• 제목/요약/키워드: Atmospheric Plasma

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Atmospheric Pressure Plasma를 이용한 Oxide Thin Film Transistor의 특성 개선 연구

  • 문무겸;김가영;염근영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.582-582
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    • 2013
  • Oxide TFT (thin film transistor) active channel layer에 대한 저온 열처리 공정은 투명하고 flexibility을 기반으로하는 display 산업과 AMOLED (active matrix organic light emitting diode) 분야 등 다양한 분야에서 필요로 하는 기술로서 많은 연구가 이루어지고 있다. 과거 active layer는 ALD (atomic layer deposition), CVD (chemical vapor deposition), pulse laser deposition, radio frequency-dc (RF-dc) magnetron sputtering 등과 같은 고가의 진공 장비를 이용하여 증착 되어져 왔으나 현재에는 진공 장비 없이 spin-coating 후 열처리 하는 저가의 공정이 주로 연구되어 지고 있다. Flexible 기판들은 일반적인 OTFT (oxide thin films Transistor)에 적용되는 열처리 온도로 공정 진행시 열에 의한 기판의 손상이 발생한다. Flexible substrate의 열에 의한 기판 손상을 막기 위해 저온 열처리 공정이 연구되고 있지만 기존 열처리와 비교하여 소자의 특성 저하가 동반 되었다. 본 연구에서는 Si 기판위에 SiO2 (100)를 절연층으로 증착하고 그 위에 IZO (indium zinc oxide) solution을 spin-coating 한뒤 $250^{\circ}C$ 이하의 온도에서 열처리하였다. 저온 공정으로 인하여 소자의 특성 저하가 동반 되었으므로 소자의 저하된 특성 복원하고자 post-treatment로 고가의 진공장비가 필요 없고 roll-to roll system 적용이 수월한 remote-type의 APP (atmospheric pressure plasma) 처리를 하였다. Post-treatment로 APP를 이용하여 $250^{\circ}C$ 이하에서 소자에 적용 가능한 on/off ratio를 얻을 수 있었다.

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상압 플라즈마 표면처리를 통한 태양광모듈 커버글라스와 불소계 코팅의 응착력 향상 (Improved Adhesion of Solar Cell Cover Glass with Surface-Flourinated Coating Using Atmospheric Pressure Plasma Treatment)

  • 김태현;박우상
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제31권4호
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    • pp.244-248
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    • 2018
  • We propose a method for improving the reliability of a solar cell by applying a fluorinated surface coating to protect the cell from the outdoor environment using an atmospheric pressure plasma (APP) treatment. An APP source is operated by radio frequency (RF) power, Ar gas, and $O_2gas$. APP treatment can remove organic contaminants from the surface and improve other surface properties such as the surface free energy. We determined the optimal APP parameters to maximize the surface free energy by using the dyne pen test. Then we used the scratch test in order to confirm the correlation between the APP parameters and the surface properties by measuring the surface free energy and adhesive characteristics of the coating. Consequently, an increase in the surface free energy of the cover glass caused an improvement in the adhesion between the coating layer and the cover glass. After treatment, adhesion between the coating and cover glass was improved by 35%.

저온 대기압 플라즈마의 실내공기 중 곰팡이 생장억제 효과 (Inactivation of Indoor Airborne Fungi Using Cold Atmospheric Pressure Plasma)

  • 백남원;허성민;이일영
    • 한국산업보건학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.351-357
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    • 2019
  • Objectives: The objectives of this study were to investigate fungal contamination in a 31-year old university building in Seoul, Korea, and to study the inactivation of fungi using cold atmospheric pressure plasma(CAP). Methods: To investigate the fungal contamination in a university building, air samples were collected from five locations in the building, including two study rooms, a storage room, a laboratory, and a basement. The sampling was performed in a dry season(February to April) and in a wet season(July). To study the inactivation efficacy of fungi by CAP, airborne fungal concentrations were measured before and after the operation of the CAP generator. Results: Humidity was an important factor affecting fungal growth. The airborne fungal concentrations determined in the wet season(July) were significantly higher than those determined in the dry season(February to April). In the basement, the values determined in the dry and wet season were 319 and $3,403CFU/m^3$, respectively. The inactivation efficiency of fungi by CAP was 83-90% over five to nine days of operation. Conclusions: The university building was highly contaminated by airborne fungi, especially in summer. It is concluded that humidity is an important factor affecting fungal growth and CAP is a highly useful technique for inactivation of indoor airborne fungi.

