• Title/Summary/Keyword: 질화층

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Analysis of Al Film Exposed to Nitrogen ECR Plasma by Spectroscopic Ellipsometry (질소 ECR 플라즈마에 노출된 Al 박막의 분광타원해석)

  • 허근무;이순일;김상열;오수기
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.2 no.1
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    • pp.92-98
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    • 1993
  • Si 기판 위에 증착된 Al 박막을 질소 ECR 플라즈마에 노출시켜 시료를 제작하고 분광타원해석법으로 분석한 결과 Al박막에 질화층이 형성되었음을 확인하였다. 사용한 질소 ECR 플라즈마의 전자온도와 전자밀도는 챔버내의 위치에 따라 각각 10~20eV, 0.9~1.2$\times$1011/㎤의 값을 보였다. 질소 ECR 플라즈마에 노출된 기판은 급격한 온도상승을 보였으며 노출시킨 뒤 5~6분이 지나면 $500^{\circ}C$ 근처에서 포화상태를 이루었다. 분광타원해석상수인 $\Delta$와 Ψ를 분석한 결과 증착된 Al의 두께는 시료에 따라 $140~160AA$이었고 표면에 형성된 AIN 층의 두께는 질소 ECR 플라즈마에 노출된 시간이 길수록 그리고 시료의 위치가 공명지점에 가까울수록 증가하였다. AlN층의 두께가 노출시간의 제곱근에 비례하는 것으로부터 AlN층은 Al의 표면에 흡착된 질소가 Al속으로 확산하여 이루어진 것으로 설명하였다.

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Lava-calcification of the volcanic cave in Jeju-do island (제주도 화산동굴의 용암석회질화 -제주도 북제주군 협재리 건지굴 중심-)

  • Soh, Dea-Wha
    • Journal of the Speleological Society of Korea
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    • no.67
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    • pp.1-9
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    • 2005
  • The lava-calcification which was found in Geunjisul located in Jeju-do (Korea) was investigated to analyse the cause of calcification through the internal factor of cave structure and surroundings in company with relevant ecological system. The volcanic cave is degenerated after formation from volcano lava extravasation, however, the cave became more stronger with solidification and petrification by the reinforced structure of calcification as the cement in concrete buildings unprecedentedly if the lava-calcification occurred in the cave. Such a Progressive Phenomena of lava-calcification was verified in progress first in Geonjigul located at Hyubjae-ri, but those would be found in other simiiar case of caves distributed and connected with seaside of shelly sand beach.

Fabrication of Aluminum Nitride Reinforced Aluminum Matrix Composites via Plasma Arc Melting under Nitrogen Atmosphere (플라즈마 아크 용해 공정으로 자발합성된 질화알루미늄 강화 알루미늄기지 복합재료의 개발)

  • Sujin Jeong;Je In Lee;Eun Soo Park
    • Composites Research
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    • v.36 no.2
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    • pp.101-107
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    • 2023
  • In this study, aluminum nitride (AlN) reinforced aluminum (Al) matrix composites are fabricated via plasma arc melting under a nitrogen atmosphere. Within a minute of the chemical reaction between Al and N, dispersed AlN with the shape of transient and lamellar layers is in situ formed in the Al matrix. The composite contains 10 vol.% AlN reinforcements with low thermal resistance and strong bonding at the interfaces, which leads to the unique combination of thermal expansivity and conductivity in the resulting composites. The coefficient of thermal expansion of the composite can be further reduced when Si was alloyed into the Al matrix, which proposes the potential of the in situ Al matrix composites for thermal management applications.

