• Title/Summary/Keyword: 빔손상

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중이온가속기 진공도 요구조건에 대한 고찰

  • In, Sang-Ryeol
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2015.08a
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    • pp.100.1-100.1
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    • 2015
  • 중이온가속기에서 잔류기체 분자와 가속 이온의 충돌이 발생하면 이온빔 전류의 손실을 야기하는 직접적인 효과 외에 잔류 기체분자 중에서 전리된 이온들이 반발력에 의해 용기 벽에 부딪힐 때 표면에 흡착되어 있던 기체분자들을 충격탈리(stimulated desorption)시킨다. 더 심각한 경우는 산란된 고속 이온이 용기 벽과 충돌하면서 핵반응을 일으켜 방사화 시키거나 벽에서 다량의 기체를 방출시키는 것이다. 최악의 경우에는 고속이온의 에너지에 의해 용기벽이나 부품들이 열적인 손상을 입을 수도 있다. 현재 설계 및 연구개발이 진행중인 기초과학원(IBS) RISP (Rare Isotope Science Project)의 RAON 중이온가속기는 입사기에서 실험영역까지 각 부분의 진공도 조건이 일반적으로 10-8~10-9 mbar 대에 있어서 이온빔 전류의 손실이나 전리 이온들에 의한 충격탈리는 무시할 수도 있지만 고속이온의 기체방출 수율이 ~104 정도로 높은 것을 감안할 때 고속이온의 충격탈리에 의한 압력 증가가 감내할 수준인지 검토할 필요가 있다. 압력증가는 추가적인 손실을 유발하고 이것은 다시 압력을 상승시키는 진공 불안정성(vacuum instability)을 야기할 수 있다는 축면에서 조심하는 것이 좋다고 판단된다. 고속 중이온과 잔류기체 분자와의 충돌에서 이온이 손실되는 반응에는 쿨롬(coulomb) 산란과 전하교환(charge exchange)이 있는데 전자는 후자에 비해 일반적으로 1/10000 가까이 낮아서 무시할 수 있고, 전자 포획(electron capture) 또는 전자 손실(electron loss, 이온의 전리에 해당)로 대별되는 전하교환 반응이 이온 손실을 주도하는 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 다양한 전하교환 반응 단면적을 아우르는 비례칙(scaling law)을 사용하여 대표적인 중이온인 U33+ 및 U79+의 손실 및 잔류 기체의 전리율을 계산하고 충격탈리에 의한 표면방출 및 압력상승을 일차적으로 고려하여 진공도 조건의 타당성을 입증하려고 한다.

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Development of Ambient Ionization Mass Spectrometry Imaging for Live Cells and Tissues

  • Kim, Jae-Yeong;Seo, Eun-Seok;Lee, Seon-Yeong;Jeong, Gang-Won;Mun, Dae-Won
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2015.08a
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    • pp.229.1-229.1
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    • 2015
  • 생체 시료인 세포나 조직을 분석을 위해 임의로 파괴하거나 훼손하지 않은 본래의 상태에서 세포에 존재하는 다양한 생체분자 물질의 질량과 조성을 분석하고 영상화할 수 있는 대기압 표면 질량분석 이미징 기술을 개발했다. 생체 시료의 표면을 질량 분석을 하기 위해서는 대기압 분위기에서 시료에 열적 손상이 없는 조건으로 시편의 이온화 및 탈착 과정이 이루어지게 하기 위해 저온 대기압 탈착/이온화원으로 저온대기압 플라즈마 젯과 펨토초 적외선 레이저를 결합하여 대기압 이온화원을 제작하였다. 기존에 잘 알려진 저온 대기압 플라즈마 젯 소자는 유리관에 방전기체를 흘려주고 전극에 고전압을 인가하는 방식으로 제작했으며, 또 다른 대기압 이온화원으로서 근적외선 대역의 고출력 펨토초 레이저 빔을 현미경용 대물렌즈로 집속하여 생체시료에 조사시켰다. 수백 나노미터에서 수 마이크로미터 수준으로 빔을 집속할 수 있는 펨토초 레이저는 금나노로드의 도움으로 생체 시료를 매우 작은 수준으로 탈착하는 데 주로 사용하며, 수십 마이크로미터에서 수 밀리미터 정도의 크기를 가지는 저온 대기압 플라즈마 젯은 탈착된 물질을 이온화시키는데 사용하여, 이 두 가지 이온화원을 결합하여 이온화원으로 사용한다. 시료에서 발생한 이온을 질량분석기 입구까지 잘 끌고 갈 수 있도록 이온 전달관을 설계하고 보조펌프를 장착 사용한다. 이렇게 자체 개발한 대기압 이온화원을 상용 질량분석기기와 결합하여 대기압 분위기에서 시료의 표면을 질량분석할 수 있는 시스템과 측정 기술을 개발했다. 현미경 스테이지에 정밀 2-D 자동 스캐닝 스테이지를 장착하여 질량분석 정보에 공간 정보를 더할 수 있는 질량분석 이미징 기술 방법을 개발하여 생체 시편의 질량분석 이미징을 얻었다. 수분을 포함하는 생채시료로부터 단백질, 지질, 대사물질을 직접 분리하여 분석하는 이 새로운 질량분석법은 기존의 분석법에 비해 훨씬 더 많은 생체분자 정보를 얻을 수 있으며 공간정보를 더해 영상화할 수 있는 큰 장점이 있다. 대기압 표면 질량분석 기술은 생체시료를 파괴해서 용액화할 필요도 없으며, 진공 챔버에 넣기 위해 필요한 복잡한 전처리 과정 단계를 간략화 할 수 있으며 최종적으로는 살아있는 세포나 생체 조직도 정량 분석이 가능하여 생명과학 및 의료진단 분야에서 응용할 수 있는 분야는 무궁무진할 것이다.

