• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2006.06a
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• pp.390-392
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• 2006

단일 서스테인 구동회로서 패널을 수평으로 이등 분할하고 직렬 연결하여 구동회로의 전류 스트레스를 저감하는 새로운 단일 에너지 회수 서스테인 구동회로를 제안한다. 기존의 단일 서스테인 구동회로는 +Vs 및 -Vs의 양극성 전원을 사용함에 따라 기존 구동회로에 비해 전류 스트레스는 그대로이면서 스위치 전압 스트레스가 두 배가 되어 회로 손실 및 발열이 높은 단점을 가지고 있다. 이를 개선하기 위해 제안하는 패널 분할 직렬 연결 단일 에너지 회수 서스테인 구동회로는 패널을 수평으로 이등 분할하고 하프 브리지 인버터를 각각 연결하여 구동 회로의 가스 방전 전류 및 패널 캐패시터의 변위 전류를 기존의 절반으로 줄여 스위치들의 전류 스트레스를 저감하게 된다. 또한 에너지 회수 회로는 능동소자로서 단 하나의 스위치와 단하나의 다이오드만을 사용하므로 그 구조가 단순하여 원가를 절감할 수 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.148-148
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• 2013

스퍼터 이온펌프(Sputter Ion Pump)는 주로 화학흡착으로 동작하며 기계적 진동이 없고, 기름 등의 오염 물질을 배출하지 않으며, 수명이 길어 초고청정 진공이 요구되는 표면실험장치, 표면분석계, 입자가속기 등에서 널리 사용 되고 있다. 일정한 지름을 갖는 다수의 원통 양극과 그 양단에 두개의 음극판을 배치시킨 후, 양극과 음극 사이에 수 kV의 전압을 걸고 원통의 축방향으로 자장을 인가하면 페닝 방전이 발생한다. 냉음극에서 방출된 전자는 양극으로 비행하면서 가스를 이온화한다. 이온분자는 가스흡수성 게터재료로 된 음극에 충돌하여 스퍼터링을 일으키며 게터막를 주변에 증착시킨다. 이온 및 중성 가스는 게터 고체막 속에 주입 포획되는 형태로 배기된다. 스퍼터 이온펌프는 $10^{-5}$ Pa 부근에서 최대 배기속도를 가지며, 압력이 낮아질 수록, 특히 $10^{-10}$ Pa영역 이하에서는 그 배기속도가 급격히 저하되며, $10^{-10}$ Pa영역에서는 배기능력을 거의 상실한다. 따라서 스퍼터 이온펌프 단독으로 진공시스템을 배기할 때 도달압력은 $10^{-9}$ Pa 영역에 머무르게 되며, $10^{-10}$ Pa 이하의 극고진공을 얻기 위해서는, $10^{-8}$ Pa 이하의 압력에서 배기 속도가 압력과 무관한 흡착펌프(getter pump)와 이온펌프를 조합하여 사용한다. 본 실험에서는 $600^{\circ}C$ 이상의 온도로 진공로에서 탈개스시킨 진공용기를 배기속도 450, 60, 30, 20, 5, 3 l/s의 6종류의 이온펌프와 배기속도 400 l/s, 100 l/s의 non-evaporable getter (NEG) 펌프를 조합시켜 배기하여 그 배기 특성을 비교하였다. 도달 압력은 이온펌프의 배기속도가 클수록 낮아지는 경향을 보여주었다. 450 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG를 조합하여 배기시킬 때 도달 압력은 ~$2{\times}10^{-10}$ Pa을 기록하여 가장 낮았으며, 3 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG를 조합하였을 때는 $ 2{\sim}3{\times}10^{-8}$ Pa을 기록하였다. 450 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG를 조합한 경우 잔류가스의 대부분이 수소였으나, 3 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG의 조합한 경우에는 메탄의 잔류량이 수소 보다 많았다. 이 결과는 메탄을 배기하지 못하는 NEG의 배기 특성을 보완하기 위해서는 일정 배기속도 이상의 이온 펌프가 필요함을 보여준다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.34-34
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• 2000

