• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.138-138
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• 2013

Ni-CeO2 및 Ni-MgO와 같이 Ni이 포함된 나노복합물질을 고주파 유도결합 플라즈마를 이용하여 합성하였다. 이를 위해, 먼저, 1~100 ${\mu}m$ 크기의 가상 Ni 입자와 고융점 세라믹 입자가 플라즈마 유동 내에서 겪는 열전달 과정을 수치해석을 통해 묘사하였다. 묘사 결과로부터, 완전 기화한 Ni 증기가, 채 기화하지 못하고 고체 형태로 남은 세라믹 입자 위에서 균일하게 응축된 형태를 갖는 Ni-세라믹 나노입자 합성을 예측하고, 실제 합성 실험을 25 kW 급 고주파 유도결합 플라즈마에 0.1~10 ${\mu}m$ 크기의 Ni, CeO2 및 MgO 분말을 주입하여 수행하였다. 마지막으로, 실험을 통해 합성된 Ni 계 복합나노물질에 대해, FE-SEM 및 TEM 사진 분석과 EDS 및 ICP-AES 성분 분석을 진행하고, 수치해석을 통해 예측된 결과와 비교 검토하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.229-229
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• 2013

저온작동형($500{\sim}700^{\circ}$) 고체산화물 연료전지의 전해질 재료의 응용이 기대되는 Gd doped ceria를 고주파 유도결합 열플라즈마 법으로 합성하고 그 특성을 조사하였다. 본 연구에서는 나노 ㄴCeO2 10~100 um의 CeO2와 1~20 um의 Gd2O3를 Ce：Gd이 9:1 mol%와 8:2 mol%의 비율로 혼합한 선구체를 140 kVA의 RF plate power와 O2/Ar 플라즈마 생성 가스 조건에서 형성된 고주파 유도결합 열 플라즈마에 주입하여 ~50 nm 이하의 입도와 fluorite 구조의 결정화된 CeO2 구조를 갖는 Gd doped ceria 나노 분말을 합성하였다. FE-SEM, TEM, XRD, ICP-OES, EDS, BET분석법을 이용하여, 합성된 분말의 입도, 미세구조, 결정 구조, 조성, 표면 등의 특성을 관찰하였다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 1997년도 추계학술발표회논문집
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• pp.52-54
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• 1997

고주파 유도결합 플라즈마(RFICP)에서 루우프법에 의해 자기장특성을 계측하였다. 자기장 계측은 플라즈마의 거시적 변화를 시간적으로 접근하며, 반도체 프로세스의 관건인 균일하고, 고집적인 분포를 얼마나 교란, 응집하는가를 검증하고, 밀도와의 관계를 비교, 분석하여 방적의 최적화를 규명할 수 있을 것이다. 작은 루우프 안테나($\Phi$:외경 7.5mm)는 RF 자기장의 크기와 방향을 결정하기 위해 방전속에 삽입된다. 자기장의 세기는 전형적으로 입력파워 50 - 500 [W]에 대해 0.1에서 2.5 G 사이로 변화하였다. 사용가스는 아르곤가스(99.9% 고순도)를 사용하였으며, 동작압력은 20 [mTorr] 에서 15 [sccm]까지하였다. 반경방향의 공간분포에서는 아스펙트비(aspect ratio : R/L)를 2로 하여 자기장 분포를 계측하였다. 자기장은 입력파워의존성에 대해서 200 [W]까지 상승하고, 300[W]에서 안정성을 지속한다. 압력에 대한 의존성은 300[W]에서 60 [mTorr]이상 일 때는 플라즈마의 균질한 압력상태를 벗어남을 보인다. 아르곤 가스유량에 대해서는 무거운 중성기체입자가 자기장의 영향을 거의 받지 않기 때문에 일정한 경향이 나타났다. 반경방향의 공간분포 측정에서는 자기장은 RFICP의 대구경 특성에 맞게 전체적으로 일정한 분포를 이루고 있음을 확인하였다. 이러한 결과로부터 고주파유도결합 플라즈마에서의 동작생성, 유지기구등의 파악에 도움이 될 것이다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.6-14
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• 2006