그래핀 코팅층을 이용한 고품위 질화물계 박막 성장

  • Choe, Jae-Gyeong;Heo, Jae-Hun;Kim, Seong-Dae;Mun, Dae-Yeong;Yun, Du-Hui;Ju, Gi-Su;Gwak, Jin-Seong;Ju, Jae-Hwan;Kim, Seong-Yeop;Park, Gi-Bok;Kim, Yeong-Un;Yun, Ui-Jun;Jeong, Hyeon-Sik;Gwon, Sun-Yong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.08a
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    • pp.132.1-132.1
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    • 2013
  • 현재 고품위GaN 박막 성장은 사파이어 기판이 주로 사용되며, 사파이어 기판 상에 저온에서 질화물 완충층을 선성장한 후 고온에서 GaN 박막을 성장하는 2단계 공정법을 일반적으로 택하고 있다. 본 연구에서는 새롭게 주목받고 있는 신소재인 그래핀을 본 실험실에서 기개발한 확산이용형성법을 이용하여 사파이어 기판에 직접 코팅하여 이를 완충층으로 사용한 후, MOCVD를 이용하여 저온 완충 층의 성장없이 고온에서 직접 성장한 GaN 박막에 관한 연구를 진행하였다. 매우 얇은 두께인 ~0.6 nm의 그래핀을 완충층으로 도입함으로써 GaN의 성장모드가 3차원 모드에서 2차원 모드로 바뀜을 확인 할 수 있었고, 그래핀 완충층의 두께가 점점 두꺼워짐에 따라 고온 성장한 GaN 박막의 구조적, 광학적 특성이 향상되어 기존의 2단계 성장법으로 얻은GaN 박막의 특성에 비견할 만큼 향상됨을 확인할 수 있었다. 그래핀상에 성장한 GaN 박막과 2단계 성장법으로 성장한 GaN 박막 상에 동일한 InGaN/GaN 다중양자우물구조를 형성하여 유사한 내부양자효율을 얻을 수 있게 되어, 그래핀을 완충 층으로 한 GaN 박막의 광전 소자에의 응용가능성을 확인 할 수 있었다.

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Evaluation of Adhesion Properties of Arc PVD Coatings on Non-Nitrided and Nitrided Various Substrates (모재의 재질 및 질화층 형성에 따른 Arc PVD 코팅의 접합특성 평가)

  • Lee Jung-Min;Jun Sung-Jin;Ko Dae-Cheol;Kim Byung-Min
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.30 no.10 s.253
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    • pp.1179-1186
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    • 2006
  • This paper was designed to assess the adhesive properties of hard coatings on non-nitrided and nitrided various tool steels. Estimations of adhesion were done to scratch test which is mainly used in hard coating. The critical load$(L_c)$ between coating and substrate is defined through analysis of frictional load vs. normal load curve, signals of acoustic emission and optical observations. Coatings employed in this study are TiN, CrN and TiAlN, tools as substrates are STD11, STD61 and SKH51. It was classified to substrates with/without intermediate nitrided layer and hard coatings on substrate were deposited by arc PVD. Results showed that harder substrates and coatings give higher values of critical loads.

Effects of $N_2$ gas composition on the surface properties of AISI316L stainless steel during low temperature plasma nitriding after low temperature plasma carburizing (AISI316L stainless steel에 저온 프라즈마 침탄처리 후 질화처리 시 $N_2$ 가스조성이 표면특성에 미치는 영향)

  • Jeong, Gwang-Ho;Lee, In-Seop
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.157-158
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    • 2007
  • AISI316L강의 내식성과 표면경도를 동시에 향상시키기 위한방법으로 저온 플라즈마 침탄과 저온 플라즈마 질화를 동일한 로 내에서 연속적으로 실시하였다. 여러 가지 공정인자 중 저온 플라즈마 질화 시 $N_2$가스가 표면에 미치는 영향을 조사 하였다. 모든 시편의 표면에 N에 의해 확장된 오스테나이트 (${\gamma}_N$)가 형성되었으며, 형성된 ${\gamma}_N$로 인하여 표면경도가 약 $3{\sim}4$배 증가하였다. $N_2$가스가 증가할수록 ${\gamma}_N$층의 두께가 증가 하였다.

