• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.96-96
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• 2000

화학증착법으로 증착된 다이아몬드 박막은 우수한 전기적 특성과 뛰어난 화학적, 열적 안정성 때문에 전계방출소재로 많은 관심을 불러 일으키고 있다. 다이아몬드 박막의 전계방출은 저전계에서 일어나는 것으로 알려져 있으며, 저전계방출의 원인을 규명하려는 많은 연구가 진행되어 왔다. 한편, 다이아몬드 박막의 전계방출전류는 금속기판의 사용에 의한 기판/다이아몬드 접촉의 개선, 다이아몬드 박막내의 흑연성분의 조절에 의한 구조변화, 보론이나 인 (P), 질소의 도핑, 수소 플라즈마나 cesium 등의 금속을 이용한 표면처리 등의 여러 방법에 의하여 향상된다는 것이 입증되었다. 그 외에 메탄과 대기 분위기 처리, 암모니아 분위기에서의 레이저 조사도 전계방출특성을 향상시키는 것으로 보고되었다. 그러나, 다이아몬드 박막의 성장후 구조적 특성이 다른 박막의 후성장이나 열분해된 운자수소 처리가 다이아몬드 박막의 전계방출특성에 미치는 영향에 관한 연구는 지금까지 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 수소처리와 후성장이 다이아몬드 박막의 전계방출특성에 미치는 영향을 고찰하고 이로부터 그 원인을 규명하고자 하였다. 다이아몬드 박막은 hot-filament 화학증착법을 이용하여 증착하였다. 후성장한 다잉아몬드 박막내의 흑연성분과 박막의 두께를 체계적으로 조절하여 후성장 박막의 구조적 특성과 그 두께의 영향을 확인할 수 있었다. 후성장층내의 흑연성분과 두께가 증가할수록 전계방출특성은 향상되다가 저하되었다. 한편, 다이아몬드 박막을 성장시킨 후 수소분위기 처리를 함에 따라 전계방출특성은 향상되었지만 수소처리시간이 5분 이상으로 증가함에 따라 그 특성은 저하되었다. 본 연구에서는 수소처리와 후성장시 나타나는 전계방출특성의 변화 원인을 규명하고자 한다.기판위에서 polymer-like Carbon 구조는 향상되는 경향을 보였다.0 mm인 백금 망을 마스크로 사용하여 실제 3차원 미세구조를 제작하여 보았다. 그림 1에서 제작된 구조물의 SEM 사진을 보여주었으며, 식각된 면의 조도가 매우 뛰어나며 모서리의 직각성도 우수함을 확인할 수 있다. 이와 같이 도출된 시험 조건을 기초로 하여 리소그래피 후에 전기 도금을 이용한 금속 몰드 제작 및 이온빔 리소그래피 장점을 최대한 살릴수 있는 미세구조 제작에 대한 연구를 계속 추진할 계획이다. 비정질 Si1-xCx 박막을 증착하여 특성을 분석한 결과 성장된 박막의 성장률은 Carbonfid의 증가에 따라 다른 성장특성을 보였고, Silcne(SiH4) 가스량의 감소와 함께 박막의 성장률이 둔화됨을 볼 수 있다. 또한 Silane 가스량이 적어지는 영역에서는 가스량의 감소에 의해 성장속도가 둔화됨을 볼 수 있다. 또한 Silane 가스량이 적어지는 영역에서는 가스량의 감소에 의해 성장속도가 줄어들어 성장률이 Silane가스량에 의해 지배됨을 볼 수 있다. UV-VIS spectrophotometer에 의한 비정질 SiC 박막의 투과도와 파장과의 관계에 있어 유리를 기판으로 사용했으므로 유리의투과도를 감안했으며, 유리에 대한 상대적인 비율 관계로 투과도를 나타냈었다. 또한 비저질 SiC 박막의 흡수계수는 Ellipsometry에 의해 측정된 Δ과 Ψ값을 이용하여 시뮬레이션한 결과로 비정질 SiC 박막의 두께를 이용하여 구하였다. 또한 Tauc Plot을 통해 박막의 optical band gap을 2.6~3.7eV로 조절할 수 있었다. 20$0^{\circ}C$이상으로 증가시켜도 광투과율은 큰 변화를 나타내지 않았다.부터