ZnO 박막은 대칭 육방정계(hexagonal) wurtzite-type crystal로써 결정구조에서의 이방성, 비화학양론 결합구조와 다양한 전기적, 광학적 그리고 타성파적 성질 때문에 현재 여러 응용분양에서 각광을 받고 있는 재료 중의 하나이다. 이러한 특성을 갖는 ZnO 박막은 결정학적으로 기판에 수직인 c-축 우선방위현상(preferred orientation)을 나타내며 압전 특성을 이용하여 응용을 할 경우 이 c-축 우선방위현상에 따라 압전 특성에 큰 차이가 있으며 ZnO 박막의 형성 조건에 의해 c-축 우성배향성은 큰 차이가 있다. 특히 스퍼터법을 이용하여 ZnO 박막을 형성하는 경우에는 투입전력, 기판온도, 분위기 가스압력, 타겟간 거리등의 증착조건에 의해 결정학적 및 전기적 특성이 크게 영향을 받게 된다. 따라서 결정학적으로 양호하며 고품위의 특성을 갖는 ZnO 박막을 제작하기 위해서는 최적의 증착조건을 확립하여 ZnO 박막을 제작할 필요가 있다. 본 연구에서 사용된 대향 타겟식 스퍼터장치는 두 개의 타겟이 서로 마주보게 배치되어 있고 양 타겟에 수직으로 분포하고 있는 자계가 ${\gamma}$-전자를 구속하게 되어 고밀도의 플라즈마를 형성할 수가 있다. 따라서 10-4Torr에서도 안정한 방전을 유지할 수가 있으며 기판의 위치가 플라즈마로부터 이격되어 (plasma-free)있는 위치에 있기 때문에 플라즈마내의 높은 에너지를 갖는 입자들의 기판충돌을 최대한 억제하여 고품위의ZnO 박막을 제작할 수가 있다. 이러한 특징을 갖는 대향타겟식스퍼터장치를 이용하여 본 연구에서는 비정질 slide glass를 기판으로 하여 ZnO 박막을 증착하였으며 XRD(X-ray Diffractometer)를 이용하여 증착된 ZnO 박막의 결정학적 특성을 측정하였다. ZnO 박막은 산소 가스압력과 기판온도, 인가 전류를 변화시켜가며 증착하였으며 이에 따른 박막의 결정성 변화를 알아보았다. 기판온도를 실온에서 점차 증가시켜나가면 $\Delta$$\theta$50은 급격히 감소하며 30$0^{\circ}C$에서는 결정성이 우수한 막을 얻을 수 있었다. 또한 산소 가스 압력이 0.5~1mTorr에서 $\Delta$$\theta$50은 양호한 값을 나타내었지만 그 이상에서는 c-축 배향성이 나빠짐을 확인하였다. 따라서 대향타겟식스퍼터 장치를 이용하여 ZnO 박막을 증착시 가스압력 0.5~1mTorr, 기판온도 20$0^{\circ}C$이상의 막 제작조건에서 결정성이 우수하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.165.2-165.2
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• 2016

빗각 증착이란 입사 증기가 기판에 수직하게 입사하는 일반적인 공정과는 다르게 증기가 기판의 수직선과 $0^{\circ}$이상의 각을 갖는 증착 방법을 의미한다. 본 연구는 공정 압력이 비교적 높은 스퍼터링 공정에서 빗각 증착을 실시하여 코팅층의 구조제어가 가능한지를 확인하였다. 본 연구에서는 조직의 치밀도 향상을 통한 특성 향상을 위해 TiN 박막을 제조함에 있어서 빗각 증착 기술을 응용하여 단층 및 다층 피막을 제조하고 그 특성을 비교하였다. 스퍼터 소스에 장착된 타겟의 크기는 6"이며, 99.5% Ti 타겟을 사용하였고, Ar 가스 분위기에서 기판으로 사용된 Si(100) 위에 코팅하였다. 기판과 타겟 간의 거리는 10 cm이며, 기판은 알코올과 아세톤으로 초음파 세척을 실시한 후 진공챔버에 장착하고 < $2.0{\times}10-5Torr$ 까지 진공배기를 실시하였다. 진공챔버가 기본 압력까지 배기되면 Ar 가스를 주입한 후 RF 파워에 약 300V의 전압을 인가하여 글로우 방전을 발생시키고 약 30분간 청정을 실시하였다. 기판의 청정이 끝난 후 다시 < $2.0{\times}10-5Torr$까지 진공배기를 한 후 Ar 가스를 주입하여 TiN 코팅을 실시하였다. 빗각 증착을 위한 기판의 회전각은 $70^{\circ}$, $80^{\circ}$와 $-70^{\circ}$, $-80^{\circ}$이며, TiN 박막의 총 두께는 약 $3.5{\sim}4{\mu}m$로 유지하였다. 스퍼터링을 이용한 TiN 박막의 빗각 증착 코팅을 실시하였으며, 공정조건에 따라 주상정이 자라는 모습과 기울어진 각도가 다른 구조를 갖는 박막이 제조되는 것을 확인할 수 있었다. 빗각증착을 실시하는 중에 기판 홀더에 약 -100 V의 전압을 인가하면 인가하지 않은 막에 비해 치밀한 박막이 성장한다는 사실을 확인하였다. 박막의 성능향상을 위하여 스퍼터 시스템에서 빗각 증착을 이용한 TiN 박막 형성을 실시하였다. SEM 단면 이미지에서 확인해본 결과 주상정이 자라는 형상이 공정 압력이 5 mTorr에서 2 mTorr로 낮아짐에 따라 상대적으로 치밀하면서 일정한 형태로 성장하는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 스퍼터링을 이용한 빗각 증착의 Structure Engineering 이 가능함을 확인하였으며 박막의 성능을 향상시키는 기술로서 응용 가능할 것으로 보인다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.184-184
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• 2016

