• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.13 no.2
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• pp.86-91
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• 2004

Transiton-metal gallides attract wide interest as a candidate for high-temperature structural materials. In a wide composition range, in which it was known that Co-Ga alloy have CsCl (B2) crystallographic structure, a systematic study on the correlation between physical properties and electronic structures of Co-gallides was performed. $Co_{l-x}Ga$ $_{x}$ alloys ($0.35\leq$x$\leq0.55$) were prepared by arc-melting method and were annealed at $1000 ^{\circ}C$ for 48hour to increase the homogeneity. In this composition range all the prepared alloys have the CsCl (B2) structure. The chemical states and the electronic structure were studied by using x-ray photoemission spectroscopy (XPS), and x-ray absorption near-edge structure (XANES), and exhibit different physical properties depending on the composition. During the annealing, a significant oxidation has happened and all the oxygen atoms are incorporated with the Ga atoms to form a $Ga_2O_3$ phase. In a view point of electronic structure, the $Co_{l-x}Ga$ $_{x}$ alloys were formed by the Ga(p) - Co(d) hybridization.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.246-246
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• 2012

Smart catalyst design though novel catalyst preparation methods can improve catalytic activity of transition metals on reducible oxide supports such as titania by enhancement of metal oxide interface effects. In this work, we investigated Pt nanoparticles/titania catalysts under CO oxidation reaction by using novel preparation methods in order to enhance its catalytic activity by optimizing metal oxide interface. Arc plasma deposition (APD) and metal impregnation techniques are employed to achieve Pt metal deposition on titania supports which are prepared by multi-target sputtering and Sol-gel techniques. In order to tailor metal-support interface for catalytic CO oxidation reaction, Pt nanoparticles and thin films are deposited in varying surface coverages on sputtered titania films using APD. To assess the role of oxide support at the interface, APD-Pt is deposited on sputtered and Sol-gel prepared titania films. Lastly, characteristics of APD-Pt process are compared with Pt impregnation technique. Our results show that activity of Pt nanoparticles is improved when supported over Sol-Gel prepared titania than sputtered titania film. It is suggested that this enhanced activity can be partly ascribed to a very rough titania surface with the higher free metal surface area and higher number of sites at the interface between the metal and the support. Also, APD-Pt shows superior catalytic activity under CO oxidation as compared to Pt impregnation on sputtered titania support. XPS results show that bulk oxide is formed on Pt when deposited through impregnation and has higher proportion of oxidized Pt in the form of $Pt^{2+/4+}$ oxidation states than Pt metal. APD-Pt shows, however, mild oxidation with large proportion of active Pt metal. APD-Pt also shows trend of increasing CO oxidation activity with number of shots. The activity continues to increase with surface coverage beyond 100%, thus suggesting a very rough and porous Pt films with higher active surface metal sites due to an increased surface area available for the reactant CO and $O_2$ molecules. The results suggest a novel approach for systematic investigation into metal oxide interface by rational catalysts design which can be extended to other metal-support systems in the future.

• The Journal of Korean Society for Radiation Therapy
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• v.33
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• pp.137-144
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• 2021

