• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.125-126
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• 2010

플라즈마 아킹은 PECVD, 플라즈마 식각 그리고 토카막과 같은 플라즈마를 이용하는 여러 공정과 연구 분야에서 문제점을 야기시켜왔다. 하지만, 이에 대한 연구는 아킹 현상의 불규칙성과 과도적인 행동으로 인해 미비한 상태이다. 특히, RF 방전에서의 아킹 연구는 DC 방전에서의 아킹 연구에 비해 많이 부족한 것이 현실이다. 플라즈마 아킹은 집단전자방출(collective electron emission)에 의한 스파크 방전(spark discharge)현상이다. 집단전자방출은 전계방출(field emission)이나 플라즈마와 쉬스를 두고 인접한 표면위에서의 유전분극(dielec emission)에 의해 발생한다. 이렇게 방출된 집단 전자들은 쉬스에서 가속되어 에너지를 얻게 되고 원자와의 충돌로 전자 아발란체를 일으킨다. 이렇게 배가된 전자들은 아킹 스트리머(arcing streamer)를 형성하게 되고 아킹 발생 시 높은 전류와 공정 실패의 원인이 된다. 우리는 $30cm{\times}20cm$ 크기의 사각 전극을 위 아래로 가진 챔버에서 Ar 가스를 RF(13.56 MHz)파워를 이용해 방전시켰다. 방전 전압과 전류는 파워 전극 압단에서 High voltage probe (Tektronix P6015A)와 Current probe (TCPA300 + TCP312)를 이용해 측정했다. 플라즈마 아킹시 변하는 플라즈마 플로팅 포텐셜은 챔버 중앙에 위치한 랑뮈프 프로브에 의해 측정되고 챔버 옆의 뷰포트 앞에 위치한 PM-tube를 이용해 아킹시 변하는 광량을 측정한다. RF 방전에서의 플라즈마 아킹은 아킹시 플로팅 포텐셜의 변화에 의해 크게 세부분으로 나눌 수 있다. 아킹 발생과 동시에 급격히 감소하는 감소부분 (약 2us) 그리고 감소한 포텐셜이 유지되는 유지부분 (약 0~10ms) 그리고 감소했던 포텐셜이 서서히 원래 상태로 회복되는 회복부분(약 100 us)이다. 아킹 초기시 방출된 집단 전자들과 원자들간의 충돌에 의해 형성된 아킹 스트리머는 플라즈마 전체를 단락시키게 되고 이로 인해 플로팅 포텐셜은 급격히 감소하게 된다. 이렇게 감소한 플로팅 포텐셜은 아킹 스트리머가 유지되는 한 계속 감소한 상태를 유지하게 된다. 그리고 플라즈마를 섭동했던 아킹 스트리머가 중단되면 플라즈마는 섭동전의 원래 상태로 돌아가려 하기 때문에 플로팅 포텐셜은 서서히 증가하면서 원래 상태로 회복된다. 플라즈마 아킹 발생시 생성되는 아킹 스트리머는 순간적으로 많은 전자들을 국소적으로 생성하게 되고 이 전자들에 의해 광량이 순간적으로 증가하게 된다. PM-tube (750.4 nm)에 의해 측정된 아킹시 광량은 정상방전 상태의 두배 가량이 된다. 그리고 이 순간적으로 증가된 광량은 시간이 지남에 따라 감소하게 되고 정상방전 일때의 광량이 된다. 광량이 증가한 후 정상방전 상태의 광량에 이르는 부분은 플로팅 포텐셜이 감소한 상태에서 유지되는 부분과 일치하고 이는 플로팅 포텐셜의 유지부분동안 아킹 스트리머가 발생하고 있다는 간접적인 증거가 된다. 그리고 정상 방전 상태 일때의 광량이 되면 아킹 스트리머가 중단되었다는 것이므로 그 시점부터 플로팅 포텐셜은 정산 방전상태 일 때의 포텐셜로 복구되기 시작한다. 이처럼 PM-tube를 이용한 아킹 광량 측정은 아킹 스트리머를 간접적으로 측정하게 하고 아킹 스트리머를 이용해 아킹시의 플로팅 포텐셜의 변화를 설명하게 해 준다. 응용적인 측면에서 아킹 광량 측정을 이용한 아킹 판독은 방전 전류와 방전 전압과 같은 전기적 신호를 이용한 아킹 판독에 비해 여러가지 장점을 가진다. 우선, 전기적 신호를 이용한 아킹 판독처럼 매칭 회로나 플라즈마를 섭동시키지 않는다. 그리고 원하는 부분의 아킹만을 판독하는 것도 가능하며 photo-diode를 이용할 경우 전기적 신호를 이용하는 것에 비해 경제적으로 유리하다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.10a
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• pp.38.2-38.2
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• 2011