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.15 no.1
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• pp.10-15
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• 2005

Effects of CH₄/H₂ flow rate ratio, chuck bias and microwave power on the structural properties and particle densities of diamond thin films deposited on Ti substrates in microwave plasma CVD were examined. High quality diamond thin films were deposited on Ti substrates in 2∼3 CH₄ Vol.% conditions due to the preferential formation of sp³-bonus ana selective removal of sp²-bonus in the CH₄/H₂ mixtures, and the mechanism for the formation of diamond particles on Ti was analysed. Diamond particle density increased with increasing negative chuck bias to Ti substrate due to bias-enhanced nucleation of diamond and the threshold voltage was found at ∼-50 V. With increasing microwave power the evolution from micro-crystalline graphite layer to diamond layer was observed.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.12 no.10
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• pp.4689-4695
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• 2011

Nanodiamond is a relatively new nanomaterial with broad prospects for application. In this paper, a variety of methods were used to analyze comprehensively chemicophysics properties of the detonation monocrystalline and synthetic polycrystalline nanodiamond, XRD spectroscopy, EDS, HRTEM, FTIR, Raman spectroscopy, TGA-DTA and BET. The results show that the monocryctalline detonation nanodiamond particles are spherical or elliptical shape of 4nm ~ 6nm grain size and the polycryctalline synthetic nanodiamond particles are angular shape of 80nm ~ 120nm grain size. The surface of the monocrystalline and polycrystalline nanodiamond contain hydroxy, carbonyl, carboxyl, ether-based resin, and other functional groups. The phase transition temperature of the monocrystalline detonation nanodiamond in the $N_2$ is about $650^{\circ}C$.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.20 no.2 s.52
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• pp.91-96
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• 2007

Notable characteristics are found between diamond types and observed optical properties from the analysis of natural diamonds in market as a gem mineral. All of the diamond samples observed are classified into type Ia, which can be subdivided type IaA containing only A aggregates, type IaB containing only B aggregates, and type IaAB containing both A aggregates and B aggregates in detail. As B aggregates more relatively increase than A aggregates. It is possible to find out that an increase of N3 center, an enhancement of blue fluorescence reaction, and an intensification of irregularity in the strain pattern. Because the property change of diamond mentioned above are consistent with optical phenomenon caused by dislocation and with N3 center produced by changes of nitrogen aggregation process from A aggregate to B aggregate. There is a close relation between diamond type and optical properties.

• The Science & Technology
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• v.28 no.5 s.312
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• pp.14-15
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• 1995

사람이 다이아몬드를 만든다는 것은 지금부터 30년전만 해도 하나의 꿈에 불과했다. 그러나 지금은 초고압이 만들어내는 요술의 힘을 빌어 인조 다이아몬드를 공장에서 쉽게 만들고 있다. 이 요술쟁이 초고압은 과연 어떤 것일까? 우리나라에서도 인조 다이아몬드 개발에 성공, 88년부터 상품화해 수출까지 하고 있는데 이러한 신비로운 초고압의 세계를 훑어본다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.17 no.6
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• pp.538-543
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• 2008

Recently a nano-scale diamond is possible to manufacture forms of powder(below 100 nm) by new processing of explosion or deposition method. Using a sintering of nano-scale diamond is possible to manufacture of grinding tools. We have need of a processing development of coated uniformly inorganic to prevent an abnormal grain growth of nano-crystal and bonding obstacle caused by sintering process. This paper, in order to improve the sintering property of nano-scale diamond, we coated ZnO thin films(thickness: $20{\sim}30\;nm$) in a vacuum by ALD(atomic layer deposition) Economically, in order to deposit ZnO all over the surface of nano-scale diamond powder, we used a new modified fluidized bed processing replaced mechanical vibration effect or fluidized bed reactor which utilized diamond floating owing to pressure of pulse(or purge) processing after inserted diamond powders in quartz tube(L: 20 mm) then closed quartz tube by porosity glass filter. We deposited ZnO thin films by ALD in closed both sides of quartz tube by porosity glass filter by ALD(precursor: DEZn($C_4H_{10}Zn$), reaction gas: $H_2O$) at $10^{\circ}C$(in canister). Processing procedure and injection time of reaction materials set up DEZn pulse-0.1 sec, DEZn purge-20 sec, $H_2O$ pulse-0.1 sec, $H_2O$ purge-40 sec and we put in operation repetitive 100 cycles(1 cycle is 4 steps) We confirmed microstructure of diamond powder and diamond powder doped ZnO thin film by TEM(transmission electron microscope) Through TEM analysis, we confirmed that diamond powder diameter was some $70{\sim}120\;nm$ and shape was tetragonal, hexagonal, etc before ALD. We confirmed that diameter of diamond powders doped ZnO thin film was some $70{\sim}120\;nm$ and uniform ZnO(thickness: $20{\sim}30\;nm$) thin film was successfully deposited on diamond powder surface according to brightness difference between diamond powder and ZnO.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2009.12a
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• pp.663-666
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• 2009