Purpose : The usability of X-Jaw split VMAT was evaluated by comparative analysis of the dose distribution between the treatment plan divided by X-Jaw and Full field VMAT treatment plan in left breast cancer treatment including supraclavicular lymph nodes. Materials and Methods : 10 patients with left breast cancer, including supraclavicular lymph nodes, were simulated using vacuum cushion, and 2 Full field Arc VMAT and 4 X-Jaw split Arc VMAT were planned The treatment plan was designed to include more than 95% of the Planning Target Volume (PTV) and to be minimally irradiated in the surrounding Organ at risk (OAR). Dose analysis of PTV and OAR was performed through dose volume histogram (DVH). Results : The Full field VMAT treatment plan and the X-Jaw split VMAT treatment plan of 10 patients were expressed as average values and compared. The difference between the two treatment plans was not large, with a Conformity index (CI) of 1.05±0.04, 1.04±0.03, and a Homogeneity index (HI) of 1.07±0.008, 1.07±0.009. For OAR, V5 in the left lung is 56.1±6.50%, 50.4±6.30%, and V20 is 20.0±4.15%, 13.52±3.61%. Compared to Full field VMAT, V5 decreased by 10.0% V20 by 32.6% in X-Jaw split VMAT. The V30 of the heart is 3.68±1.85%, 2.23±1.52%, and the Mean dose is 8.93±1.65 Gy, 7.67±1.52 Gy. In the X-Jaw split VMAT, V30 decreased by 39.3% and the Mean dose decreased by 14.1%. The left lung and heart, which are normal tissues, were found to have a statistical significance of that p-value is less than 0.05. Conclusion : In the case of left breast cancer treatment, which includes Supraclavicular lymph nodes with a large PTV volume and a length of X Jaw of 15 cm or more, the X-Jaw split VMAT shows improved dose distribution, which can reduce radiation dose of OAR such as lungs and heart, while maintaining similar PTV coverage with HI and CI equivalent to Full field VMAT. It is thought to be effective in reducing radiation complications.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.141.2-141.2
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• 2015

교류임피던스 측정기법을 이용하여 전기화학적으로 외부환경에서 소재 금속까지 물질 및 전하이동에 관한 임피던스 측정이 가능하며 도막의 부식 및 노화정도 및 내식성의 평가가 가능하여 산업체에서 널리 이용되고 있다. RPCS(Remote Plasma Cleaning Source)는 패널 및 반도체 제조공정에서 CVD 증착공정 후 챔버 내부에 입혀지는 Si(실리콘)을 화학적으로 세정하기 위한 F(불소) Radical을 공급하는 원격 고밀도 플라즈마를 발생시키는 제품이다. RPCS의 바디는 알루미늄을 사용하고 절연 및 플라즈마에 대한 내구성을 확보하기 위해 아노다이징 코팅을 한다. 반응기 내벽의 표면이 공정 플라즈마에 노출될 때 소재는 화학적으로 매우 활성이 높은 라디칼과의 반응뿐만 아니라 이온의 충격을 동시에 받게 되며 이 과정에서 다량의 불소 (Fluorine) 라디칼과 전계에 반응한 이온의 운동에 노출되면서 아노다이징 코팅이 손상되는데 이는 기기의 수명 단축 및 파티클을 발생시키며, Arc의 원인이 되기도 한다. 실제 사용 환경에서는 기기의 분해 없이 아노다이징의 상태를 주기적으로 모니터링 하기가 대단히 어려워, 정기적으로 교체하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 RPCS내 발생된 플라즈마 현상을 컨덕터로 활용하여 고주파 리액턴스를 임피던스로 환산하여 아노다이징 코팅의 손상 정도를 진단 및 모니터링하였다. 아노다이징이 손상된 내부 블럭과 정상상태인 내부 블럭의 임피던스를 비교하였고, 아노다이징 두께별 임피던스를 측정하였다. 그 결과 아노다이징 절연막이 손상된 블록의 임피던스가 정상 블록에 비해 낮았으며 두께별 임피던스도 비례함을 알 수 있었다. 향후에는 장기간 현장에서 축척되어진 시험데이터를 바탕으로 아노다이징 코팅의 수명예측진단 시스템을 구축하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.616-616
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• 2013

