• Korean Journal of Crystallography
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• v.5 no.1
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• pp.39-50
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• 1994

Diamond thin films were deposited on silicon, molybdebum, titanum and tugsten substrates, and were chlwntnizen using scanning electron microscopy, X-ray diffraction analysis and Raman spectroscopy. From the result of experiment in various deposition periods, it was found that found that were nucleated and grown on interlayed carbide layers, which were formed on refractory metal substrates at the initial stage of.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.2 no.3
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• pp.374-383
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• 1993

필라멘트와 Si 기판 사이의 기전력을 20, 80, 140, 200V로 증가시키면서 EACVD에 의하여 성장된 다이아몬드 박막에 대하여 다이아몬드/Si 계면분석 및 계면강도를 측정하였다. 주사형전자현미경(SEM), 고분해능투과형전자현미경(HRTEM), 오제이전자분석기(AES)에 의해 계면상태를 분석한 결과, 기전력 증가에 따라 활성탄화수소 이온(CmHn-)에너지가 증가되어져 CmHn-이 Siso로 침투(Impringement)가 증가되고 침투된 높은 에너지의 CmHn-이 Si과 화학결합하여 생성되는 SiC층 깊이 및 농도 분포도 증가된다. 풀 시험(Pull test)에 의한 계면강도 측정 결과, SiC층 깊이 및 농도분포가 증가할수록 계면강도가 증가하였다. 관찰된 파면과 파면의 X-선 메핑 결과 및 HRTEM과 AES에 의한 분석 결과, 기전력 증가에 따라 공극율이 적고 치밀한 다이아몬드 박막이 성장된다. 그리고 생성되는 SiC층 농도 및 깊이 분포가 증가함에 따라 다이아몬드/Si 계면이 강화되고, 상대적으로 파괴는 다이아몬드/Si 계면이 아닌 SiC층이나 Si 내부에서 발생된다. 결국, 기전력을 증가하여 활성탄화수소이온의 에너지를 증가함으로써 계면강도가 우수하며 공극율이 매우 적고 치밀한 다이아몬드 박막을 성장할 수 있다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2007.11a
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• pp.251-253
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• 2007

현재 다이아몬드 공구에서 극세선에 브레이징 공정을 이용하여 다이아몬드를 접합하는 기술은 국내외 적으로 전무한 상태이다. 이 연구는 금속 와이어에 다이아몬드를 브레이징을 실시하여 최적의 와이어 브레이징 공정법을 개발 하는데 있다. 다이아몬드와 금속필러메탈 접합 계면에서의 금속성분과 탄화물의 거동을 분석하며, 브레이징에 따른 와이어의 물성 변화를 관찰하였다. 금속필러로는 Ag-Cu-5Ti(wt.%)을 사용하였으며, 와이어는 스테인리스를 이용하였다. 브레이징 공정은 진공 접합 장치를 이용하여 $800{\sim}1000^{\circ}C$에서 유지시간 $5{\sim}30$분로 실시하였다. 브레이징된 다이아몬드는 $900{\sim}950$도, 유지시간 10분 사이에서 각각 건전한 계면과 표면을 얻을 수 있었으며, 계면에서 Ti-rich상과 화합물이 확인되었다. 또한 열처리 따른 와이어의 최적의 건전한 상태를 고찰 하였다. 다이아몬드와 Ag계 브레이징 필러의 계면에서의 미세조직 및 화학반응의 메커니즘은 SEM, EPMA, XRD를 이용하여 분석하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.10 no.12
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• pp.3540-3545
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• 2009

Due to recent development of high temperature high pressure(HTHP) diamond synthetic and treatment technology, we need to identify the natural diamonds fast, reliable, and economically. We proposed using new method of UV fluorescence and X-ray Lang topography imaging for distinguishing one synthetic diamond from four natural colored diamonds. We observe unique local stress field uneven image in synthetic diamond using UV fluorescence and Lang topography characterization, while uniform images in natural diamonds. Especially, X-ray Lang method offered the better identification power with better high resolution on stress field images.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.69-69
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• 2011

