• 전기의세계
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• v.25 no.6
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• pp.45-48
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• 1976

과거 수십년간 전력계통의 절연에 쓰여 온 공기에 대치하여 근년 고기압 SF$_{6}$gas에 의한 gas절연 방식이 급속도로 진전되고 있으며 거기에 수반하여 SF$_{6}$gas의 방전특성 해명이 초고압 장 gap영역에서 급선무로 되어 있다. 또한 초고압송전에 대응하는 각종 전력기기 cable등의 고기압 절연이 실용화 하게 되었으며 신뢰도가 높고 합리적인 gas 절연기기의 설계를 목표로 부성기체 특히 고기압 SF$_{6}$gas의 절연파괴 특성의 연구가 진행되고 있다. 고기압 SF$_{6}$gas는 높은 파괴 전체를 가지므로 극히 적은 원인으로도 절연 특성에 영향을 미치며 공기, 질소등 기체와는 매우 다른 방전 특성을 나타낸다. 여기서는 SF$_{6}$gas의 특이한 방전 특성과 고기압 SF$_{6}$gas 중에서의 impulse corona의 특성을 고찰하려고 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.240.1-240.1
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• 2014

대기압 플라즈마 제트 장치에 주입되는 기체의 유량 변화에 따른 방전 특성을 유체역학적으로 해석하였다. 장치에 주입되는 기체의 유량 변화는 레이놀즈수에 의한 유체 흐름의 상태 변화와 베르누이 정리에 의한 압력 변화를 동반한다. 유리관에 주입되는 기체의 레이놀즈수가 Re<2000이면 층류이며 Re>4000이면 난류, 2000

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.444-444
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• 2010

최근 복잡한 고진공 시스템에서 수행되는 플라즈마 공정을 대신하여 진공 시스템 없이 대기압 플라즈마를 이용한 보다 경제적이고 신속하게 공정을 수행하는 연구가 활발히 진행 중이다. 이러한 대기압 플라즈마의 높은 응용성을 이용한 에칭과 증착 등의 기술은 플라즈마의 물리적 접근 없이 세계적으로 몇몇 선도 연구그룹에서 시도되고 있다. 본 연구팀에서는 대기 중에서 He, Ar, $N_2$, $O_2$, Air 등의 여러 종류의 기체에서 방전하여 미세가공이 가능한 $500\;{\mu}m$ 이하의 마이크로 제트를 개발하였다. 입력전압, 기체유량, 노즐의 구조와 크기 등의 여러 운전변수의 조절을 통해 폴리머 기판위에서 방전되는 마이크로 플라즈마 제트의 안정된 방전조건을 찾았고, 전압-전류 특성곡선(V-I characteristics), 광방출분광법(OES), 시간분해 이미지 촬영법(ICCD), 기체온도 측정법 등을 이용하여 발생된 플라즈마의 물리적인 특성을 분석하였다. 발생된 플라즈마를 이용해 처리된 폴리머 기판의 물성변화를 AFM을 통해 관찰하여 짧은 플라즈마 처리시간에도 효과적인 표면개질의 변화를 확인하였다. 마지막으로 본 기술을 이용한 대기압 마이크로 공정의 응용기술 및 가능성을 연구하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.503-503
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• 2012

