• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.270-270
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• 2012

Low temperature atmospheric pressure plasmas (APPs) have been known to be effective for living cell inactivation in the water [1]. Many earlier research found that pH level of the solution was changed from neutral to acidic after plasma treatment. The importance of the effect of acidity of the solution for cell treatments has already been reported by many experiments. In addition, several studies have demonstrated that the addition of a small amount of oxygen to pure helium results in higher sterilization efficiency of APPs [2]. However, it is not clear yet which species are key factors for the cell treatment. To find key factors, we used GMoo simulation. We elucidate the processes through which pH level in the solution is changed from neutral to acidic after plasma exposure and key components with pH and air variation with using GMoo simulation. First, pH level in a liquid solution is changed by He+ and He(21S) radicals. Second, O3 density decreases as pH level in the solution decreases and air concentration decreases. It can be a method of removing O3 that cause chest pain and damage lung tissue when the density is very high. H2O2, HO2 and NO radicals are found to be key factors for cell inactivation in the solution with pH and air variation.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권4호
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• pp.409-412
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• 2002

대기압 하에서 정상적으로 저온 플라스마가 발생 가능한 장치를 개발했다. 개발한 장치는 접지전극을 유전체로 피복한 용량결합형 전극구조로 되어 있다. rf(13.56 M Hz)을 여기 원으로서 사용한 아르곤(Ar) 또는 헬륨(He)은 플라스마 가스로서 사용했다. 발생한 플라스마는 발광분광법, 플로브 진단법에 의해 특성을 검토했다. 그 결과 전자온도>여기온도>가스온도 관계에 있는 비평형 상태의 플라스마였다. 본 장치를 사용하여 발생한 플라스마에 반응가스(CF4)을 첨가해서 대기 개방 계에서 Si(100)식각($1.5{\mu}m$/min)에 적용하여 높은 처리속도를 실현했다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제18권1호
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• pp.63-69
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• 2018

This work demonstrates attenuation effects of plasma on waves propagating in the 26.5-40 GHz range. The effect is investigated via experiments measuring the transmission between two Ka-band horn antennas set 30 cm apart. A dielectric-barrier-discharge (DBD) plasma generator with a size of $200mm{\times}100mm{\times}70mm$ and consisting of 20 layers of electrodes is placed between the two antennas. The DBD generator is placed in a $400mm{\times}300mm{\times}400mm$ acrylic chamber so that the experiments can be performed for plasma generated under various conditions of gas and pressure, for instance, in air, Ar, and He environments at 0.001, 0.05, and 1 atm of pressure. Attenuation is calculated by the difference in the transmission level, with and without plasma, which is generated with a bias voltage of 20 kV in the 0.1-1.4 kHz range. Results show that the attenuation varies from 0.05 dB/m to 9.0 dB/m depending on the environment. Noble gas environments show higher levels of attenuation than air, and He is lossier than Ar. In all gas environments, attenuation increases as pressure increases. Finally, electromagnetic models of plasmas generated in various conditions are provided.

• 대한화학회지
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• 제44권6호
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• pp.573-580
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• 2000

MPT는 최근에 개발된 마이크로파 플라즈마로서 수용매에 강하다. 여러 가지의 변형된 형태의 MPT를 개발하여 구조에 따른 플라즈마의 방전되는 형태를 조사한 결과 이중관 토치는 플라즈마 기체를 적게 소모하며 쉽게 플라즈마가 형성되었으나 토치의 끝이 높은 온도에 견디지 못하고 쉽게 상했다. ICP토치와 같은 형태의 삼중관 토치에 석영관을 중심관으로 사용할 때 가장 안정되고 대칭적인 플라즈마를 형성할 수 있었다. 바탕선을 조사해 본 결과 He MPT는 대기 중으로 돌출되어 대기와 많이 혼합되고 질소에 의해 quenching되는 것으로 보여진다. Membrane desolvator를 탈용매화 장치로 사용하여 헬륨 MPT의 감도를 조사해 본 결과 아르곤 MPT와 비교할 때 대부분의 원소에 대해 검출한계가 10배 이상 높았다. 그러나 여기 에너지가 높은 원소는 비교적 효율적으로 검출할 수 있었다. 헬륨 마이크로파 플라즈마는 적은 양의 플라즈마 기체만 필요하여(약 1.6 L/min) 경제적이며 매우 안정된 형태를 보여주었다. 플라즈마의 분광특성을 조사한 결과 들뜸온도 4950K, 전자밀도 $3.28{\times}10^{14}cm^{-3}$로 측정되었다.