저압 및 대기압 플라즈마 처리를 통한 폴리카보네이트의 접촉각 변화특성 비교 (Effects of Low Pressure and Atmospheric Pressure Plasma Treatment on Contact Angle of Polycarbonate Surface)

  • 원동수;김태경;이원규
    • 공업화학
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    • 제21권1호
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    • pp.98-103
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    • 2010
  • 저압 플라즈마와 대기압 플라즈마를 사용하여 폴리카보네이트를 처리한 후 표면 개질 효과를 접촉각 측정을 통하여 비교 분석하였다. 플라즈마 처리 전의 폴리카보네이트의 탈이온수의 접촉각은 $82.31^{\circ}$이었으나 플라즈마 처리 후의 최소 접촉각은 산소 분위기의 저압 플라즈마에서 $9.17^{\circ}$의 최소 접촉각을 얻을 수 있었다. 플라즈마 방전 전력과 반응기체의 유량 증가에 따른 접촉각의 변화는 크지 않았으나 지속적으로 감소하는 특성을 보였다. 플라즈마 처리 후 경과시간에 따라 접촉각의 증가 현상을 보여 플라즈마 처리 후 후속 공정은 가급적 빨리 진행하는 것이 표면에너지 증가에 따른 효과를 이용하는데 효율적이다. 표면 화학결합 분석에서 산소분위기의 플라즈마 처리는 표면에 상대적으로 많은 극성 작용기를 형성하였다. 전반적으로 폴리카보네이트의 표면 개질에서 저압 산소플라즈마를 사용하여 처리하는 것이 대기압 플라즈마보다 효과적으로 친수성 표면을 만들 수 있었다.

리튬이차전지에서 대기압 수소플라즈마 처리된 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 양극 활물질의 특성분석 (Characterization of Atmospheric H2-Plasma-Treated LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 as Cathode Materials in Lithium Rechargeable Batteries)

  • 선호정;이재호;정현영;석동찬;정용호;박경세;심중표
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제24권2호
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    • pp.160-171
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    • 2013
  • $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ powder for cathode materials in lithium rechargeable batteries was treated by atmospheric plasma containing hydrogen to investigate the relationship between charge/discharge performance and physical/chemical changes of materials. Hydrogen plasma at atmosphere pressure was irradiated on the surface of active materials, and the change for their crystal structure, surface morphology, and chemical composition were observed by XRD, SEM-EDS and titration method, respectively. The crystal structure and surface morphology of $H_2$ plasma-treated powders were not changed but their chemical compositions were slightly varied. For charge/discharge test, $H_2$ plasma affected initial capacity and rate capability of active materials but continuous cycling was not subject to plasma treatment. Therefore, it was observed that $H_2$ plasma treatment affected the surface of materials and caused the change of chemical composition.

촉매가 충진된 플라즈마 반응기에서의 Toluene 제거특성 (Characteristics of Toluene Destruction by Non-thermal Plasma in Packed with Catalyst Reactor)

  • 한소영;송영훈;차민석;김석준;최경일;신동준
    • 한국대기환경학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.51-58
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    • 2002
  • Destruction process of toluene using a wire-cylindrical BBD (Dielectric Barrier Discharge) reactor packed with catalysts was investigated to characterize the synergetic effects of non-thermal plasma and catalyst process. The catalysts used in the present study were ${\gamma}$-Al$_2$BO$_3$ and Pt/${\gamma}$-Al$_2$O$_3$. Under the numerous test conditions, specific energy density (SED (J/L)) and the conversion of toluene, defined as (1 -[C$_{f}$]/[C$_{i}$]), were measured. The test results showed that toluene decomposition efficiency followed the pseudo-first order in the case of plasma only process. The pseudo-first order process, however, was modified to pseudo-zeroth order reaction in the case of catalyst-assisted plasma process. This modification of the reaction order was verified based on a simple kinetic model proposed in the present study. Owing to the modification of reaction order, which resulted from the catalytic process, the specific energy to achieve the high removal efficiencies, i.e. 80~90%, was reduced significantly.y.y.

$TiO_2$ 반도체 용사피막의 광전극 특성에 미치는 용사조건의 영향 (Effects of Plasma Spray Conditions on Photoelectric Properties of Plasma Sprayed $TiO_2$ Semiconductor)

  • 박정식;박경채
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제12권1호
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    • pp.94-101
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    • 1994
  • In this study, plasma spraying has been used to produce $TiO_2$ polycrystalline coatings from $TiO_2$ powders. The physical and chemical properties of plasma sprayed $TiO_2$ coatings depend greatly on plasma spraying conditions. The electrical resistivity, oxygen concentration, photocurrent and crystal structure of plasma sprayed $TiO_2$ coating has been studied. The results are as follows: 1. The oxygen loss and electrical conductivity of $TiO_2$ plasma sprayed coatings increased by low pressure and high amount of auxiliary gas, hydrogen in plasma spraying. 2. Oxygen loss increase electrical conductivity, and decrease photocurrent of $TiO_2$ plasma sprayed coatings. 3. Photocurrent of $TiO_2$ plasma sprayed coatings manufactured in atmospheric pressure is higher than that of low pressure.