본 연구에서는 최대전압 600 KV, 최대전류 88 KA, 펄스 폭 60 ns의 특성을 가지는 고전압 펄스 시스템 '천둥'을 이용하여 방전 챔버에 고전압 펄스를 인가하고 $N_2$와 $SF_6$ 혼합기체 종류와 여러 가지 기체압력에서 전기 트리거를 이용한 방전현상을 전기, 광학적으로 연구하였다. 전극은 구리텅스텐 합금재질의 표준전극을 사용하였고, 전극 간격은 10 mm로 고정하였다. 방전 챔버 압력을 100 torr, 1기압, 2 기압에서 실험을 진행하였고, $N_2$에 대한 $SF_6$의 혼합비율을 0~100%까지 변화시키며 실험을 진행하였다. 전기 트리거 신호가 인가된 펄스 방전 스위치의 방전전압 및 방전 기작원리, 트리거 스위칭 지연시간, 트리거 절연파괴 기작원리, 그리고 이때 생성된 플라스마의 전자 온도 및 밀도에 관한 전기광학 특성 등에 관한 기초연구를 수행하였다. 트리거 펄스가 있을 때의 방전개시전압은 트리거 지연시간 20 us 에서 최소가 되는 특성을 보이며, 이때의 SF6 함량에 따른 최소방전전압과 트리거 펄스가 없을 때의 방전전압을 서로 비교하였다. 이를 통하여 A-K gap 10 mm 조건에서 20 us의 트리거 펄스의 지연시간을 가지는 방전 개시전압은 트리거 펄스가 없을 때 전극 간격이 6 mm에 해당되는 방전개시 전압 값을 가짐을 실험적으로 보였다. 이는 트리거 펄스에 의하여 전극 주위에 쉬스가 형성되며, 이로 인한 전극 간격이 가까워지며, 이와 같은 효과 때문에 방전개시전압은 그만큼 낮아지는 것으로 해석 할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.468-468
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• 2010

유도 결합 플라즈마에서 기체 유량에 따른 전자 에너지 분포 측정과 그에 따른 플라즈마 밀도와 전자 온도의 변화를 관찰하였다. 기체 압력 제어는 조임 밸브 (Throttle valve) 부근의 압력측정을 통한 조임 밸브 조절 방법을 이용하였으며, 이 방법은 공정 플라즈마에서 널리 쓰이는 압력 조절법이다. 낮은 기체 유량에서 측정된 전자 에너지 분포는 두 개의 온도 그룹을 갖는 bi-Maxwellian 분포를 보였다. 하지만, 기체 유량이 증가함에 따라서 전자 에너지 분포는 Maxwellian 분포로 전이를 하였으며, 플라즈마 밀도의 증가와 전자 온도의 감소를 보였다. 이러한 분포 함수의 변화는 기체 압력이 증가함에 따라 나타나는 전자 가열 모드 전이 현상과 일치하였으며, 이는 압력 조절부와 방전 공간 사이의 압력 구배에 의한 것으로 여겨진다. 이러한 결과는 방전 공간과 압력 조절부에서의 기체 압력 측정을 통하여 검증되었으며, 간단한 유체 모델을 통하여 설명될 수 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.440-440
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• 2010

$SF_6$ 기체 및 Ar/$SF_6$ 혼합 기체 방전은 실제 반도체 및 디스플레이 공정에서 널리 쓰이고 있지만, 측정상의 어려움으로 인하여 정량적인 데이터 및 기본 연구가 부족한 실정이다. 본 연구는 유도 결합 Ar/$SF_6$ 혼합 기체 플라즈마에서 다양한 압력과 혼합 가스 비율에 따른 전자 에너지 분포 측정을 통한 플라즈마 변수 연구에 관한 내용이다. 낮은 가스 압력에서 $SF_6$ 기체의 혼합 비율이 증가함에 따라서 상대적으로 적은 전자 밀도 감소와 전자 온도의 증가가 보였다. 하지만, 높은 가스 압력에서 $SF_6$ 기체의 혼합 비율이 증가함에 따라 상당한 전자 밀도 감소와 급격한 전자 온도 증가 (~ 9 eV)가 관찰되었다. 이러한 전자 온도와 전자 밀도의 극적인 변화는 $SF_6$ 기체 증가에 의한 전자-중성종 충돌과 음이온 생성으로 인한 것으로 여겨지며, 유체 모델 및 전자 가열 모드를 고려하여 해석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.201-201
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• 2000

AC-PDP(Plasma Display Panel)에 사용하는 MgO 보호막의 이차전자 방출계수(${\gamma}$)는 AC-PDP의 방전특성을 결정짓는 중요한 요소이다. MgO 보호막의 이차전자 방출계수는 AC-PDP에 주입하는 기체의 종류에 영향을 받는다. 현재 AC-PDP에는 방전특성의 향상과 VUV 발생을 위하여 He, Ne, Xe 등의 혼합기체가 사용되고 있으며, N 기체를 혼합하여 사용할 경우 더 좋은 발광효율을 얻을 수 있다는 보고가 있다. 이번 실험에서는 (100) 방향으로 배향된 MgO Bulk Crystal과 MgO 보호막의 이차전자방출계수를 ${\gamma}$-FIB 장치로 N2 기체혼합비율에 따라 측정하였다. 혼합기체는 Ne=N2 이원기체를 여러 가지 혼합 비율로 변화시켜가며 실험하였다. MgO 보호막은 실제 21inch 규격의 Panel을 사용하였다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.29 no.5
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• pp.556-563
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• 2007