• 분석과학
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• 제25권5호
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• pp.265-272
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• 2012

기존의 Okamoto cavity를 변형시킨 WR-340 도파관을 사용한 cavity를 제작하고 고출력(2.45 GHz, 2 kW)의 헬륨, 질소 및 아르곤 마이크로파 플라즈마(MIP; Microwave Induced Plasma)를 성공적으로 형성시켰다. 플라즈마 생성의 주요한 요인들은 내부전도체의 직경과 내부전도체와 외부전도체간의 간격, 내부전도체 끝과 토치의 위치 등이 있으며 그 중 헬륨 마이크로파 플라즈마에 대하여 cavity의 디자인을 최적화시키고 그 특성을 조사하였다. ICP(Inductively Coupled Plasma)용 mini 토치와 자체 제작한 나선형흐름토치를 비교 연구한 결과, 헬륨 플라즈마 기체 흐름량은 약 25 L/min~30 L/min로서 서로 비슷하였다. 토치 상단부에 석영관을 덧씌워 공기유입을 막은 결과, 340 nm 근처의 NH분자선들이 없어지거나 감소하였다. 플라즈마의 온도 및 전자밀도를 측정한 결과, 4,350 K의 들뜸 온도와 $3.67{\times}10^{11}/cm^3$의 전자밀도를 얻었다. 이 값들은 기존의 다른 마이크로파 플라즈마와 비슷하거나 약간 작은 값이다. 고출력의 플라즈마로서 수용액을 직접 분석하는 것이 가능하였고 현재 Cl의 검출한계는 116 mg/L 수준으로서 아직 분석적인 최적화가 필요한 단계이다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
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• pp.5-8
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• 2000

The population density of excited species in dc, rf and laser ablation plume plasmas has been measured using laser absorption spectroscopy. It was shown that, when the plasma was modulated by on and off with, the sensitivity and signal to noise (S/N) ratio became high. For example, the atomic O(3$^{5}$ S$^{o}$ $_2$) Population density, No* in $O_2$/He mixtures was obtained by the highest S/N ratio at a frequency of 2.7kHz. In a 20Torr room air, the lowest No* level to be detectable was shown to be an order of 10$^{7}$ cm$^{-3}$ . The population densities of resonance Ar(1S$_2$) and Xe(1S$_4$) levels were also measured in barrier discharges and laser ablation plasmas.

• 한국식품과학회지
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• 제53권5호
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• pp.634-639
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• 2021

질소, 산소, 헬륨, 아르곤, 그리고 공기 가스로 DMM 필름을 CP 처리했을 때 산소와 공기를 이용한 처리는 필름의 신장률에 변화를 주지 않으면서 인장 강도와 모듈러스를 감소시켰고, 헬륨과 아르곤 가스를 이용한 CP 처리는 인장 강도와 신장률에 변화를 주지 않으면서 모듈러스를 감소시켰기 때문에 산소, 공기, 헬륨, 그리고 아르곤 가스를 이용한 CP 처리를 통해 필름의 인장 특성을 개선시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. 사용한 가스와 상관없이 CP 처리는 필름의 색, 수증기 투과도, 그리고 표면 형태에 영향을 주지 않았으나, 헬륨-CP와 아르곤-CP 처리는 필름의 인쇄 적성을 증가시켰다. DMM 필름에 대한 아르곤-CP의 처리 전력 및 처리 시간은 필름의 황색도에는 유의한 영향을 주었으나(p<0.05), 처리 전력과 시간의 변화에 따른 경향은 확인할 수 없었다. 전체적으로 본 연구의 결과는 아르곤-CP 처리가 DMM 필름의 물리적 특성을 향상시키는 기술로 발전할 수 있음을 보여주었고, 이를 통해 DMM 뿐만 아니라 이와 유사한 농산물 가공 부산물을 소재로 제작된 필름의 특성을 개선하는 기술로 CP 처리가 개발될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 추계총회 및 학술대회 논문집
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• pp.35-50
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• 2012