그래핀(Graphene)은 열전도도가 높고 전자 이동도(200,000 cm2V-1s-1)가 우수한 전기적 특성을 가지고 있어 전계 효과 트랜지스터(Field effect transistor; FET), 유기 전자 소자(Organic electronic device)와 광전자 소자(Optoelectronic device) 같은 반도체 소자에 응용 가능하다. 최근에는 아크 방출(Arc discharge method), 화학적 기상 증착법(Chemical vapor deposition; CVD), 이온-조사법(Ionirradiation)등을 이용한 이종원자(Hetero atom)도핑과 화학적 처리를 이용한 기능화(Functionalization)등의 방법으로 그래핀의 전도도를 향상시킬 수 있었다. 그러나 이러한 방법들은 기판의 표면을 거칠게 하며, 그래핀에 많은 결함들이 발생한다는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 자가조립 단층막법(Self-assembled monolayers; SAMs)을 이용하여 기판을 기능화한 후 그 위에 그래핀을 전사하면, 자가조립 단층막의 기능기에 따라 그래핀의 일함수를 조절 가능하고 운반자 농도나 도핑 유형을 변화시켜 소자의 전기적 특성을 최적화 할 수 있다 [1-3]. 본 연구에서는 PET(polyethylene terephthalate) 기판에 SAMs를 이용하여 유연하고 투명한 그래핀 전극을 제작하였다. 산소 플라즈마와 3-Aminopropyltriethoxysilane (APTES)를 이용하여 PET 기판 표면 위에 하이드록실 기(Hydroxyl group; -OH)와 아민 기(Amine group; -NH2)를 순차적으로 기능화 하였고, 그 위에 화학적 기상 증착법을 이용하여 합성한 대면적의 균일한 그래핀을 전사하였다. PET 기판 위에 NH2 그룹이 존재하는 것을 접촉각 측정(Contact angle measurement)과 X-선 광전자 분광법(Xray photoelectron spectroscopy: XPS)을 통해 확인하였으며, NH2그룹에 의해 그래핀에 도핑 효과가 나타난 것을 라만 분광법(Raman spectroscopy)과 전류-전압 특성곡선(I-V characteristic curve)을 이용하여 확인하였다. 본 연구 결과는 유연하고 투명한 기판 위에 안정적이면서 패턴이 가능하기 때문에 그래핀을 기반으로 하는 반도체 소자에 적용 가능할 것이라 예상된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.177-177
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• 2010

티타늄 화합물은 뛰어난 물리적 특성과 인체 무해성을 가지고 있어 생체, 내식 및 내마모 재료 등에 널리 응용되고 있으며, 다양한 색상 구현을 통한 미려한 외관 등 기능성을 위한 표면처리 분야에도 많은 관심을 받고 있다. 이중 질화 티타늄은 금색을 대체할 수 있는 물질로 코팅방법과 기판온도, 바이어스, 질소유량 등과 같은 공정변수 제어를 통해 그 물성을 변화시킬 수 있어 기능적 측면과 함께 미려한 외관처리에 응용이 가능하다. 본 연구에서는 아크(cathodic arc) 코팅 시스템을 이용하여 다양한 조건에서 TiN 박막을 제조하고 그 특성을 평가하였다. 아크 장비는 화합물 박막을 코팅할 수 있는 아크 소스와 시편 홀더, 가스 주입구, 시편 가열장치 그리고 배기 장치로 구성되어 있고, 아크 소스에 장착된 타겟은 99.5%의 Ti 타겟을 사용하였다. 시편과 타겟 간의 거리는 약 31cm이며, 시편은 알코올과 아세톤으로 초음파 세척 된 강판(냉연 강판), 실리콘 웨이퍼를 사용하였다. 시편을 진공용기에 장착하고 ${\sim}10^{-6}$ Torr까지 진공배기를 실시하고, Ar 가스를 진공용기 내로 공급하여 ${\sim}10^{-4}$ Torr에서 시편에 bias (Pulse : 400V)를 인가한 후 아크를 발생시켜 약 5분간 청정을 실시하였다. 플라즈마 청정이 끝나면 시편에 인가된 bias를 차단하고, 질소 유량, 온도, bias, 시간 등의 공정변수에 따라 코팅을 실시하였다. 질소의 유량이 80sccm 일 때, Ti 금속 결정구조가 나타났는데, 이는 질소와 충분하게 반응하지 못한 Ti이 기판에 코팅되어 나타나는 현상으로 판단된다. 색상변화에서는 질소 유량이 증가함에 따라 노란색이 짙어지며, TiN은 시편에 인가되는 bias 전압이 높아질수록 붉은색이 증가하고, 온도에 따른 큰 변화는 관찰되지 않았다. 공정변수에 따른 반사율 변화는 TiN의 경우 질소 가스 유량이 200sccm, bias 150V, 공정 온도 200도에서 반사율이 가장 높았으며, 코팅 시간이 짧을수록 반사율이 높아지는 경향을 나타냈다. 따라서 본 연구에서 얻어진 결과를 외관 코팅 분야에 응용한다면 장식성과 외관의 경도, 내마모성, 내식성의 향상 등 많은 장점을 가질 것으로 예상된다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.16 no.6
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• pp.52-57
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• 1999

