• 대한기계학회논문집A
• /
• 제27권8호
• /
• pp.1266-1272
• /
• 2003

This paper presents a new class of magnetic microsensors based on the Hall effect in AC microplasma. In the theoretical study, we develop a simple model of the plasma Hall sensor and express the plasma Hall voltage as a function of magnetic field, plasma discharge field, pressure, and electrode geometry. On this basis, we have designed and fabricated magnetic microsensors using AC neon plasma. In the experiment, we have measured the Hall voltage output of the plasma microsensors for varying five different conditions, including the frequency and the magnitude of magnetic field, the frequency and the magnitude of plasma discharge voltage, and the neon pressure. The fabricated magnetic microsensors show a magnetic field sensitivity of 8.87${\pm}$0.18㎷/G with 4.48% nonlinearity.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
• /
• 한국우주과학회 2007년도 한국우주과학회보 제16권2호
• /
• pp.139-143
• /
• 2007

전기 추진시스템은 저렴한 개발비와 높은 신뢰성을 제공하는 추진 장치로 많은 분야에서 응용 되어 왔다. 특히 최근에 발사된 SMART-1과 MUSES-C는 우리에게 시사하는 바가 크다. 각각 European Space Agency(ESA)와 Japan Aerospace Exploration Agency(JAXA)에서 개발한 행성 탐사선으로, SMART-1은 달 탐사를 목적으로 하고 MUSES-C는 소행성 Itokawa의 토양을 채취해오는 것을 목적으로 한다. 이 두 탐사선에는 각각 Hall effect thruster와 Micro wave ion engine이 탑재되었는데, 작고 저렴한 비용의 탐사선을 이용해서 충분히 행성 탐사가 가능하다는 좋은 선례를 남겼다. 현재 개발되고 있는 과학기술위성 3호(STSAT-3)에도 전기추진 장치가 탑재되는데, SMART-1에 탑재 되었던 것과 유사한 Hall effect thruster가 인공위성 연구센터와 KAIST 물리학과의 GDPL과 공동으로 개발되고 있다. 성능이 좋은 전기 추력 장치를 개발하기 위해 추력기 내부에서 발생하는 플라즈마의 물리적 특성을 파악하는 것은 매우 중요한 일이다. 이 논문에서는 이러한 플라즈마의 특성을 모사하는 방법으로 Particle In Cell 모사와 더불어 독립적인 개개 입자의 운동을 기술하는 입자모사(particle simulation)를 이용하는 방법을 제시 하고자 한다. 이러한 접근 방법은 실제 전기추력장치를 설계하고 실험하는 담당자에게 플라즈마 운동에 대한 명료한 지식을 제공해 줄 수 있을 것으로 생각된다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
• /
• 제15권3호
• /
• pp.320-334
• /
• 2014

Over the last two decades, numerous experimental and numerical efforts have examined physical phenomena in plasma discharge devices. The physical mechanisms that govern the anomalous electron diffusion from the cathode to the anode in the Hall Effect Thruster (HET) are not fully understood. This work used 1-D numerical method to improve our understanding and gain insight into the effect of the anomalous electron diffusion in the HET. To this end, numerical solutions are compared with various experimental HET performance measurements and the effects of anomalous electron diffusion are analyzed. The relationships between the anomalous electron diffusion and important parameters of the HET are also studied quantitatively. The work identifies the cathode mass flow rate fraction, radial magnetic field distribution, and discharge voltage as significant factors that affect anomalous electron diffusion. Additionally, the study demonstrates a computational process to determine the radial magnetic field distribution required to achieve specific thruster performance goals.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제48권8호
• /
• pp.611-620
• /
• 2020

이차원 축대칭 하이브리드 모델을 이용하여 홀 추력기의 플라즈마 방전 전압이 전자 평균 에너지, 전위, 이온화율 그리고 중성종 및 이온의 밀도에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구에서 개발된 코드의 검증을 위하여 홀 추력기 SPT-100ML의 방전 전압의 변화에 따른 방전 전류와 추력 및 플라즈마 분포 결과를, 타 연구자들의 실험과 계산 결과와 비교하였다. 결과는 방전 전압이 증가할수록 전자 평균 에너지, 이온화율, 이온의 밀도가 증가하는 반면에 중성종의 밀도가 감소함을 나타내었다. 방전 전압과 추력, 방전 전류는 서로 비례하는 관계를 나타내었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.245-250
• /
• 2004

