The microwave discharge ion engine generates plasmas of both the main ion source and the neutralizer using 4㎓ microwave without discharge electrodes and hollow cathodes, so that long life and durability against oxygen and air are expected. The MUSES-C “HAYABUSA” asteroid explorer installing four microwave discharge ion engines “$\mu$10s” was launched into deep space by M-V rocket No.5 on May 9, 2003. After vacuum exposure and several runs of baking for reduction of residual gas the ion engine system established the continuous acceleration of the spacecraft toward the asteroid “ITOKAWA”. The Doppler shift measurement of the communication microwave revealed the performance of ion engines, which is 8mN thrust force for a single unit with 3,200sec specific impulse at 23mN/㎾ thrust power ratio. At the end of 2003 the accumulated operational time exceeded 8,000 hour and unit. HAYABUSA will execute the Earth swing-by on June 2004 and arrive at the asteroid in 2005 and return to Earth in 2007.
마이크로웨이브를 이용한 플라즈마 소스의 경우 동작 압력 범위가 넓고 전자가열이 효율적이며, 낮은 이온에너지를 갖는 고밀도의 플라즈마를 발생시킬 수 있는 장점이 있어 최근 많은 연구가 되고 있다. 그 중에서 본 연구에 이용된 선형 안테나를 사용하는 마이크로웨이브 플라즈마 장치는 구성이 간단하고, 직 병렬 결합을 통해 고효율, 고밀도의 플라즈마 생성이 가능한 장점이 있다. 본 연구에서는 선형 안테나를 사용하는 마이크로웨이브 플라즈마 소스의 구조에 따른 특성 변화를 2차원 유체 시뮬레이션을 통하여 검증하였다. Maxwell's equation, Continuity equation, Electromagnetic wave equation 등을 이용해 동축관의 유전율과 Gap size에 따른 특성 변화를 관찰하였다. 동축 형태의 도파관을 따라 전달되는 Wave의 파장을 조절하도록 구조를 변화시켜 플라즈마 특성의 변화를 관찰하고 분석하였다.
마이크로웨이브를 이용한 플라즈마는 효율적인 전자가열이 가능하며, 낮은 이온에너지를 가지는 고밀도 플라즈마를 생성시킬 수 있다는 장점이 있다. 최근 산화물 반도체 및 대화면 디스플레이 장치내 소자의 보호막 증착용으로 저온 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정 및 장치의 필요성에 따라 마이크로웨이브를 이용한 PECVD 장치가 주목 받고 있다. 본 연구에서는 실리콘 나이트라이드 공정 장치 개발을 위한 2차원 시뮬레이션 모델을 완성하였다. Global modeling을 이용하여 확보한 Chemical reaction data에 대한 검증을 하였다. Maxwell's equation, continuity equation, electromagnetic wave equation 등을 이용하여 Microwave의 파워 및 압력에 따른 전자 밀도, 전자 온도등의 플라즈마 변수의 변화를 관찰하였다. 또한 Navier Stokes equation을 추가하여 챔버 내의 Gas flow의 흐름을 고려한 시뮬레이션을 진행하여 분석하였다.
Flexible device 및 OLED 디스플레이 제조를 위한 산화물 반도체 보호막 증착 및 encapsulation 공정을 위해 균일한 대면적 플라즈마를 만들기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 초고주파 플라즈마는 고밀도, 고효율의 플라즈마를 저진공에서 쉽게 생성시킬 수 있고 다양한 전력결합방법을 통해 대면적 확장성이 우수한 장점이 있다. 본 연구에서는 TEM 웨이브가이드로 파워가 전달되는 선형 초고주파 플라즈마 소스에 대한 2차원축대칭 유체 시뮬레이션을 수행하였다. Ar 가스 압력과 초고주파 입력전력이 증가함에 따라 전자밀도가 증가하였고 도파관 방향으로 플라즈마의 길이가 증가함이 관측되었다. Quartz Tube 표면 가까이에서 전자밀도가 가장 높게 나타났다. 전자의 에너지 손실 채널중 가장 많은 부분을 차지하는 것은 여기종 생성에 따른 에너지 손실이었으며 탄성 충돌에 의한 에너지 손실이 두 번째로 큰 부분을 차지하였다.
Although the demand of ready-to-eat (RTE) foods such as Kimbab is growing, large quantities and wide distribution of these foods is difficult due to their short shelf-life, exposed packaging with hygienic risk, and decreased quality at refrigerator temperatures. This study was undertaken to develop preservation and storage methods to extend the shelf-life of RTE rice products using microwave and packaging methods such as vacuum and modified atmosphere packages. RTE rice ball samples inoculated with Escherichia coli, Salmonella Typhimurium, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus or Bacillus cereus were microwave treated for 0, 30, 60, 90 and 120 seconds. Populations of pathogens on the rice balls were significantly reduced with an increase in treatment time. There were more than 5 log reductions of all pathogens when the samples were microwave treated for 60 seconds. RTE rice balls inoculated with two pathogens (S. aureus and B. cereus) were packaged via air, vacuum, $N_2$ gas, and $CO_2$ gas following microwave treatment for 90 seconds. The initial S. aureus and B. cereus concentration before treatment was 7.60 and 6.59 log CFU/g, and these levels were reduced by 3.37 and 2.18 log CFU/g after microwave treatment. The levels of pathogens were significantly increased during storage time at room temperature. $CO_2$ packaging was the most effective at inhibiting microbial growth among the tested packaging methods. The levels of total mesophilic count, S. aureus and B. cereus after 5 days of storage were 7.7, 8.8 and 9.3 log CFU/g in air packaged samples and 2.4, 3.2 and 8.3 log CFU/g in $CO_2$ gas packaged samples, respectively. However, after 3 days of storage higher levels of B. cereus were observed in all samples, indicating that the samples were not safe to be consumed. Base on these results, microwave treatment and MAP packaging methods using $CO_2$ gas could be used as a potential method for extending the shelf-life of RTE foods.
