• 한국표면공학회지
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• 제29권5호
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• pp.549-555
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• 1996

Diamond Like Carbon film is amorphous film which is considered to consist of three coordinate graphite structure and tetrahedron coordinate diamond structure. Its hardness, thermal conductivity and chemical stability are nearly to one of diamond. It is well known to become semi-conductor by doping of inpurity. In this study Diamond Like Carbon film was synthesized by Microwave Plasma CVD in the gas mixture of hydrogen-methan-nitrogen and doped of nitrogen on the single-crystal silicon or silica glass. The temperature of substrate and nitrogen concentration in the gas mixture had an effect on the bonding state, structural properties and conduction mechanism. The surface morphology was observed by Scanning Electron Microscope. The strucure was analyzed by laser Raman spectrometry. The bonding state was evaluated by electron spectroscopy. Diamond Like Carbon film synthesized was amorphous carbon containing the $sp^2$ and $sp^3$ carbon cluster. The number of $sp^2$ bonding increased as nitrogen concentration increased from 0 to 40 vol% in the feed gas at 1233K substrate temperature and at $7.4\times10^3$ Pa. Increase of nitrogen concentration made Diamond Like Carbon to be amorphous and the doze of nitragen could be controlled by nitrogen concentration of feed gas.

• 한국진공학회지
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• 제12권1호
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• pp.25-34
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• 2003

탄소 원자 간의 interaction potential로서 Tersoff에 의해 제안된 반 경험적인 potential을 이용하여 고경질 탄소박막의 합성 거동을 전산 모사하였다. 고에너지의 탄소익사를 diamond (100) 표면에 충돌시켜 고밀도의 비정질 탄소박막을 만들 수 있었으며, 전산모사에 의해 합성된 탄소 박막의 물성과 Shin 등이 발표한 filtered cathodic arc 공정에 의해 합성된 탄소의 물성을 비교하였다. ta-C 합성 실험에서 관찰된 바와 같이 최적의 에너지 영역에서 다이아몬드에 가장 유사한 물성의 필름이 합성되었으며, 이때의 입사원자 에너지인 50 eV 는 실험적으로 최적의 필름이 얻어지는 조건에서의 탄소이온 에너지와 유사하였다. 전산모사에 의해 합성된 박막은 비정질이었으며, 다이아몬드 lattice에 해당하는 short range order를 가지긴 있었다. 그러나, 최적의 에너지 조건에서는 2.1 $\AA$의 거리의 준안정 site에 탄소들이 많이 존재하는 것을 알 수 있었는데, 이는 필름 표면의 국부적 급냉효과가 최대가 되는 조건과 일치하였다. 이러한 결과는 다이아몬드상 카본필름의 합성에 있어서, 고 에너지의 탄소인자가 충돌하면서 발생하는 국소적인 열에너지의 증가가 가장 빨리 제거되는 조건에서 최적의 물성을 가지는 경질탄소 필름이 형성되는 것을 보여주고 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1994년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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• pp.243-245
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• 1994

We synthesized the conducting diamond-like carbon films using plasma-enhanced chemical vapor deposition and analysized its characteristics. We obtained the metal-containing diamond-like carbon films using $CH_4$, Ar gas and aluminum target. We observed the changes of electrical conductivity, microhardness and surface morphology according to $Ar/CH_4$ ratio, substrate bias and target bias. As the target bias and $Ar/CH_4$ ratio increase and the substrate bias decreases, the electrical conductivity and surface roughness increase. The increase of hardness involves decrease of the electrical conductivity. Metal-containing amorphous hydrogenated carbon films show improved adhesion on metal substrates compared to pure diamond-like carbon films and better electrical conductivity.

• 한국기계가공학회지
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• 제21권5호
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• pp.77-83
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• 2022

A high-hardness tool material is required to reduce extreme abrasive wear when drilling carbon fiber reinforced plastic (CFRP). Single-crystal diamond is the hardest material in the world, but it is very expensive to be used as a cutting tool. Polycrystalline diamond (PCD) is a diamond grit fused at a high temperature and pressure, and diamond-like carbon (DLC) is an amorphous carbon with high hardness. This study compares DLC coatings and PCD inserts to conventional TiAlN-coated tungsten carbide drills. In fiberglass and carbon fiber reinforced polymer drilling, the tool wear of DLC-coated carbide was approximately half that of TiAlN-coated tools, and slight tool wear occurred in the case of PCD insert end drills.

• 한국진공학회지
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• 제7권3호
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• pp.248-254
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• 1998

PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 방법을 이용하여 비정질 고 상 탄소 박막의 하나인 유사 다이아몬드(Diamond-Like-Carbon; DLC) 박막을 증착하였다. FT-IR Spectroscopy와 Raman Scattering 등을 통해 박막의 구조적 특징을 조사하였는데, 박막은 microcrystalline diamond domain과 graphitelike carbon domain들이 수소화된 $sp^3$사 면체 구조의 비정질 탄소에 의해 그물 구조로 연결되어진 것으로 보인다. 이러한 추정은 I-V 특성 조사의 결과와도 좋은 일치를 보이는데, 특히 I-V조사에서는 전류의 갑작스러운 증가가 관측되어졌으며 이것은 graphitelike carbon domin들간의 전자 tunneling 현상으로 이해되어진다. 그리고 대단히 얇은 탄소 박막에 대한 Raman산란 조사에서는 증착 초기 상 태에 $\beta$-SiC층이 형성되어지는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.101-101
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• 2016