다이아몬드는 절연 물질이지만, 합성 다이아몬드를 생성할 때 결정 내에 도핑(doping) 과정을 통해 불순물을 혼입함으로써 반도체 성질을 가지게 된다. 본 연구에서는 마이크로웨이브 CVD 장치를 이용하여 다이아몬드 박막의 생성 조건을 최적화하고 여기에 다이아몬드 박막 생성시 디보란(Diborane, B2H6)을 주입하여 전기적 특성을 갖는 보론-도핑 된 다이아몬드 박막을 생성하였다. 실험 조건으로는 방전전력 1.4 Kw, 진공압력 40 Torr의 상태에서 디보란의 주입량을 각각 다르게 하여 실험을 진행하였다. 이 때 사용된 기판으로는 전기적 특성이 서로 다른 사파이어($Al_2O_3$), Si, Ti 기판을 사용하여 박막과 기판과의 연관성도 조사하였다. 각각의 보론-도핑 농도와 기판에 따른 다이아몬드 결정구조를 Micro Raman, SEM으로 분석하였고, 다이아몬드 박막의 I-V특성을 통해 다이아몬드의 전기적 특성을 조사하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.7 no.5
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• pp.817-822
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• 2006

Diamonds have been widely employed as polishing media for precise machining and noble substrates for microelectronics. The recent development of the split sphere press has led to the enhancement of low quality natural diamonds. Synthesized and treated diamonds are sometimes traded deceptively as high quality natural diamonds because it is hard to distinguish among these diamonds with conventional gemological characterization method. Therefore, we need to develop a new identification method that is cheap, fast, and non-destructive. We proposed using a new method of micro-Raman spectroscopy for checking the local HPHT residual stress to distinguish these diamonds from natural ones. We observe unique ~10f compressive and tensile strains at Type I and Type II diamonds after HPHT treatment. Our result implies that our proposed methods may be appropriate fur identification of the treated diamonds with appropriate reference samples.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.4
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• pp.322-329
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• 1997

ECR 마이크로 플라즈마 CVD법에 의하여 단결정 Si기판위에서 대면적에 걸쳐 방향성을 가진 다이아몬드박막을 성공적으로 성장시키고, 막 증착공정을 바이어스처리 단계와 성막단계의 2단계로 나누어 실시할 때 바이어스처리 단계에서 여러 공정 매개변수들이 다리아몬드 핵생성밀도에 미치는 효과에 관하여 조사하였다. 기판온도$600^{\circ}C$, 압력 10Pa, 마이크로파 전력 3kW, 기판바이어스 +30V의 조건으로 바아어스 처리할 때, 핵생성에 대한 잠복기간은 5-6분이며, 핵생성이 완료되기 까지의 시간은 약 10분이다. 10분 이후에는 다이아몬드 결정이 아닌 비정질 탄소막이 일단 형성된다. 그러나 성장단계에서 이러한 비정질 탄소막은 에칭되어 제거되고 남아있는 다이다몬드 핵들이 다시 성장하게 된다. 또한 기판온도의 증가는 다이아몬드 막의 결정성을 높이고 핵생성 밀도를 증가시키는 데에 별로 효과가 없다. ECR플라즈마 CVD법에서 바이어스처리 테크닉을 사용하면, 더욱 효과적임을 확인하였다. 총유량 100 sccm의 CH$_{3}$OH(15%)/He(85%)계를 사용하여 가스압력 10Pa, 바이어스전압 +30V마이크로파 전력 3kW, 온도 $600^{\circ}C$의 조건하에서 40분간 바이어스처리한 다음 다이아몬드막을 성장시켰을 때 일시적으로나마 제한된 지역에서 완벽한 다이아몬드의 에피성장이 이루어졌음을 SEM으로 확인하였다. 이것은 Si기판상에서의 다이아몬드의 에피성장이 가능함을 시사하는 것이다. 그밖에 라만분광분석과 catodoluminescence 분석에 의한 다이아몬드의 결정질 조사결과와 산소방전 및 수소방전에 의한 챔버벽의 탄소오염효과 등에 관하여 토의하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.118.1-118.1
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• 2017