국내에 많이 조림되어 있는 은사시나무(Populus alba×P. glandulosa)의 효율적인 건조를 위해 기본적인 물리적 성질을 조사하였다. 캠퍼스에서 벌채한 원목을 32 mm 판목 판재로 제재하여 관행열기건조(저온건조), 고온건조, 마이크로파-진공(MW/V)건조의 3가지 방식으로 건조하여 건조속도, 건조결함, 길이방향 수분경사, 색상 등을 비교하였다. 평균생재비중(전건무게-생재부피 기준)은 0.349±0.074였으며, 심재의 생재함수율은 200% 내외, 변재는 100%내외로 심재 함수율이 더 높았다. 생재에서 전건까지의 수축율은 방사방향과 접선방향이 각각 2.4%와 7.3%였으며 심·변재간 차이는 없었다. 생재에서 함수율 10%까지 건조시간은 컨디쇼닝시간을 제외하고 저온건조는 65시간, 고온건조는 35시간, MW/V건조는 22시간이었으며, 건조목 표면을 색차계로 조사한 결과 MW/V건조 판재의 색상이 가장 밝고 깨끗하였다.
A small diameter of SiC fiber mat can produce much higher heat under microwave irradiation than the other types of SiC materials. Fabrication of high strength SiC fiber consists of iodine vapor curing on polycarbosilane precursor and heat treatment process. The curing stage of polycarbosilane fiber was maintained at $150-200^{\circ}C$ in a vacuum condition under the iodine vapor to fabricate a high thermal radiation SiC fiber. The structure and morphology of the fibers were characterized by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, thermogravimetric analysis (TG) and scanning electron microscopy (SEM). In this study, the thermal properties of SiC fiber mats under microwave have been analyzed with an IR thermal camera and its image analyzer. The prepared SiC fiber mats radiated high temperature with extremely high heating rate up to $1100^{\circ}C$ in 30 seconds. The fabricated SiC fiber mats were not oxidized after the heat radiation process under the microwave irradiation.
본 연구에서는 열화학기상증착법과 나노구조의 Fe/$Al_2O_3$/Si 촉매층을 이용하여 단일벽 탄소나노튜브를 합성하고 마이크로웨이브 조사를 통해 금속성 단일벽 탄소나노튜브를 선택적으로 제거하고 반도체성 단일벽 탄소나노튜브를 분리하였다. 조사시간의 변화에 따른 단일벽 탄소나노튜브의 전기적, 구조적 특성을 분석한 결과, 조사시간이 120초인 경우, 금속성의 단일벽 탄소나노튜브가 선택적으로 제거되어 약 95%의 반도체성 단일벽 탄소나노튜브를 분리할 수 있었으며, 뿐만 아니라 남아있는 반도체성 단일벽 탄소나노튜브가 손상 없이 우수한 결정성을 지니는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 방법은 반도체성 단일벽 탄소 나노튜브를 기반으로 한 전계효과 트랜지스터 및 다양한 나노전자소자의 응용에 유용한 정보를 제공하리라 기대한다.
마이크로플라즈마 화학기상증착법(microwave plasma enhanced chemical vapor deposition, MPCVD)에 의하여 형성된 비정질 탄소 박막의 효율적인 도핑 공정을 위하여, 비정질 탄소 박막의 성장 직전 nucleated seed 상태의 기판 혹은 일부 성장된 박막 위에 비소(As) 이온을 이온 주입하였고 그 직후 다시 MPCVD에 의하여 박막을 성장시켰다. MPCVD에 의한 성장 자체가 약 $500{\sim}600^{\circ}C$ 온도에서의 어닐링 공정을 대체할 수 있으므로, 기존의 이온 주입 후 별도의 어닐링 공정과 비교 시 간략화된 공정으로도 어닐링 효과가 있다고 할 수 있다. 이온 주입 후 박막 성장으로 어닐링 효과를 얻은 비정질 탄소 박막의 경우, $2.5V/{\mu}m$의 전계에서 약 $0.1mA/cm^2$의 전계 방출 특성을 관찰할 수 있었고 또한 라만 스펙트럼 특성에서도 다이아몬드 특성 및 그래파이트 특성 모두 뚜렷이 관찰되었다. 전기적, 구조적 특성 관찰로부터 이온 주입된 As 이온이 자동 어닐링 효과에 의해 충분히 비정질 탄소 박막에 도핑되었다고 할 수 있다.
A drying machine for discarded Citrus scrap was developed in this study. The Citrus produced in Jeju Province was treated as wastes (a) after making a beverage, such as drinking juice, and (b) if the size of the product did not fit with its agricultural product criteria. Various types of drying machine were developed in this study, and different kinds of technologies were combined improve the performance. To enhance the performance, the system was maintained in a vacuum state, and a high frequency micro wave was activated to the waste Citrus scrap, to heat up the moisture inside the Citrus kernels. The frequency of the micro-wave was 2.6 GHz, which is the resonant frequency of the molecules. Experiments were conducted with a vacuum of 50, 100, 150, 300, 500, and 700 mbar. The waste Citrus scrap has two types of status : (a) original scrap, and (b) mixed with blender. As results, specimen (a) shows a 0.13 g/sec evaporation rate, while specimen (b) shows a 0.19 g/sec rate, at 50 mbar of environment vacuum condition. For the drying efficiency, specimens (a) and (b) show 0.15 g/W and 0.24 g/W, respectively.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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