Funtional metal prototypes are often required in numerous industrial applications. These components are typically needed in the early stage of a project to determine form, fit and function. Recent R/P(Rapid Prototyping) part are made of soft materials such as plastics, wax, paper, these master models cannot be employed durable test in real harsh working environment. Parts by direct metal rapid tooling method, such as laser sintering, by now are hard to get net shape, pores of the green parts of powder casting method must be infiltrated to get proper strength as tool, and new type of 3D direct tooling system combining fabrication welding arc and cutting process is reported by song etc. But a system which can build directly 3D parts of high performance functional material as metal part would need long period of system development, massive investment and other serious obstacles, such as patent. In this paper, through the rapid tooling process as silicon rubber molding using R/P master model, and fabricate wax pattern in that silicon rubber mold using vacuum casting method, then we tranlsated the wax patterns to numerous metal prototypes by new investment casting process combined conventional investment casting with rapid pototyping & rapid tooling process. with this wax-injection-mold-free investment casting, we developed new investment casting process of fabricating numerous functional metal prototypes from one master model, combined 3-D CAD, R/P and conventional investment casting and tried to expect net shape measuring total dimension shrinkage from R/P part to metal part.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1998.02a
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• pp.133-133
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• 1998

In the thin film alloy formation of the transition metals ion-beam-mixing technique forms a metastable structure which cannot be found in the arc-melted metal alloys. Sppecifically it is well known that the studies about the electronic structure of ion-beam-mixed alloys pprovide the useful information in understanding the metastable structures in the metal alloy. We studied the electronic change in the ion-beam-mixed ppt-Ct alloys by XppS and XANES. These analysis tools pprovide us information about the charge transfer in the valence band of intermetallic bonding. The multi-layered films were depposited on the SiO2 substrate by the sequential electron beam evapporation at a ppressure of less than 5$\times$10-7 Torr. These compprise of 4 ppairs of ppt and Cu layers where thicknesses of each layer were varied in order to change the alloy compposition. Ion-beam-mixing pprocess was carried out with 80 keV Ae+ ions with a dose of $1.5\times$ 1016 Ar+/cm2 at room tempperature. The core and valence level energy shift in these system were investigated by x-ray pphotoelectron sppectroscoppy(XppS) pphotoelectrons were excited by monochromatized Al K ａ(1486.6 eV) The ppass energy of the hemisppherical analyzer was 23.5 eV. Core-level binding energies were calibrated with the Fermi level edge. ppt L3-edge and Cu K-edge XANES sppectra were measured with the flourescence mode detector at the 3C1 beam line of the ppLS (ppohang light source). By using the change of White line(WL) area of the each metal sites and the core level shift we can obtain the information about the electrons pparticippating in the intermetallic bonding of the ion-beam-mixed alloys.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1998.02a
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• pp.135-136
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• 1998