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Special quality research by pulse transformer stabilization by high tension output module of medical ultra series laser II (산부인과용 $CO_2$ 연속형 레이저의 고압출력 모듈에 따른 펄스트랜스 안정화 특성연구(II))

  • Kim, Whi-Young
    • Journal of the Korea Computer Industry Society
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    • v.8 no.1
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    • pp.49-56
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    • 2007
  • Various kind of laser had been used on addition to endoscope for obstetrics and gynecology, gas laser such as CO2 laser had been used mainly much in laparoscope surgical operation mainly Thermal effect of beam displays other result different component parts of cellular tissue and different close of a marketplace of laser beam and priority solidification of temperature increase consists in cellular tissue, and cutting or carbonization process happens and evaporation by breakdown of cellular tissue happens more than $300^{\circ}$. <중략> Ostabilization of pulse transformer by high tension output module of CO2analog laser for obstetrics and gynecology that accomplish marks of honor kind switching and accuracy is required, and stabilize with laser output applying Turn-off in existent hard switching forward converter, on city happened switching damage, damage increase of output diode station recovery special quality, parasitism shock, design and result that manufacture, brought result that improve than existing product. Will be bought to get into superior result if supplement as systematic late.

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ITO, PR, 격벽 재료의 레이저 직접 미세가공

  • Lee, Cheon;Lee, Gyung-Chul;Ahn, Min-Young;Lee, Hong-Gyu
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 1999.07a
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    • pp.80-80
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    • 1999
  • 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)의 공정을 간단히 하기 위하여 포토레지스트, ITO, 격벽재료를 Ar+ laser(λ-514 nm, CW)와 Nd:YAG laser(λ=532, 266nm, pulse)로 직접 패터닝 하였다. 레이저에 의한 포토레지스트의 패턴결과, 아르곤 이온 레이저의 포토레지스트 가공의 반응 메카니즘은 레이저 빔의 열에 의한 시료 표면의 국부적인 온도상승에 의한 용융작용이며, 그 결과 식각 후 형성된 패턴의 단면 모양도 레이저빔의 profile과 같은 가우시안 형태를 나타낸다. Nd:YAG 레이저의 4고조파(532nm)를 이용한 경우 200$\mu\textrm{m}$/sce의 주사속도에서 포토레지스트를 패턴하기 위한 임계에너지(threshold energy fluence) 값은 25J/cm2이며, 약 40J/cm2의 에너지 밀도에서 하부기판의 손상이 발생하기 시작하였다. 글미 1은 Nd:YAG 레이저 4고조파를 이용하여 포토레지스트를 식각한 경우 SEM 표면사진(위)과 단차특정기에 의한 단면형상(아래)이다. ITO 막의 레이저에 의한 직접 패턴 결과, ITO 막은 레이저 펄스에 의한 급속 가열 및 증발에 의한 메커니즘으로 식각이 이루어지며, 레이저 파장에 따른 광흡수 정도의 차이에 의해 2고조파 (532nm)에서 ITO 막의 가공 품질이 4고조파(266nm)에 비해 우수하며 패턴의 폭도 출력에 따라 제어가 용이하였다. 그림 2는 Nd:YAG 레이저 2고조파를 이용하여 ITO를 식각한 경우 SEM표면 사진(위)과 단차측정기에 의한 단면형상(아래)이다. 격벽 재료의 레이저에 의한 직접 패턴 결과, Ar+ 레이저(514nm)는 출력 밀도 32NW/cm2에서 격벽을 유리 기판의 경계면까지 식각하였다. Nd:YAG 레이저(532nm)는 laser fluence가 6.5mJ/cm2에서 격벽을 식각하기 시작하였으며, 19.5J/cm2에서 유리기판의 rudraus(격벽 두께 130$\mu\textrm{m}$)까지 식각하였다.