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상압 플라즈마를 이용한 고속 실리콘 웨이퍼 직접접합 공정 (High Speed Direct Bonding of Silicon Wafer Using Atmospheric Pressure Plasma)

  • 차용원;박상수;신호준;김용택;이정훈;서일웅;좌성훈
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.31-38
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    • 2015
  • 본 연구에서는 실리콘 웨이퍼의 고속 직접접합 공정을 위하여 상압 플라즈마와 함께 에어로젤 형태의 초순수 분사를 이용하여 표면처리 활성화 및 결함이 없는 실리콘 직접접합 공정을 개발하였다. 플라즈마 공정의 다양한 인자, 즉 $N_2$ 가스의 유량, CDA(clean dry air)의 유량, 플라즈마 헤드와 기판 간의 간격, 플라즈마의 인가전압이 플라즈마 활성화, 즉 친수화 처리에 미치는 영향을 접촉각 측정을 통하여 관찰하였다. 또한 열처리 온도 및 열처리 시간이 접합 강도에 미치는 영향을 연구하였으며, 접합 강도의 측정은 crack opening 방법을 이용하였다. 접합 강도가 제일 높은 최적의 열처리 조건은 $400^{\circ}C$의 열처리 온도 및 2 시간의 열처리 시간이었다. 플라즈마 스캔 속도 및 스캔 횟수를 실험계획법을 이용하여 최적화한 결과, 스캔 속도는 30 mm/sec, 스캔 횟수는 4 회에서 최적의 접합 강도를 나타내고 있었다. 열처리 조건과 플라즈마 활성화 조건을 최적화 한 후 직접접합을 하여 적외선투과현미경 등을 이용하여 관찰한 결과, 접합된 웨이퍼에서 접합 공정으로 인한 공극이나 결함은 관찰되지 않았다. 접합된 웨이퍼의 접합 강도는 평균 $2.3J/m^2$의 접합 강도를 나타내고 있었다.

상압 플라즈마 표면처리에 의한 고분자 재질의 접착특성 변화 (Adhesion Characteristics of Polymer Material Treated by Atmospheric Pressure Plasma)

  • 서승호;장성환;유영은;정재동
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권5호
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    • pp.445-450
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    • 2011
  • 본 연구에서는 상압 플라즈마를 발생시켜 고분자 재료의 표면 자유에너지와 접착력의 변화를 조사하였다. 고분자 재질은 PC, PET, EVA 를 사용하였으며 표면자유에너지 변화를 관찰하기 위해 Di water 와 diiodomethane을 사용하여 접촉각을 측정하였다. 플라즈마 처리에 따른 접착력의 변화를 관찰하기 위해 PET 필름에 고분자 필름을 부착시켜 $180^{\circ}$ peel test 를 수행하였다. 그 결과 PET 필름의 표면자유에너지 및 접착력이 가장 큰 것을 확인할 수 있었으며, 상압 플라즈마 표면처리 공정은 필름 계면의 접착력을 크게 증가시켜 주는 것을 확인하였다.

산소분위기의 상압플라즈마를 이용한 페로브스카이트 표면 처리 효과 (Effect of Perovskite Surface Treatment Using Oxygen Atmospheric Pressure Plasma)

  • 김경보;이종필;김무진
    • 융합정보논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.146-153
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    • 2021
  • 최근 페로브스카이트 반도체 물질에 대한 연구가 이루어지고 있고, 이 물질에 대한 표면 처리를 이용한 특성 평가는 후속 연구들의 기반이 된다. 따라서, 본 논문에서는 상압분위기에서 플라즈마가 형성되는 상압플라즈마 장비로 산소 플라즈마를 생성하여 공기중에 약 6개월정도 노출시킨 페로브스카이트 박막을 표면 처리한 결과에 대해 연구하였다. 6개월간 노출시킨 이유는 페로브스카이트 박막은 유기물과 무기물로 이루어져 있기 때문에 공기 중에 노출되면, 산소나 수증기와의 반응을 통해 표면이 변화된다. 따라서, 이러한 변화를 원래 막으로의 복원이 가능한지 알아보기 위함이다. 산소플라즈마 분위기에서 1초부터 1200초까지 공정 시간을 변화시켜 가면서 표면 형상과 원소들 비율을 분석하였다. 이러한 결과는 페로브스카이트 막이 시간에 따라 변화가 일어나더라도 플라즈마 처리를 통해 이를 해결하는 방안을 제공한다.