하였다.

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초고진공 Schottky Emitter 전자총의 개발

  • 조복래;안종록;신중기;배문섭;김주황;조양구;이득진
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.105.1-105.1
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    • 2013
  • Schottky Emitter (SE)는 미국 FEI의 L. W. Swanson 그룹이 개발하여 상용화시킨 전자원이며, 고분해능 전자현미경용 전자원 시장에서 가장 큰 점유율을 차지하고 있다. 상온에서 작동하는 cold field emitter (CFE)에 비해 휘도(brightness)가 10~100배 정도 낮으나, 10-10 Torr 영역의 초고진공에서도 수시간 미만의 방출전류 안정성을 가진 CFE에 비해 수개월이상 안정된 방출전류를 전자현미경에 제공하므로, 반도체 측정, 검사 등과 같이 고분해능과 안정성이 동시에 요구되는 분야에서는 SE전자원은 필수 요소가 되어있다. 현재 SE 전자원은 일본, 미국, 영국의 4개사가 과점하고 있는 상태이다. SE 전자원이 안정되게 작동하기 위해서는 10~10 Torr 영역의 초고진공 환경이 요구된다. 한국 전자현미경 업체는 국책과제 등을 통해 SE 전자총을 개발해 왔으나, 진공기술과 광학계 설계기술이 부족하여 안정된 SE 전자총의 개발에 성공하지 못하였다. 본 발표에서는 10~10 Torr 영역에서 200 microA 이상의 전류를 안정되게 방출하는 SE 전자총의 전자빔 방출 및 진공특성을 보고한다. 시뮬레이션을 통해 구한 전차총의 전자원 위치 변화, 건렌즈 초점거리, 수차 등의 광학특성을 보여준다. 전자총을 전자현미경 경통에 탑재하고 제어하기 위해서는 전자총뿐만 아니라 전자현미경 전체의 광학특성을 이해할 필요가 있다. 전자총을 현미경에 통합 제어하기 위한 기술과제에 대해서도 간략히 보고한다.

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