DLC(Diamond Like Carbon)막은 그 물성의 다양함으로 인하여 산업기계, 금형, 공구, 광학 및 수송기기의 파워셀 부품등 많은 산업분야에 활용되고 있다. 일반적으로 DLC막은 증착에 사용되는 카본의 원료에 따라 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 이는 탄화 수소계 가스(CxHy)를 사용하여 증착된 a-C:H(amorphous Hydro-Carbon)과 고체 카본을 사용하는 a-C(amorphous Carbon)이다. 또한 a-C 중 진공 아크 공법으로 제작된 막(ta-C : tetrahedral amorphous-Carbon)은 다이아몬드 성분인 sp3의 분률이 높아, 그 경도는 40 - 85 GPa 이상이며, 무수소화로 500도 이상의 고온에서도 그 물성의 변화가 적어 그 활용도가 높아지고 있다. 하지만 높은 경도와 더불어 막의 잔류응력이 높아 3 um 이상 후막화하는 것은 어렵다. 이는 높은 잔류응력으로 인한 막의 증착시, 막 자체가 파손되거나, 기판과 막사이의 계면 밀착력이 약하여 박리되거나, 또는 높은 밀착력으로 인하여 모재가 파손되는 등 다양한 문제를 발생한다. 본 연구에서는 이 고경도 무수소 DLC막(ta-C)의 후막화하는 방안으로 주요 코팅 변수와 잔류응력과의 관계를 에너지 관점에서 파악하고 이를 활용 잔류응력을 제어하여 할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.434-434
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• 2011

Electrochemical method have been employed in this work to modify the chemical vapour deposited nitrogen doped hydrogen amorphous diamond-like carbon (N-DLC) film to fabricate nickel and copper nano particle modified N-DLC electrodes. The electrochemical behaviour of the metal nano particle modified N-DLC electrodes have been characterized at the presence of glucose in electrolyte. Meanwhile, the N-DLC film structure and the morphology of metal nano particles on the N-DLC surface have been investigated using micro-Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and atomic force microscopy. The nickel nano particle modified N-DLC electrode exhibits a high catalytic activity and low background current, while the advantage of copper modified N-DLC electrode is drawn back by copper oxidizations at anodic potentials. The results show that metal nano particle modification of N-DLC surface could be a promising method for controlling the electrochemical properties of N-DLC electrodes.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권1호
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• pp.49-53
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• 2011

Diamond-like carbon (DLC)은 $Sp^3$ 결합분율이 높은 준안정 상태의 비정질 탄소물질로 이루어진 박막이다. DLC는 기계적 특성, 화학적 특성, 윤활 특성뿐만 아니라 광학적, 전기적 특성 또한 우수한 물질이다. 본 연구에서는 DLC 박막을 그라파이트(graphite) 타깃을 출발 물질로 하여 고주파 마그네트론 스퍼터(RF magnetron sputter)로 $SiO_2$ 기판 상에 증착하였다. 증착된 DLC 박막은 후 열처리를 하였으며 열처리 온도에 따른 DLC 박막의 특성 변화를 관찰하였다. 열처리는 진공에서 급속가열법(rapid thermal process)으로 $300{\sim}500^{\circ}C$ 범위에서 시행하였다. 열처리된 DLC 박막은 전기적 특성 평가를 위하여 Hall 계수 측정기를 이용하여 상온 비저항을 측정하였으며 표면 변화를 확인하기 위하여 원자력 현미경(atomic force microscopy)을 이용하여 표면형상 변화를 관찰 하였다. 또한 표면특성, 비저항 특성 변화와 구조적 특성 변화와의 관계를 확인하기 위하여 X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)과 라만 분광법을 이용하여 열처리에 따른 DLC 박막의 구조 변화를 관찰하였다.

• 대한화학회지
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• 제34권5호
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• pp.396-403
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• 1990

일반적인 화학증기증착(CVD : Chemical Vapor Deposition)실험에서 반응기작을 연구할 수 있는 LPCVD (Low Pressure CVD) 장치의 설계 및 제작에 관한 것과, 특히 이 장치를 이용하여 메탄, 수소의 혼합기체와 헬륨을 완충(buffer) 가스로 사용하여 p-type (111) Si wafer 위에 다이아몬드 박막(diamond film)을 얻고자 시도한 것에 대하여 기술하였다. 실험은 두 가지 방법으로 나누어서 행하였다. (1) Si wafer를 반응기 안에 있는 heater(약 480$^{\circ}C$)위에 놓고 두 개의 다른 inlet 가스관을 사용하여 실험하였다. Posphoric acid로 coating된 하나의 관은 microwave discharge시킨 수소 기체를 흘려주는데 사용하였고, 다른 관은 discharge시키지 않은 메탄 기체를 흘려주는데 사용하였다. 그 결과로 무정형 탄소 뭉치 화합물(amorphous carbon cluster)을 얻었다. (2) 수소와 메탄을 동시에 discharge시켜 plasma 상태인 discharge tube안에 Si wafer을 넣고 증착시켜, 그 결과로 다이아몬드 구조를 갖은 반응생성물을 얻었다.

• Tribology and Lubricants
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• 제20권3호
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• pp.125-131
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• 2004

Nano-wear behavior of amorphous carbon films was studied by Atomic Force Microscopy. The a-C films are deposited on Si(100) substrate by DC magnetron sputtering method. The influences of different surface roughness on the nano-wear are investigated. Nano-wear tests were carried out using a very sharp diamond coated tip. Its spring constant was 1.6 N/m and radius of curvature was 110 nm. Normal force used in the wear tests ranged 0 to 400 nN. It was found that surface depression occurred during scratching because of plastic deformation and abrasive wear (cutting St ploughing). Wear depth increased linearly with normal force. Changing the surface roughness variables according to the bias pulse control, the less surface roughness decreased the wear depth. The thickness did not affect the wear resistance.