다이아몬드 코팅은 다이아몬드 자체의 우수한 경도 및 여러 장점을 가진 특성으로 엔드밀과 같은 공구강을 비롯하여 기존 물질의 물리적 경도를 향상 시키는 데 있어서 많은 분야에서 연구 되고 있다. 그 중에서도 활용 방면이 높은 분야는 탄소 섬유 강화 복합체(CFRP)와 같은 난삭재의 절삭가공기술에 있어서 매우 효과적인 성과를 보이고 있다. HF-CVD를 통한 다이아몬드 코팅을 함에 앞서, 전산 해석을 통해 다이아몬드의 코팅에 있어서 결정적인 요소인 온도와 압력을 우선적으로 계산을 하여 다이아몬드가 코팅이 되는 가정 적합한 온도와 압력을 찾은 뒤 실험을 진행 하였다. 전산 해석은 ANSYS Workbench를 이용하여 진행하였다. Workbench내의 프로그램 중 형상을 그리는 것은 Design Modeler, 격자를 구성하는 것은 Mesh, 계산은 FLUENT를 이용하여 진행하였다. 형상의 모델링은 HFCVD장비의 실제모습을 최대한으로 구현하였으며, 다이아몬드 증착 과정에서 일어나는 필라멘트의 온도와 챔버의 냉각 정도 그리고 공정 기체를 적용하여 시뮬레이션을 시행 하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 적정 온도 범위와 압력을 기반으로 HF-CVD를 통해 다이아몬드 코팅을 시행 하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.5 no.5
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• pp.395-402
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• 2004

We need to develop technology of identifying high temperature high pressure(HTHP) synthetic diamond and HTHP treated natural diamonds from untreated natural diamonds to cope with sophisticated diamond enhancing technology. We had successfully identified synthetic diamonds using a vibrating sample magnetometer due to their ferromagnetic property. In addition, we identified the HTHP enhanced TypeIa, TypeIIa diamonds by employing non-destructive Fourier Transform Infrared(FTIR) spectroscopy.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.180-180
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• 2016

보론이 도핑된 $3{\times}3cm$ 크기의 p 형 다결정 실리콘 기판의 표면을 경면연마한 후, 다이아몬드 입자의 seeding을 위해 슬러리 중 다이아몬드 분말의 입도를 5 nm로 고정하고 초음파 전처리 공정을 진행한 후, 다이아몬드 박막을 증착하였다. 다이아몬드 증착은 Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition 장비를 이용하였으며, 공정 조건은 초기 진공 $10{\times}10^{-3}Torr$, 공정 가스 비율 $Ar:CH_4=200:2$, 가스 유량 202 sccm, 공정압력 90 Torr, 마이크로웨이브 파워 600 W, 기판 온도 $600^{\circ}C$이었다. 기판에 DC bias 전압을 인가하는 것을 공정 변수로 하여 0, -50, -100, -150, -200 V로 변화시켜가며, 0.5, 1, 2, 4 h 동안 증착을 진행하였다. 주사전자현미경과 XRD, AFM, 접촉각 측정 장비를 이용하여 증착된 다이아몬드 입자와 막의 특성을 분석하였다. 각 bias 조건에서 초기에는 다이아몬드 입자가 형성되어 성장되었다가 시간이 증가될수록 연속적인 다이아몬드 막이 형성되었다. Table 1은 각 bias 조건에서 증착 시간을 4 h까지 변화시키면서 얻은 다이아몬드 입자 또는 박막의 높이(두께)를 나타낸 것이다. 2 h까지의 공정 초기에는 bias 조건의 영향을 파악하기 어려운데, 이는 bias에 의한 과도한 이온포격으로 입자가 박막으로의 성장에 저해를 받는 것으로 사료된다. 증착시간이 4 h가 경과하면서 -150 V 조건에서 가장 두꺼운 막이 성장되었다. 이는 기판 표면을 덮은 다이아몬드 박막 위에서 이차 핵생성이 bias에 의해 촉진되기 때문으로 해석된다. -200 V의 조건에서는 오히려 막의 성장이 더 느렸는데, 이는 Fig. 1에 보이듯이 과도한 이온포격으로 Si/diamond 계면에서 기공이 형성된 것과 연관이 있는 것으로 보인다.