By the ion bombardment the original discrete layered structure is damaged and a uniformly mixed layer is formed by the intermixing of the films. Immediately after this dynamic cascade mixing a structure of this mixed layer is likely to be a mixture of randomly distributed atoms. Subsequently the mixed layered structure becomes a non-equilibrium structure such as the metastable pphase because the kinetic energies of the incident ions rappidly dissippate and host atoms within the collision cascade region are quenched from a highly energetic state. The formation of the metastable transition metal alloys using ion-beam-mixing has been extensively studied for many years because of their sppecific ppropperties that differ from those of bulk materials. in ion-beam-mixing the alloy or comppound is formed due to the atomic interaction between different sppecies during ion bombardment. in this study the metastable pphase formed by ion-beam-mixing pprocess is comppared with equilibrium one by arc-melting method by GXRD and XAS. Therfore we studied the fundamental characteristics of charge redistribution uppon alloying and formation of intermetallic comppounds. The multi-layer films were depposited on a wet-oxidized Si(100) substrate by sequential electron beam evapporation at a ppressure of less than 5$\times$10-7 Torr during depposition. These compprise 4 ppairs of Co and ppt layers where thicknesses of each layer were varied in order to change the alloy compposition.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.198-198
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• 2011

단분산 결정질 실리콘 나노입자 (<10 nm)는 양자점 효과로 인한 선택적 파장 흡수가 가능하므로 태양전지 분야에 응용 가능성이 크다. 특히 입경의 크기가 작아지면 부피대비 표면적이 넓어지기 때문에 태양빛 흡수 면적이 증가한다. 따라서 입자의 크기는 태양전지에서 효율을 결정하는 중요한 요소 중 하나이다. 이러한 이유에서 plasma arc synthesis, laser ablation, pyrolysis 그리고 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등이 실리콘 나노입자를 합성하는데 연구되어 왔으며, 특히 PECVD는 입자 생성과 동시에 균일한 증착이 이루어질 수 있기 때문에 태양전지 제작 시 공정 효율을 높일 수 있다. PECVD를 이용한 나노입자 합성에서 입경을 제어하는데 중요한 전구물질은 Ar과 SiH4가스이다. Ar 가스는 ICP (Inductively Coupled Plasma) 챔버 내부에 가해준 전력을 통해 가속됨으로써 분해되어 Ar plasma가 생성된다. 이는 공급되는 SiH4가스를 분해시켜 핵생성을 유도하고, 그 주위로 성장시킴으로써 실리콘 나노입자가 합성된다. 이때 중요한 변수 중 하나는 핵생성과 입자성장시간의 조절을 통한 입경제어 이다. 또한 공급되는 가스의 유량은 입자가 생성될 때 필요한 화학적 구성비를 결정하므로 입경에 중요한 요소가 된다. 마지막으로 공정압력은 챔버내부의 plasma 구성 요소들의 평균 자유 행로를 결정하여 SiH4가 분해되어 입자가 생성되는 속도와 양을 제어한다. PECVD를 이용한 실리콘 나노입자 형성의 주요 변수는 RF pulse, 가스(Ar, SiH4, H2)의 유량, Plasma power, 공정압력 등이 있다. 본 연구에서는 RF (Radio Frequency) PECVD방법을 이용하여 실리콘 나노입자를 만드는데 필요한 여러 변수들을 제어함으로써 이에 따른 입경분포 차이를 연구하였다. 또한 SEM (Scanning Electron Microscopy)과 SMPS (Scanning Mobility Particle Sizer)를 이용하여 각 변수에 따라 생성된 나노입자의 입경과 농도를 분석하였다. 이 중 plasma power에 따른 입경분포 측정 결과 600W에서 합성된 실리콘 나노입자가 상당히 단분산 된 형태로 나타남을 확인할 수 있었고 향후 다른 변수의 제어, 특히 DC bias 전압과 열을 가함으로써 나노입자의 결정성을 확인하는 추가 연구를 통해 태양전지 제작에 응용 할 수 있을 것으로 예상된다.