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Removal of Low Concentration Ammonia Nitrogen using a Packed Bed Bioreactor Immobilized with Nitrifier Consortium (질화세균을 고정화한 충전층 생물반응기에서 저농도 암모니아성 질소 제거)

  • Lee, Chang-Keun;Kim, Byong-Jin;Lee, Min-Su;Kim, Yong-Ha;Suh, Kuen-Hack
    • Clean Technology
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    • v.13 no.1 s.36
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    • pp.16-21
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    • 2007
  • This study estimated the effect of hydraulic residence time(HRT), influent total ammonia nitrogen(TAN) concentration, temperature and pH in the packed-bed bioreactor using immobilized nitrifiers. Removal rate of ammonia nitrogen was increased with decreasing HRT and the optimum HRT was 0.2 hour when influent TAN was $2g/m^3$. At this point, removal rate was $226.1\;g/m^3{\cdot}day$ and removal efficiency was 88.8%. Removal rate of ammonia nitrogen was Increased with increasing TAN concentration. Removal rate and efficiency of ammonia nitrogen were kept constant at $20{\sim}35^{\circ}C$ and pH $8{\sim}9$ value.

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UBM 스퍼터링법으로 코팅한 벌크비정질합금(BMG) 박막의 특성 연구

  • Park, Hye-Seon;Yang, Ji-Hun;Jeong, Jae-Hun;Song, Min-A;Jeong, Jae-In;Sin, Seung-Yong;Mun, Gyeong-Il
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.335-335
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    • 2013
  • 최근 다기능 소재의 개발이 필요함에 따라 서로 상반되는 2가지 이상의 물성을 동시에 구현할 수 있는 소재의 개발이 요구되고 있다. 4 성분계 물질을 단일 타겟으로 제조함으로써 다수의 타겟을 이용하는 기존 PVD 방법의 복잡성과 재형성 등의 문제점을 해결하고 다기능성을 구현할 수 있는 코팅막을 제조할 수 있게 된다. 본 연구에서는 제조된 4 성분계 모물질을 UBM 최근 다기능 소재의 개발이 필요함에 따라 서로 상반되는 2가지 이상의 물성을 동시에 구현할 수 있는 소재의 개발이 요구되고 있다. 4 성분계 물질을 단일 타겟으로 제조함으로써 다수의 타겟을 이용하는 기존 PVD 방법의 복잡성과 재형성 등의 문제점을 해결하고 다기능성을 구현 할 수 있는 코팅막을 제조할 수 있게 된다. 본 연구에서는 제조된 4 성분계 모물질을 UBM 스퍼터링법을 이용하여 질화 공정을 도출하였고 질소 함량에 따른 물리적 특성 및 박막의 특성에 대해 연구하였다. BMG (Bulk Metallic Glass) 타겟을 이용하여 마그네트론 스퍼터링법으로 박막을 코팅하였다. 시편은 Si wafer, SUS 그리고 부식 특성 평가를 실시하기 위하여 냉연강판을 사용하였다. 시편은 아세톤, 알코올로 각각 10분간 초음파 세척한 후 진공장비에 장착하여 Ar 분위기에서 글로우 방전으로 청정을 30분간 실시하였다. 시편청정이 끝나면 ~$10^{-6}$ Torr까지 진공 배기를 실시하고 Ar 가스를 주입하여 2.5 mTorr로 진공도를 유지하여 스퍼터링으로 박막 코팅을 실시하였다. 스퍼터링 파워는 약 0.6 kW (2.0 A)으로 고정하였고 질소 유량은 0~10 SCCM으로 변화시켜 BMG 박막을 코팅하였다. 질소가 첨가된 BMG 박막에서는 시편의 색상이 노란빛으로 나타났으며 이것은 타겟의 조성 중 가장 많이 함유되어있는 Zr이 질화되어 색상의 변화가 일어난 것으로 판단된다. BMG 코팅을 위해서 진공용기로 주입한 질소의 유량이 소량인 경우에도 BMG 코팅층에 비교적 많은 양의 질소가 존재하였고 일정량 이상에서는 BMG 코팅층에 존재하는 질소의 양이 포화되는 현상을 보였다. 질소 유량 3, 4 SCCM의 BMG 코팅층에서 ZrN (111), ZrN (200) Peak이 관찰되었다. BMG 코팅층의 경도 측정결과 Bias 50 V 인가 시 ~22 Gpa로 경도가 가장 높았다. BMG 코팅층의 내부식 특성을 평가하기 위해 염수분무 시험을 실시하였고 ~$10{\mu}m$의 두께를 갖는 BMG 코팅층에서 염수분무 시작 후 48시간 만에 적청이 발생하였다.

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