The discharge current oscillation has been measured for various hollow anode widths and its axial positions using a 1㎾-class anode layer hall thruster. As a result, there were thresholds of magnetic flux density for stable discharge. The plasma structure inside the hollow anode was numerically analyzed using the fully kinetic 2D3V Particle-in-Cell (PIC) and Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) methods. The results reproduced both stable and unstable operation modes. In the stable operation case, which corresponds to the case with low magnetic flux, the plasma penetrated into the hollow anode deeper than the case with higher magnetic flux density case. This suggests that comparably large substantial anode area should contribute to stable operation.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
• /
• 한국우주과학회 2007년도 한국우주과학회보 제16권2호
• /
• pp.46.1-46.1
• /
• 2007

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제49권3호
• /
• pp.357-360
• /
• 2011

플라즈마 원자층증착 방법을 이용하여 질소를 도핑한 산화아연 나노박막을 Si(111) 기판에 제조하였다. $Zn(C_{2}H_{5})_{2}$, $O_{2}$ 및 $N_{2}$을 사용하여 rf 파워 세기를 50-300 W로 변화시키면서 N-doped ZnO 박막을 제조하였다. 박막의 구조적 광학적 전기적 특성을 각각 XRD, PL, Hall 효과를 측정하여 분석하였다. 플라즈마 rf 파워가 증가함에 따라 ZnO 나노 박막 내의 질소(N) 함유 농도가 높아지고, p형 ZnO의 특성을 보였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제45권11호
• /
• pp.932-938
• /
• 2017

플라자마의 거동을 오일러리안 격자와 라그랑지안 입자를 혼합하여 해석하는 Particle-in-cell 기법을 적용하여 간략화된 홀추력기를 해석하였다. 본 연구는 중성입자, 이온입자 뿐만 아니라 전자도 라그랑지안 기법으로 개별추적 계산하기 때문에 message passing interface 기법을 이용해 대용량 계산이 가능한 병렬클러스터링을 적용하였다. 계산에 앞서 일정한 벡터의 자기장에서 전자군의 나선형 거동을 해석하였고, 절대해와 일치함을 확인하여 코드를 검증하였다. 실린더 내부에 반경방향으로 일정한 자기장과 축방향으로 일정한 전기장을 고정시켜 플라즈마의 거동을 PIC 모델을 이용하여 해석하였다. 반응 실린더 내부에 전자가 로렌츠 힘에 의해 이중나선을 그리며 구속되는 현상이 잘 포착되었고, 고속 회전하는 전자와 주입된 중성입자가 충돌하여 이온화 되었고, 대전된 입자가 축방향의 전기장에 의해 급 가속하는 현상 또한 잘 모사되어 플라즈마의 플룸 거동을 모사하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.81-85
• /
• 2009

We has been analysed optical properties of OLED(organic light emitting diode) and characteristics of ITO(Indium Tin Oxide) in terms of $O_2$ plasma treatment for manufacturing high efficiency OLED, RF power of $O_2$ plasma was changed 25, 50, 100, 200 W. $O_2$ gas flow, gas pressure and treatment time were fixed. Sheet resistance and surface roughness of ITO were measured by Hall-effect measurement system and AFM, respectively. The ranges of sheet resistance and surface roughness were $5.5{\sim}6,06\;{\Omega}$ and $2.438{\sim}3.506\;nm$ changing of RF power, respectively, PM(Passive Matrix)OLED was fabricated with the structure of ITO(plasm treatment)/TPD($400\;{\AA}$)/$Alq_3(600\;{\AA})$/LiF($5\;{\AA}$)/Al($1200\;{\AA}$). Turn-on voltage of PMOLED was 7 V and luminance was $7,371\;cd/m^2$ at the RF power of 25 W, $O_2$ plasma treatment of ITO surface was result in lowering the operating voltage and improving luminance of PMOLED.

• 한국분말재료학회지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.285-290
• /
• 2012

The present study was focused on the analysis of the electric and thermal properties of spark plasma sintered $Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_3$ thermoelectric material. The crystal structure, microstructure, electric and thermal properties of the sintered body were evaluated by measuring XRD, SEM, electric resistivity, Hall effect and thermal conductivity. The $Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_3$ sintered body showed anisotropic crystal structure. The c-axis of the $Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_3$ crystal aligned in a parallel direction with applied pressure during spark plasma sintering. The degree of the crystal alignment increased with increasing sintering temperature and sintering time. The electric resistivity and thermal conductivity of the $Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_3$ sintered body showed anisotropic characteristics result from crystal alignment.