$900^{\circ}C$이상 초고온 He-gas 분위기 또는 용융불화염 (molten salts, FLINAK) 환경에서 사용될 VHTR(Very High Temperature Reactor)의 IHX(Intermediate heat exchanger)용 열수송 구조재료로 가장 가능성이 높은 합금인 Inconel 617 및 Hastelloy X 상에 습식화학적, 물리적기상합성법(Vacuum arc-plasma과 RF magnetron sputtering) 및 pack cementation에 의한 표면개질 및 마이크로 초내열(refractory ceramics) 코팅층(TiN, TiCN, TiAlN, $Al_2O_3$, $TiO_2$)을 형성시켰다. 고온 장기사용 시 문제가 될 수 있는 고온에서의 조직변화, 미세구조와 상(phase)형성, 고온 부식 및 그에 따른 마모(wear resistance) 손상 등 이들 소재의 내열, 내식 및 내마모 물성을 개선하는 연구를 수행하였다. TiAlN 박막의 경우 공기분위기에서 N이 분해되나 치밀한 산화물($TiO_2/Al_2O_3$ layer)을 형성하여 내식성 있는 보호피막을 형성함으로 기판과의 열팽창 계수로 인한 박리가 발생하지 않아 보호피막으로 적합하였다. Pack cementation법에 의한 aluminiding(Al-Ni합금)도 He 및 공기분위기에서 고온물성의 저하를 가져오는 $Cr_2O_3$의 생성을 충분히 억제하고 있었으며 He 및 air 분위기에서 사용이 가능한 박막으로 여겨진다. 내열 및 내식성에 대한 실험을 종합한 결과, 공기분위기에서 사용할 수 없는 박막은 He-gas 및 FLINAK(LiF-NaF-KF) 용융염 분위기에서도 사용할 수 없었으며, He-gas, FLINAK 및 air 분위기에서 모두 사용이 가능한 박막으로는 Inconel 617에서는 $(TiO_2-)Al_2O_3$, TiAlN 및 Al-Ni이었고 Hastelloy에서는 Al-Ni 및 $Al_2O_3$가 가장 적당하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제47권2호
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• pp.224-232
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• 2015

CP 처리의 CBPE 필름의 물리화학적 특성 및 생분해 특성에 대한 영향을 연구하였다. CP 처리는 CBPE 필름의 인장 강도, 신장률, 그리고 광투과도와 같은 물리적 특성에는 영향을 주지 않았으나, air-CP 처리는 CBPE 필름의 유연성, 수분 방벽 특성, 그리고 인쇄적성을 향상시켰다. Air-CP 처리는 저장 중 CBPE 필름 표면의 조도와 O와 N 원소를 포함한 작용기의 양을 증가시켰고, 인쇄적성, 열분해성, 그리고 미생물 분해성을 향상시켰다. 본 연구에서 CP 처리 후 CBPE 필름 표면에서 보여지는 노화 현상을 XPS 결과를 통해 확인할 수 있었다. 본 연구는 CP 처리가 CBPE 필름을 비롯하여 다른 생분해성 식품 포장재의 물리적 특성과 생분해성을 향상시킬 수 있는 기술로서 적용될 수 있다는 가능성을 보여주었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.521-522
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• 2006

In this paper, hybrid air-water discharges were used to develop an optimal condition for providing a high level of water decomposition for hydrogen yield. Electrical and optical phenomena accompanying the discharges were investigated along with feeding gases, flow rates, and point-to-plane electrode gap distance. The primary focus of this experiment was put on the optical emission of the near UV range, with the energy threshold sufficient for water dissociation and excitation. The $OH(A^{2+},'=0\;X^2,"=0$) band's optical emission intensity indicated the presence of plasma chemical reactions involving hydrogen formation. In the gaseous atmosphere saturated with water vapor the OH(A-X) band intensity was relatively high compared to the liquid and transient phases although the optical emission strongly depended on the flow rate and type of feeding gas. In the gaseous phase discharge phenomenon for Ar carrier gas transformed into a gliding arc via the flow rate growth. OH(A-X) band's intensity increased according to the flow rate or residence time of He feeding gas. Reciprocal tendency was acquired for $N_2$ and Ar carrier gases. The peak value of OH(A-X) intensity was observed in the proximity of the water surface, however in the cases of Ar and $N_2$ with 0.5 SLM flow rate peaks shifted to the region below the water surface. Rotational temperature ($T_{rot}$) was estimated to be in the range of 900-3600 K, according to the carrier gas and flow rate, which corresponds to the arc-like-streamer discharge.