폴리머 박막은 그 고유한 특성으로 인해 여러 산업적으로 널리 사용되고 있는 재료이다 예로 의약품이나 식품 포장지의 배리어, 전자부품의 절연체, 반도체 공정에서의 사용, 혹은 부식방지를 위해 사용 되어지기도 한다. 이 폴리머 박막을 증착 하기 위한 방법으로 이전부터 CVD (Chemical Vapor Deposition) 방법이 많이 사용되었고 지금까지도 가장 많이 사용되는 방법이다. CVD를 사용하여 $SiO_2$-like 필름의 증착은 전구체(precursor)로 Silane ($SiH_4$)을 사용하였으며, 플라즈마 발생 소스(source)로 열 혹은 전기장 등을 사용 하며 공정 시 압력 또한 대부분 저압 하에서 실시 하였다. 이와 같은 이전 CVD 방법의 문제는 사용되는 Silane 자체가 인체에 해로울 정도로 독성이 있으며 폭발성도 같이 가지고 있어 작업환경의 위험성이 높으며 열을 사용한 CVD의 경우 높은 공정 온도로 인해 증착 할 수 있는 대상이 제한 되어 지며 높은 열의 발생을 위해 많은 에너지의 소비가 필요하다. 저압 플라즈마를 사용한 CVD 는 공정상 높은 열의 발생이 일어나지 않아 기판 운용상 문제가 되지 않지만 저압 환경에서 해당 공정이 이루어기 때문에 인해 필수적으로 고가의 진공 챔버가 필수적이며 저압을 유지할 고가의 진공 펌프나 추가 장비들이 필요하게 된다, 또한 챔버 내에서 이루어지는 공정으로 인해 공정의 연속성이 떨어져 시잔비용 또한 많이 잡아 먹는다. 이러한 열 혹은 저압 플라즈마등을 사용한 공정의 단점을 해결하기 위해 여러 연구자들이 다양한 방법을 통해 연구를 하였다. 대기압 유전체 배리어 방전(AP-DBD: Atmospheric Pressure-Dielectric Barrier Discharge)을 사용한 폴리머 박막의 증착은 이전 전통적인 방법에 비해 낮은 장비 가격과 낮은 공정 온도 그리고 연속적인 공정 등의 장점이 있는 폴리머 박막 증착 방법 이다. 대기압 유전체 배리어 방전 공정 변수로 공급 전압 및 주파수 그리고 공급 전압의 영향, 전구체를 유전체 배리어 방전 전극으로 이동 시키기 위해 사용된 캐리어 가스의 종류 및 유량, 화학양론적 계수를 맞추기 위해 같이 포함되는 산소 가스의 유량, DBD 전극의 형태에 따른 증착 박막의 균일성 등 이 존재하며 이런 많은 변수 들에 대한 연구가 진행 되었지만 아직 이 대기압 DBD를 이용한 폴리머 박막의 증착에 대한 명확한 이해는 아직 완전 하다 할 수 없다. 본 연구에서는 이러한 대기압 DBD를 이용하여 폴리머 박막의 증착시 영향을 미치는 많은 공정 변수 등이 박막생성에 미치는 영향과 증착된 박막의 성질에 대한 연구를 진행 하였다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.37 no.2
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• pp.13-21
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• 2000

Au-black for the application of the long wavelength infrared absorber has been prepared by evaporating Au under nitrogen gas-filled low vacuum condition. Characteristics of the deposited Au-black were carefully investigated through structural analysis, infrared absorbance measurement, and patterning of the layer, all of which are dependent on the deposition condition. High density of micro-cavity that trapped infrared were obtained, and infrared absorbance in the wavelength range from 3 $\mu\textrm{g}$ to 14 $\mu\textrm{g}$ was found to be about 90% when the Au-black layer was produced under the deposition condition of mass Per area of about 600 $\mu\textrm{g}$/cm$^{2}$ and chamber pressure of above 1 Torr. Photoresist lift-off process could be performed to pattern the Au-black, of which mass per area was below 900 $\mu\textrm{g}$/cm/ sup 2/. In view of absorbance, heat capacity, and pattern formation, the deposition condition of chamber pressure of about 1 Tow and mass per area of about 600$\mu\textrm{g}$/cm$^{2}$ was most adequate for preparing the Au-black as an infrared absorber.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.37 no.5
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• pp.500-509
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• 2013

This study reports a numerical analysis of the internal flow characteristics of the integrated urea-SCR muffler system with the various geometries of the multi-perforated tube which is set up between the muffler inlet and in front of SCR catalysts. The multi-perforated tube is generally used to disperse uniformly the urea-water solution spray and to make better use of the SCR catalyst, resulting in the increased $NO_x$ reduction and decreased ammonia slip. The effects of the multi-perforated tube orifice area ratios on the velocity distributions in front of the SCR catalyst, which is ultimately quantified as the uniformity index, were investigated for the optimal muffler system design. The steady flow model was applied by using a general-purpose commercial software package. The air at the room temperature was used as a working fluid, instead of the exhaust gas and urea-water solution spray mixture. From the analysis results, it was clarified that the multi-perforated tube geometry sensitively affected to the formation of the bulk swirling motion inside the plenum chamber set in front of the SCR catalyst and to the uniformity index of the velocity distribution produced at the inlet of the catalyst.