본 논문은 TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display) PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장비 공정용 챔버(Chamber) 세정을 위한 새로운 플라즈마 세정방법에 적합한 플라즈마 발생방법과 플라즈마 발생을 위한 고주파 전원장치의 전력회로에 관한 연구이다. 세정에 요구되는 고밀도 플라즈마는 안테나 형태의 기존 ICP(Inductively Coupled Plasma) 방식에 강자성체인 페라이트 코어를 적용하므로 써 $1{\times}10^{11}[EA/cm^3]$이상의 고밀도 플라즈마 발생을 가능하게 하였다. 플라즈마 발생을 위한 400[kHz] 고주파 전력 변환장치의 경우 범용 HB(Half Bridge) 인버터 방식을 적용하여 플라즈마 부하에서도 안정적인 영전압 스위칭 동작을 확인 하였다. 변압기 직렬결합 방식을 사용한 10[kW] 고출력을 통해 $A_r$과 $NF_3$가스 분위기하에서 플라즈마의 밀도와 $NF_3$가스 분해율을 측정하므로서 고주파 전력 변환 장치의 성능을 입증하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.82-86
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• 1999

본 연구에서는 푸로브법과 교류중첩법을 이용하여 고주파 유도결합 플라즈마에서 전자에너지 분포함수를 측정하였다. 실험조건은 압력 10∼40[mTorr], 입력파워는 100∼600[W]이고, 가스유량은 3∼12[sccm]이며, 전자에너지 분포함수의 공간분포 측정에 있어서 아스펙트비(R/L)는 2로 하였다. 전자에너지 분포함수는 압력 및 입력파워에 대하여 강한 의존성을 나타내었고, 가스유량이 증가할수록 증가 하였다. 전자에너지 분포함수의 반경방향 분포는 플라즈마 중심에서 최대가 되었다. 전자에너지 분포함수의 축방향 분포는 석영창과 기판 사이의 중심에서 최대가 되었다. 이러한 결과는 고주파 유도결합 플라즈마의 생성 메커니즘 이해와 간단한 ICP(Inductively Coupled Plasma) 모델링 응용에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 1997년도 추계학술발표회논문집
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• pp.21-24
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• 1997

고주파 유도결합 플라즈마(RFICP)에서의 전자온도와 전자 밀도를 Double probe 측정법에 의해서 계측하였다. 사용가스는 아르곤가스를 사용하였으며 동작압력은 30 [mTorr]에서 60 [mTorr]로 하였고, 입력파워는 50 [W] 에서 200 [W], 아르곤 가스유량은 3 [sccm]에서 12 [sccm]으로 하였다. 전자온도와 전자밀도의 반경방향의 공간분포는 아스펙트비(R/L)를 1로 하여 측정하였다. 전자온도는 입력파워에 대해서는 특별한 의존성이 없었으나 압력과 아르곤 가스유량에 대해서는 의존성이 있는 것으로 나타났다. 전자온도는 입력파워를 증가해도 거의 일정했고, 압력을 증가했을때는 감소하였고, 아르곤 가스유량을 증가하면 저유량에서 전자온도는 저하하려는 경향이 있으나 유량이 증가할수록 변화는 거의 차이가 없는 것으로 볼 수 있다. 전자밀도는 입력파워와 압력, 아르곤 가스유량에 대해서 모두 의존성을 가지는 것으로 나타났다. 전자밀도는 입력파워를 증가할수록 증가하였고 압력에 대해서는 거의 일정했고, 아르곤 가스유량에 대해서는 증가하는 것을 나타내었다. 반경방향의 공간분포 측정에서는 전자온도는 플라즈마 중심부에서 주변부로 갈수록 조금씩 상승하는 것을 볼수 있으며 전자밀도는 플라즈마 중심부에서 가장 높은 밀도를 가지는 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 고주파 유도결합 플라즈마(RFICP)에서의 생성유지기구등의 파악에 도움을 줄 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.550-551
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• 2005