We carried out a laboratory scale experiment about the characteristics of chemically active species produced in hybrid gas-liquid discharges. The electrode configuration which had high voltage electrode in the gas phase and ground electrode in the liquid was utilized while high voltage electrode has been typically positioned in the liquid in other studies. Our electrode was configured in such a way as to increase the energy efficiency of chemical reactions by creating a higher electrical field strength and a narrower pulse width than the typical electrode configuration. The highest ozone concentration was obtained at 45 kV which was the medium value in operating voltages. The decrease of solution conductivity increased the resistance of liquid phase and the electric field strength through the gas phase, so ozone gene-ration rate was enhanced. The increase of voltage promoted the production rate of hydrogen peroxide by increasing the electric field strength. In a lower voltage, the increase of solution conductivity increased the degradation rate of $H_2O_2$, so the $H_2O_2$ generation rate decreased. On the other hand, the effects of UV radiation, shock waves etc. increased the $H_2O_2$ generation rate as the solution conductivity increased. A higher rate of $H_2O_2$ generation can be achieved by mixing argon to oxygen which generates a stronger and more stable discharges.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.231-231
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• 1999

PDP(Plasma Display Panel)는 21세기 디스플레이 시장을 대체할 차세대 디스플레이 장치로서 넓은 시야각, 얇고, 가볍고, 메모리기능이 있다는 여러 가지 장점들을 가지고 있지만 현재 고휘도, 고효율, 저소비전력 등의 문제점들을 해결하여야 한다. 이러한 문제점들의 해결을 위해서는 명확한 미세방전 PDP 플라즈마에 대한 정확한 진단 및 해석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 미세 면방전 AC-PDP 플라즈마의 기초 변수들 (플라즈마 밀도 & 온도, 플라즈마 뜬 전위, 플라즈마 전위 등의 측정을 통해 고휘도, 고효율 PDP를 위한 최적의 방전환경을 알아내는 데 있다. 일반적으로 전자의 밀도는 방전전류에 비례하는 관계를 보인다. 전류에 대해 방전전압이 일정하다면 전자밀도가 커짐에 따라서 휘도는 포화되며 상대적으로 휘도와 전류의 비로 표시되는 발광효율은 감소하게 된다. 반면 전자밀도가 상당히 작다면 휘도는 전자밀도에 비례하고 효율은 최대값을 보인다. 따라서 미세구조 PDP에서 휘도와 발광효율, 양쪽에 부합하는 최적의 방전환경을 플라즈마 전자밀도와 온도의 측정을 통해서 해석하는 것이 필요하다. 본 실험에서는 방전기체의 종류와 Ne+Xe 방전기체의 조성비에 따른 플라즈마 밀도, 온도의 공간적인 분포특성을 진단하기 위해서 초미세 랑뮈에 탐침(지름: 수 $mu extrm{m}$)을 제작하였다. 제작된 초미세 탐침을 컴퓨터로 제어되는 스텝핑모터를 장착한 정밀 X, Y, Z stage에 부착하여서 수 $\mu\textrm{m}$간격의 탐침 삽입위치에 따라서 미세면방전 AC-PDP의 플라즈마 밀도 및 온도분포 특성을 진단하였다. PDP 방전공간에 초미세 랑뮈에 탐침을 삽입해서 -200~+200V의 바이어스 전압을 가해준다. 음의 바이어스 전압구간에서 이온 포화전류를 얻어내어 여기서 플라즈마 이온 밀도를 측정하고 양의 바이어스 전압구간에서 플라즈마 전자온도를 측정하면 미세면방전 AC-PDP 플라즈마의 기초 진단이 가능하다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2006.08a
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• pp.109-109
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• 2006