• Journal of the Korean Society of Radiology
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• v.3 no.1
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• pp.17-21
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• 2009

The Recently, large area matrix-addressed image detectors are investigated for X-ray imaging with medical diagnostic and other applications. In this paper, a new flat panel gas detector for diagnostic X-ray imaging is proposed, and its characteristics are investigated. The research of flat panel gas detector is not exist at all. Because of difficulty to inject gas against to atmospheric pressure. So almost gas detector made by chamber shape. We made flat panel sample by display technique. (ex: PDP, Fed, etc.) The experimental measurements, the transparent electrodes, dielectric layer, and the MgO protection layer were formed in front glass. And, the X-ray phosphor layer and address electrodes are formed in the rare glass. The dark current, the x-ray sensitivity and linearity as a function of electric field were measured to investigate the electrical properties. From the results, the stabilized dark current density and the significant x-ray sensitivity were obtained. And the good linearity as a function of exposure dose was showed in wide diagnostic energy range. These results means that the passive matrix-addressed flat panel gas detector can be used for digital x-ray imaging.

• Polymer(Korea)
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• v.28 no.1
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• pp.35-40
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• 2004

The formation mechanism of void defect which deteriorate composite's property is various according to each composite process. In this paper, void formation and growth mechanism is analyzed by thermal analysis and GC/MS. We made a vacuum chamber for observing pressure effect. Thermal analysis has been done in various condition. Elements of volatiles during resin curing were turned out by GC/MS. The most of volatiles of polyester were composed of styrene (over 80%) and a small quantity of toluene. In case epoxy resin, butyl glycidyl ether was the main element of volatiles (over 90%). We concluded that the original sites of void growth existed in resin and they were eliminated by vacuum and heating process. And the growth of void was influenced by water, diluents, solvent, and reactants in resin.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.13 no.6
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• pp.9-16
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• 2019

The experiment on the liquid jet in crossflow in supersonic BFS (backward-facing step) flow was conducted to investigate the mixing characteristics. The working fluids are nitrogen and water. The shadow graph technique was used to visualize the flow field. Images captured by the high-speed camera were applied to analyze the flow phenomena. The liquid jet was injected at the re-circulation zone created by the supersonic jet flow. Experimental conditions are defined based on the pressure of the nitrogen gas chamber and pressurized liquid tank. In respective cases, the penetration depth of liquid jet and location of the Mach disc were observed to be proportional to the momentum ratio of gas and liquid jets.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.40 no.1
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• pp.51-58
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• 2020

As interest in lunar exploration increases, studies on lunar surface environment simulation including a lunar soil simulant are being conducted. One of the problems when creating a vacuum environment with lunar soil is that it takes long time to reach high vacuum due to outgas from the soil. Most of the outgas is water, and the time to reach high vacuum can be significantly reduced by a pretreatment process that removes moisture adhering to the surface of the lunar soil before putting soil into a vacuum chamber. The existing soil drying methods were examined to determine how these methods were effective to remove moisture from the lunar simulant soil. Drying experiments of lunar soil samples were carried out using a dry oven, a microwave oven, direct heating method and a vacuum oven, and the results of the drying experiment were presented. Drying soil at 110℃ using a dry oven and drying soil by a microwave oven were not enough to remove moisture, and vacuum oven drying method and direct heating drying method at more than 200℃ were effective in water removal.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.14 no.3
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• pp.21-25
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• 2010

An objective of this study is to develop a polyurethane foam(PUF) maintaining its mechanical strength at room temperature as well as at extremely low temperature. The effect of temperature on the physical properties of PUF with the increase in polyol functionality was investigated. At room and cryogenic temperature, compressive strengths of the PUFs increased up to 70% and 30% with an increase in polyol functionality, respectively. At room temperature tensile strength of PUFs tends to increase as functionality of polyol increases, however, the strength at $-190^{\circ}C$ shows different tendency. Compressive strength of PUF is higher in cryogenic temperature than in room temperature. However, as the number of polyol functionality become more than 4, tensile strength of PUF is lower in cryogenic temperature than in room temperature.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.20 no.8
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• pp.6-14
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• 2006

This paper is a study about a proper method of plasma generation to cleaning method and a high frequency power equipment circuit to generation of plasma that used cleaning of chamber for TFT-LCD PECVD. The high density plasma required for cleaning causes a possibility of high density plasma more than $1{\times}10^{11}[EA/cm^3]$. It apply a ferrite core of ferromagnetic body to a existing ICP form. In case of power transfer equipment on 400[kHz] high frequency to generation of plasma it makes certain a stable switching operation in condition of plasma through using a inverter form for general purpose HB. And it demonstrates the performance of power transfer equipment using methods of measurement which use a transformer of series combination the density of plasma and the rate of dissolution of $NF_3$ in condition of $A_r\;and\;NF_3$.