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중성빔 식각을 이용한 Metal Gate/High-k Dielectric CMOSFETs의 저 손상 식각공정 개발에 관한 연구

  • Min, Gyeong-Seok;O, Jong-Sik;Kim, Chan-Gyu;Yeom, Geun-Yeong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.02a
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    • pp.287-287
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    • 2011
  • ITRS(international technology roadmap for semiconductors)에 따르면 MOS (metal-oxide-semiconductor)의 CD(critical dimension)가 45 nm node이하로 줄어들면서 poly-Si/SiO2를 대체할 수 있는 poly-Si/metal gate/high-k dielectric이 대두되고 있다. 일반적으로 metal gate를 식각시 정확한 CD를 형성시키기 위해서 plasma를 이용한 RIE(reactive ion etching)를 사용하고 있지만 PIDs(plasma induced damages)의 하나인 PICD(plasma induced charging damage)의 발생이 문제가 되고 있다. PICD의 원인으로 plasma의 non-uniform으로 locally imbalanced한 ion과 electron이 PICC(plasma induced charging current)를 gate oxide에 발생시켜 gate oxide의 interface에 trap을 형성시키므로 그 결과 소자 특성 저하가 보고되고 있다. 그러므로 본 연구에서는 이에 차세대 MOS의 metal gate의 식각공정에 HDP(high density plasma)의 ICP(inductively coupled plasma) source를 이용한 중성빔 시스템을 사용하여 PICD를 줄일 수 있는 새로운 식각 공정에 대한 연구를 하였다. 식각공정조건으로 gas는 HBr 12 sccm (80%)와 Cl2 3 sccm (20%)와 power는 300 w를 사용하였고 200 eV의 에너지로 식각공정시 TEM(transmission electron microscopy)으로 TiN의 anisotropic한 형상을 볼 수 있었고 100 eV 이하의 에너지로 식각공정시 하부층인 HfO2와 높은 etch selectivity로 etch stop을 시킬 수 있었다. 실제 공정을 MOS의 metal gate에 적용시켜 metal gate/high-k dielectric CMOSFETs의 NCSU(North Carolina State University) CVC model로 effective electric field electron mobility를 구한 결과 electorn mobility의 증가를 볼 수 있었고 또한 mos parameter인 transconductance (Gm)의 증가를 볼 수 있었다. 그 원인으로 CP(Charge pumping) 1MHz로 gate oxide의 inteface의 분석 결과 이러한 결과가 gate oxide의 interface trap양의 감소로 개선으로 기인함을 확인할 수 있었다.

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Principle and Applications of EELS Spectroscopy in Material Characterizations (재료 분석에서 전자 에너지 손실 스펙트럼 (EELS)의 원리 및 응용 연구)

  • Yoon, Sang-Won;Kim, Kyou-Hyun;Ahn, Jae-Pyoung;Park, Jong-Ku
    • Journal of Powder Materials
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    • v.14 no.3 s.62
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    • pp.157-164
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    • 2007
  • An electron energy loss spectroscopy (EELS) instrument attached on transmission electron microscopy (TEM) becomes a powerful and analytical tool for extracting the noble information of materials using the enhancement of TEM images, elemental analysis, elemental or chemical mapping images, electron energy loss near edge structure (ELNES), and extended energy-loss fine structure (EXELFS). In this review, the principle and applications of EELS which is widely used in material, life, and electronic sciences were introduced.

Laser Damage Threshold Increase of A/R Coating Films for 200MHz AOM (A/R 코팅 변화에 따른 200MHz AOM의 laser damage threshold 증가)

  • Kim, Yong-Hun;Lee, Hang-Hun;Lee, Jin-Ho;Park, Yeong-Jun;Park, Jeong-Ho
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.7 no.3
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    • pp.213-217
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    • 1997
  • AOhf(Hcousto-r)l)tic niodulator) with :!OOlIiz freclucncl- and Sfi(;(Seconrl harmonic generation) green lasel-Lvith 53% nm wavelength were used for Il\'IIII~Dii.it,ii v~ilco disk recorder) FOI rhe appli~aptin of high densit]. optical recording, a high po\ver I ~ c r is r c ~ ~ l i ~ i l - u l ic I !tic. s\-sti,m a n d optic.,~I io;iting l,t)c>rs of each optical device must have a high laser damage threshoid hie rn;itie ant] retlwtive coatings on a $TeO_{2}$ singlc crystal. which is used as an acoustooptic material, by E-beam evaporation method. Laser damage threshold \vas nicdsureci hy Ar laser with the input power oi 0.55LV 1,aser damage threiholti 01 $ZrO_{2}$ and $SiO_{2}$. filn-is were higher than $AI_{2}O_{3}$ f i l m U'e also investigated a long--tern1 stability of the output po\ver of St{(; green laser