대기압 플라즈마를 이용한 폴리머 합성은 기존의 합성방법에 비해 간단하고 쉽게 폴리머를 합성할 수 있다는 장점이 있다. 대부분의 폴리머는 합성온도가 $150^{\circ}C$ 이하이기 때문에 각 폴리머에 적합한 온도를 제어하는 것이 핵심이라 할 수 있다. 본 연구에서는 폴리머 합성온도를 제어하기 위하여 플라즈마 방전전극에 모노머를 직접 주입하지 않고 간접적인 방법을 선택했다. 그리고 모노머는 액체 공급 장치를 이용해 플라즈마의 가스량과 파워를 제어하면서 폴리머를 합성의 조건을 찾았다. AC 플라즈마를 이용해 methyl methacrylate($C_5H_8O_2$) 모노머를 폴리머로 합성했으며, 그 결과는 FTIR, XRD 등으로 분석하고 특성을 평가했다. FTIR의 결과, C-O, C-H, C=O 등의 전형적인 poly methyl methacrylate(PMMA)의 피크를 확인할 수 있었다. 그리고 XRD의 관찰결과 C1s 및 O1s의 각 binding energy가 각각 283, 285, 288 eV 및 533 eV 주변에서 확인되었다. 그리고 합성시간에 따라 폴리머의 두께가 비례해서 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 실험결과, AC 플라즈마를 이용한 폴리머합성은 가능한 것으로 확인되었으며 소형화 및 휴대가 가능하기 때문에 식품, 바이오, 의약품, 의료용품 등의 현장포장 등 여러 가지 용도로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.22 no.1
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• pp.149-156
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• 2008

Recently, ozone is utilized in various fields and its needs are expanding. In this paper, plate type ozonizer have been fabricated to investigate discharge parameter(input power, flow rate of supplied gas, electrode form, etc.) effect to discharge. And the conditions of discharge parameter have been investigated for optimum ozone generation. Ozone concentration is continuously increased with increasing input power for same discharge space, and ozone yield is also increased until maximum point after that it is saturated. Ozone concentration is inversely proportional to flow rate of supplied gas but ozone generation and ozone yield characteristics are improved.

• JOURNAL OF ELECTRICAL WORLD
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• no.2 s.110
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• pp.92-98
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• 1986

과학의 현저한 발달과 산업의 발전은 고도의 풍부한 인간사회를 만들어 냈는데 반면에 사람과 건강이나 생활에 장해가 되는 여러 가지의 환경문제가 생겼다. 가령 화학공장, 화력발전소, 자동차 등에서의 배기가스에 의한 대기오염, 각종 공장에서의 배액, 가정의 배수 등으로 인한 수질오염 및 폐기물 등에 의한 토양오염, 제트기, 고속철도, 자동차 및 공장 등에서 발생하는 소음, 원자력 이용에 의한 방사능 등의 환경문제가 발생한 것이다. 이들 환경문제에 대해서는 원인의 규명, 특성의 해명, 실태조사 등 그 해명에 노력이 경주되고 있으며 사람의 건강보존과 생활의 안정에 의하여 고도의 문화생활을 할 수 있도록 대책을 강구하는 노력을 하고 있다. 현재는 공업의 현저한 발달에도 불구하고 매우 좋은 생활환경으로 되어 있다. 전자환경문제란 전기가 원인으로 발생하는 여러 가지의 현상, 가령 전계, 자계, 대전, 방전, 전자파 등의 각종 현상을 명백히 하고 그것이 사람의 건강이나 생활에 미치는 영향의 유무를 조사하여 영향이 있는 경우에는 대책을 강구하는 것이다. 우리들 인류를 포함한 생물은 본래 자연에 존재하는 전자환경 속에서 생존하고 있다. 또한 생물 체내에는 전기가 존재하여 통전이 용이하며 통전의 전기의 크기에 따라서는 심하게 반응하거나 마비되거나 토사하거나 하는 수가 있다. 따라서 인공의 전자환경이 이상상태에 있으면 어떤 영향을 받을 지도 모른다. 따라서 강한 전자계를 발생하거나 전자파를 발생하는 전자설비나 기기에 대해서는 영향의 유무를 고려하여 어떤 경우에는 대책이 필요해진다. 고전압가공송전선은 그같은 종류의 하나의 설비이다. 자연 및 각종 인공의 전자환경을 보면서 송전선의 전자환경에 대하여 고찰해본다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.17 no.1
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• pp.1-11
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• 2006