본 논문에서는 폭발법에 의해 합성된 나노다이아몬드의 열분해 및 연소특성에 대해 조사하였다. 나노 다이아몬드의 열분해 및 연소는 열중량 분석장치를 이용하여 측정하였으며, 소성된 나노다이아몬드의 표면 및 결합구조는 XRD, FT-IR, SEM-EDAX를 이용하여 측정하였다. 열분해 조건에서 나노다이아몬드는 $105{\sim}210^{\circ}C$와 $400^{\circ}C$ 부근에서 2중 피크가 나타난다. 또한 연소분위기하에서는 $420^{\circ}C$와 $490^{\circ}C$에서 2중 피크가 나타난다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2009.12a
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• pp.667-670
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• 2009

수용액에 첨가된 나노다이아몬드는 용매상 내에서 안정된 분산 특성을 나타낸다. 이런 분산 특성은 일정 시간동안 유지되지만, 농도와 시간에 따라 분산특성이 떨어지면서 일부 다이아몬드들의 침강이 나타난다. 이런 분산 및 침강 특성을 정량화하기 위하여 나노다이몬드 수용액의 흡광특성을 비교 분석하였다. 파장에 따른 나노다이아몬드의 흡광도는 농도에 상관없이 350 nm까지 상승하다가 점차적으로 완만하게 감소하고 있다. 또한 300nm 파장에 대한 흡광도는 나노다이아몬드의 농도에 따라 거의 직선적으로 증가하는 것으로 나타났다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.3 no.1
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• pp.122-129
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• 1994

MWPECVD법으로 CH3CHO-H2 계와 CH4-H2-O2 계로부터 Si 기판 위에 다이아몬드박막을 성장 시키고 성장된 박막을 SEM XRD 및 Raman 분광기로 평가하고 박막과 입자의 성장률을 조사하였다. 마이크로 판전력 950W 반응관압력 80torr 수소유량 200sccm 기판온도 95$0^{\circ}C$ 및 CH3CHO농도 3.5%로 5시간 성장시킨 다이아몬드의 박막성장율은 $4mu$m/hr가 되어고 12%$960^{\circ}C$로 Si기판 위에 5시간 성장시킨 다이아몬드의 박막성장율은 3.2$\mu$m/hr가 되었다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2011.05b
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• pp.854-857
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• 2011

육방정프레스 $420{\phi}$를 활용한 고온고압(high pressure high temperature: HPHT) 방법으로 금속촉매층 ($Ni_{77}Fe_{11}Mn_9Co_3$)과 카본디스크가 순차적으로 적층된 셀에 인산칼슘을 첨가함에 따라 합성다이아몬드 성장에 미치는 변화를 확인하였다. HPHT 공정의 압력, 온도, 시간을 각각 8 GPa, $1500^{\circ}C$, 280s로 고정하고, 카본과 금속촉매 층 사이에 인산칼슘을 각각 0, 0.08, 0.20, 0.28 mg씩 첨가하여 고온고압 합성을 수행하였다. 합성공정 후 적층셀의 중간부 셀 수직단면을 광학현미경과 마이크로 라만분광기로 분석하였다. 결과적으로 인산칼슘을 0.08 mg 도포하여 첨가하면 다이아몬드의 생성이 향상되었다. 반면 0.20 mg 이상에서는 도포되는 양이 증가 할수록 다이아몬드 생성이 억제되다가 0.28 mg 이상 첨가에서는 다이아몬드가 거의 생성되지 않는 특징을 보였다.