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HRTEM Observations on the Modulated Structure in Pseudo-brookite-type Compound, $(In_{0.36}Zn_{1.09})Ti_2O_{5.64}$ (HRTEM에 의한 pseudo-brookite 형 화합물$(In_{0.36}Zn_{1.09})Ti_2O_{5.64}$에서의 변조구조 관찰)

  • Lee, Hwack-Joo;Park, Hyun-Min;Cho, Yang-Koo;Ryu, Hyun;Nahm, Sahn;Bando, Y.
    • Applied Microscopy
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    • v.29 no.1
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    • pp.95-103
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    • 1999
  • Microstructural observations on the pseudo-brookite $MgTi_2O_5$ and the similar type of $(In_{0.36}Zn_{1.09})Ti_2O_{5.64}$ were carried out using a top-entry HRTEM working at 200 kV. The modulated structures were found in $(In_{0.36}Zn_{1.09})Ti_2O_{5.64}$, however, not in $MgTi_2O_5$. The electron diffraction patterns of sublattice in $(In_{0.36}Zn_{1.09})Ti_2O_{5.64}$ are quite similar to those of pseudo-brookite $MgTi_2O_5$. but the complicated superlattice reflections are present in the diffraction patterns. Four types of modulations have been found. The periodicities for the modulated structure are found to be 3.63 nm, 0.79 nm and 0.64 nm along [220] direction, and 0.81 nm along [420] direction. The phase transition from the modulated structure to the unmodulated one was also observed in situ due to the electron beam irradiation reversibly. Further damage by the electron beam made the crystal to be fragmented into many small crystals with the formation of the voids at the kinks in ledged structure of the surface. The anisotropic arrangements of In and O atoms in $(In_{0.36}Zn_{1.09})Ti_2O_{5.64}$ might cause the compound to be unstable under the electron beam.

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Design and embodiment of stable system by change of action waveform by pulsemodule special quality of pulse style$CO_2$ laser for obstetrics and gynecology (산부인과용 펄스형 $CO_2$레이저의 펄스모듈 특성과 동작파형 변화에 따른 안정된 시스템의 설계 및 구현)

  • Kim, Whi-Young
    • Journal of the Korea Computer Industry Society
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    • v.8 no.2
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    • pp.97-102
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    • 2007
  • [ $CO_2$ ] laser sees that is most suitable to get this effect through minimum formation damage and advantage that is root enemy of effect that happen in minimum cellular tissue depth of 0.1mm is stable living body organization or internal organs institution. Formation damage by ten can be related in formation's kind or energy density, length of evaporation time. If shorten evaporation time, surroundings cellular thermal damage 200 - because happen within 400um laser beam in rain focus sacred ground surroundings cellular tissue without vitiation me by evaporation Poe of very small floor as is clean steam can . Application is possible to vulva cuticle cousins by a paternal aunt quantity, uterine cancer, cuticle tumor by laser system that $CO_2$ laser gets into standard in obstetrics and gynecology application. Because effect that super pulse output is ten enemies of laser if uniformity one pulse durations are short almost is decreased, most of all pulse module special quality of Pulse style $CO_2$ laser for obstetrics and gynecology mode stabilization by weight very, in this research to get into short pulse duration and higher frequency density, do switching by high frequency in DC-DC Converter output DC's ripple high frequency to be changed, high frequency done current ripple amount of condenser for output filter greatly reduce can . Ripple of output approximately to Zero realization applying possible inductor realization through a special quality experiment do.

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Nondestructive Evaluation Technique of Painted Sandwich Control Surfaces of CN-235 using Full-field Pulse-echo Ultrasonic Propagation Imaging System (전영역 펄스-에코 초음파전파영상화 시스템의 CN-235의 도색된 샌드위치 조종면 In-situ 비파괴평가 기술)

  • Hong, Seung-Chan;Lee, Jung-Ryul;Park, Jongwoon
    • Composites Research
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    • v.29 no.5
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    • pp.288-292
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    • 2016
  • In this paper, a novel ultrasonic propagation imaging system, called a full-field pulse-echo ultrasonic propagation imaging (FF PE UPI) system is introduced. The system nondestructively inspected targets with two-axis translation stage. The coincident laser beams for ultrasonic sensing and generation are scanned and pulse-echo mode laser ultrasounds are captured. This procedure makes it possible to generate full-field ultrasound in through-the-thickness direction as large as the scan area. Structural inspection results in the form of full-field ultrasonic wave propagation videos are introduced, which are painted sandwich control surfaces. In addition, the inspection results of FF PE UPI system are compared with conventional ultrasonic testing methods such as waterjet and portable C-scan.