Non-thermal plasma technology for air pollution control, which are NOx, SOx, VOCs, soot, etc., is reviewed. In the early parts of the paper, generation of non-thermal plasma and plasma chemical process are introduced to provide an appropriate plasma condition (electron energy density) for treating air pollutions. Recent results on numerical simulation, optical diagnostics, and gas treatment are provided to characterize an optimal design of plasma generation and plasma chemical process. These data are also helpful to understand unique features of non-thermal plasma process that is achieved with relatively low temperature conditions, i.e. low enthalpy conditions of the treated gas molecules. In the later parts of the paper, several examples of recently developed non-thermal plasma techniques are illustrated, in which technical and economical assessments of the present techniques are provided.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.132-132
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• 2018

NiTi 형상 기억 합금은 형상기억 효과 (Shape memory effect) 또는 초탄성 효과 (superelasticity effect)를 나타낸다고 알려져 있다. 대표적으로 Ni:Ti 조성비가 1:1을 갖는 NiTi(니티놀) 합금은 형상기억 및 초탄성 효과가 우수하여 기계 가공 공정뿐만 아니라 우수한 내마모성을 요구하는 공구에 사용하기 적합하다. 하지만 NiTi 박막은 합금과 같은 Damping capacity를 가지고 있지만 비교적 낮은 물리적 특성을 가지고 있다. 본 연구에서는 NiTi 박막의 낮은 물리적 특성을 향상시키기 위하여 TiN과 NiTi의 2층형 박막을 제조하고 각 층의 두께 변화를 조절하여 특성 향상에 대한 기초연구를 진행했다. 타겟은 NiTi (Ni:Ti=48.2:51.8 at.%) 합금 타겟과 Ti 타겟을 사용하였고, 시편과 타겟 간의 거리는 약 10cm 이며, 시편은 기초분석을 위한 SUS304, 물리적 특성 평가를 위한 초경 을 사용하였다. 초경은 실제 공구에서 사용하고 있는 Co함량이 10% 함유된 시편은 선정했다. 시편 전처리는 알코올과 아세톤으로 세척을 실시한 후 진공챔버에 장착하고 ${\sim}10^{-5}Torr$ 까지 진공배기를 실시하였다. 기판 정청은 글로우 방전 방식으로 약 800 V 전압에서 30분간 실시했다. 공정 가스는 Ar와 $N_2$ 혼합가스를 사용하였으며, UBM(Un-Balanced Magnetron) 스퍼터링 소스를 이용하여 2층형 박막을 제조했다. TiN과 NiTi 층의 두께 비율을 0.5, 1 그리고 2 로 변화시켜 코팅했으며, 박막의 총 두께는 약 ${\sim}3{\mu}m$ 이다. 기초분석은 FE-SEM을 통해 두께와 박막 비율을 확인 및 XRD 분석을 통해 박막 정성분성을 실시했다. 2층형 박막의 물리적 특성은 Nanoindentation test, AFM 및 ball on disc를 이용하여 평가했으며, 그 결과 두께 비율 변화에 따라 물리적 특성 변화가 나타남을 확인했다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.22 no.12
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• pp.142-149
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• 2008

This paper proposes an effective decomposition method of trichloroethylene using pellet packed-bed non-thermal plasma reactor and catalyst. For that, two types of reactors filled with manganese dioxide and alumina pellets are designed. When $MnO_2$ packed reactor is used, TCE decomposition rate is high due to the generation of oxygen atom radicals at the surface of catalyst during ozone decomposition. In addition, When $Al_2O_3$ packed reactor is used, TCE is oxidized into DCAC and it did not decomposed into small molecules such as COx and $Cl_2$. However, the plasma processed gas using $Al_2O_3$ packed reactor is passed through the $MnO_2$ catalyst reactor, which is placed at the downstream of plasma reactor, the decomposition rate increased as well due to oxygen atom radicals through ozone decomposition. Therefore, the adequate use of $MnO_2$ catalyst in the plasma process is very promising way to increase the decomposition efficiency.