고밀도 유도결합 플라즈마 장치의 $O_2$ 방전에 대한 공간 평균 시뮬레이터를 제작하였다. 제작된 시뮬레이터는 $O_2$ 플라즈마 방전에서 발생되는 전자, 양이온, 음이온 및 중성종, 활성종들에 대해 공간 평균된 유체 방정식을 기반으로 하고 있으며, 고밀도 유도결합 플라즈마 장치에서 전자가열 모델은 anomalous skin effect 를 고려한 파워 흡수 모델을 적용하여 전자가 흡수하는 고주파 파워량을 결정하였다. 완성된 시뮬레이터에서 RF- 파워, gas-inlet, pumping-speed등의 조정 변수를 비롯한 여러 가지 장치 변수들의 변화에 대한 하전입자, 중성종, 활성종들의 밀도 변화 및 전자 온도 의존성을 계산하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권4호
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• pp.316-329
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• 2012

초음속 플라즈마 풍동 등, 항공우주 응용을 위한 고순도, 고엔탈피 열유동 발생 장치로서 널리 쓰이고 있는 유도결합 플라즈마 토치에 대해, 전기회로 이론과 결합된 해석적 및 수치해석적 자기유체역학 모델을 이용하여 토치 설계변수(주파수 $f$, 가둠관 반지름 $R$ 및 코일 감은수 $N$) 변화에 따른 전기적 특성 변수(등가 저항, 등가 인덕턴스 및 결합효율)의 거동을 추적함으로써 최적 설계 변수해석을 수행하였다. 계산 결과, 등가저항은 $f$, $R$ 및 $N$이 증가함에 따라 커지는 반면, 등가 인덕턴스는 $f$가 증가할수록 작아지지만 $R$과 $N$의 증가에 대해서는 커지는 경향이 있음을 파악하였다. 이로부터, 10 kW 급 고주파 유도결합 플라즈마 토치의 경우, 결합효율을 극대화시키는 최적의 주파수, 가둠관 반지름 및 코일 감은수의 범위를 각각 $f$=4~6 MHz, $R$=17~25 mm 및 $N$=3~4 로 추정하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2008년도 추계학술대회 초록집
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• pp.143-143
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• 2008

초고주파 유도결합플라즈마는 에너지전달효율이 높고, 고밀도플라즈마의 발생이 용이하기 때문에, 물 플라즈마에 적용하면, 물로부터 고효율 수소제조가 용이하고, 빠른 응답특성으로 향후 도시형 수소스테이션 등에 적용이 기대되는 첨단기술 분야이다. 본 연구에서는 공급유량, 반응기압력, 플라즈마 출력 등의 공정변수에 따른 물분해 효율을 분석하여 에너지 효율이 높은 운전조건을 찾아내기 위한 연구를 수행하여 약 65% 정도의 물분해 효율과 플라즈마 watt당 0.22 sccm의 수소 생성 결과를 얻었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.34-39
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• 1999

본 연구에서는 랑그뮤어 푸로브법을 이용요하여 고주파 유도결합 플라즈마에서 전자온도와 전자밀도를 측정하였다. 실험의 공통조건은 압력 10∼40[mTorr], 입력파워는 100∼600[W]이고, 공간분포는 측정에서의 아스펙트비(R/L)는 2로하였다. 전자온도와 전자밀도의 의존성을 측정한 결과 입력파워에서는 전자온도는 약간 증가하는 경향을 보이고 있지만 전자말도는 입력파워가 100∼250[W]까지는 증가율이 완만하고 450[W]에서 포화하는 것을 알수 있었다. 압력에 대한 의존성은 압력이 낮을수록 높은 값을 나타내고 전자밀도에서는 압력이 증가함에 따라 증가하는 것을 알 수 있었다. 전자온도의 반경방향의 공간분포는 석영창 부근에서 기판쪽으로 갈수록 감소되는 경향이 있다. 전자밀도에서는 플라즈마 중심부에서 석영창 쪽으로 약간 이동한 위치에서 피크의 값을 가지고, 석영창과 기판쪽에서는 그 값이 감소함을 볼 수 있었다. 전자온도의 축방향의 공간분포는 석영창 부근에서 기판쪽으로 감소되는 경향이 있다. 또, 전자밀도는 플라즈마 중심부에서 석영창 쪽으로 약간 이동한 위치에서 피크의 값을 가지고, 석영창과 기판쪽에서는 그 값이 감소함을 볼 수 있었다. 이상의 결과들은 유도방전플라즈마의 메카니즘의 체계적인 이해에 기여할 수 있을 것이다.