• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.35-35
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• 2011

반도체 공정 및 디스플레이 공정에서 발생하는 오염입자는 공정 불량을 일으키는 가장 큰 원인 중의 하나이며, 수십 나노에서 수 백 나노의 크기를 갖는다. 최근 디스플레이 및 반도체 산업이 발전함에 따라 회로의 선폭이 점차 감소하고 있으며 오염입자의 임계 직경(critical diameter) 또한 작아지고 있다. 현재 반도체 및 디스플레이 산업에서 사용되는 측정방법은 레이저를 이용하여 공정 후 표면에 남아있는 오염입자를 측정하는 ex-situ 방법이 주를 이루고 있다. Ex-situ 방법을 이용한 오염입자의 제어는 웨이퍼 전체를 측정할 수 없을 뿐만 아니라 실시간 측정이 불가능하기 때문에 공정 모니터링 장비로 사용이 어려우며 오염입자와 공정 간의 상관관계 파악에도 많은 제약이 따르게 된다. 이에 따라 저압에서 in-situ 방법을 이용한 실시간 오염입자 측정 기술 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 저압 환경에서 실시간으로 입자를 모니터링 할 수 있는 장비를 입자의 광 산란 원리를 이용하여 개발하였으며, 산란 신호를 입자크기로 변환하는 신호 분석 알고리즘 연구를 수행하였다. 빛이 입자와 충돌하게 되면 산란 및 흡수 현상이 발생하게 되는데 이 때 발생하는 산란 및 흡수량과 입자 크기와의 연관성이 Gustav Mie에 의해서 밝혀졌으며, 현재까지 광을 이용한 입자 크기 분석 장치의 기본 원리로 사용되고 있다. 하지만, Mie 이론은 단일입자가 일정한 강도를 가진 광을 통과할 경우인 이상적인 조건에서 적용이 가능하고 실제 조건에서는 광이 가우시안 분포를 가지며 광 집속에 의해서 광 강도가 위치에 따라 변하기 때문에 이러한 조건을 가지는 광을 입자가 통과할 때 발생하는 산란량은 단순히 Mie 이론에 의해서 계산하는 것이 불가능 하다. 본 연구에서는 이러한 현상을 입자 측정의 불확정성 이라고 규정하고 입자가 특정한 위치를 통과할 확률을 이용하여 신호를 분석하는 알고리즘을 개발 및 연구를 수행하였다.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.6 no.2
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• pp.55-63
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• 1984

Berglund-Liu 진동방식 단분산 분체입자 발생기(Berglund-Liu vibrating orifice monodisperse aerosol generator)에 의하여 제작한 단분산 광흡수성 표준분체입자를 사용하여 레이저 산란광 분체입도 측정기 (Knollenberg active scattering aerosol spectrometer)의 반응특성을 조사하 였다. 실험결과, 기기의 반응특성은 Mie 산란이론에 의하여 계산한 이론치와 매우 잘 일치하며 특히 광흡수성 분체입자는 광통과성 분체입자가 다의적인 특성을 나타내는 것에 반하여 거의 단조증가하는 일의적인 특성을 가지고 있으며 광흡수성 분체입자의 반응특성이 제작자의 교정 치에 가까운 결과를 나타내었다.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.51 no.1
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• pp.219-224
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• 2014

In this paper, we study the scattering characteristics of particle using Mie scattering based on various variables such as particle size and refraction of particle, wavelength of laser and angle of receiver to get diffuse light. And we consist a optical system for particle detection, then analyzed the characteristics of the optical system. And based on these characteristics, we develop a particle detection chamber for particle counter and shows experiment result.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.18 no.2
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• pp.57-62
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• 2011

The energy conversion efficiency of DSSCs (Dye-Sensitized Solar Cells) is dependent on the powder size, the structure, and the morphology of $TiO_2$ electrode. The higher efficiency is obtained with high surface area of the nanoanatase-$TiO_2$ powder adsorbed onto a lot more of the dye. Also, the enhancement of light scattering increases the efficiency with high adsorption of the dye. Powder size, crystalline phase, and shape of $TiO_2$ obtained by hydrothermal method have 15-20 nm, anatase and round. $TiO_2$ electrode has fabricated with the mixture of scattering $TiO_2$ particle with 0.4 ${\mu}m$ in nano-sized powder. Conversion efficiency of series of DSSCs was measured with volume fraction of scattering particle. Photovoltaic characteristics of DSSCs with 10% scattering particles are 3.51 mA for Jsc (short circuit current), 0.79 V for Voc(open circuit potential), filling factor 0.619 and 6.86% for efficiency. Jsc was improved by 11% and enhancement of efficiency by 0.77% compared with that of no scattering particles. The confinement of inserted light by light scattering particles has more increase of the injection of exiton(electron-hole pair) and decrease of moving path in electron. Efficiencies of DSSCs with more than 10% for scattering particles have reduced with increasing the pore in the $TiO_2$ electrode.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.9
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• pp.641-646
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• 2016

Soot particles generated by fossil fuel combustion normally have fractal morphology with aggregates consisting of small spherical particles. Thus, Rayleigh or Mie elastic light scattering theory is not feasible for determining the fractal properties of soot aggregates. This paper describes a detailed process for applying Rayleigh-Debye Gans (RDG) scattering theory to effectively extract the morphological properties of any nano-scale particles. The fractal geometry of soot aggregates produced from an isooctane diffusion flame was observed using ex situ transmission electron microscopy (TEM) after thermophoretic sampling. RDG scattering theory was then used to analyze their fractal morphology, and various properties were calculated, such as the diameter of individual soot particles, number density, and volume fraction. The results show indiscernible changes during the soot growth process, but a distinct decreasing trend was observed in the soot oxidation process. The fractal dimension of the soot aggregates was determined to be around 1.82, which is in good agreement with that produced for other types of fuel. Thus, it can be concluded that the value of the fractal dimension is independent of the fuel type.

• Journal of the KSME
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• v.34 no.4
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• pp.253-261
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• 1994

이글은 LDV의 단일실현형 데이터로부터 얻어지는 여러 통계치의 정확한 추정을 위해 기존에 발표된 논문들을 정리함으로써 난류유동장에 대한 실험에서 정밀한 실험값을 얻고자 하는데 목 적을 두었다. LDV로부터 얻어지는 데이터열로부터 추정되는 통계값은 머리말에서 언급되었듯이 다른 여러 가지 편의들에 의해서도 영향을 받는다. 또한 속도 편의의 존재여부에 대해 실험을 근거로 한 논란은 계속되어 왔는데 이는 가우시안 형태의 레이저 빔이 갖는 강도분포에 의해 나타난다고 알려져 있다. 즉, 측정체적을 지나는 산란입자에 대한 광감지기에서 검출되는 산란 광전자는 속도편의와 상반되는 효과를 나타내며 이를 진폭편의(amplitude biss)라 한다. 이 속 도편의와 진폭편의의 상대적인 양은 실험자가 입자 도착 시간간격에 대한 확률분포함수 등을 사용해서 결정해야 한다. 결론적으로 산란입자에 의한 여러 가지 통계 추정량의 편의오차를 줄 이기 위해서는 제편의문제에 대한 이해와 실험치를 바탕으로 한 실험연구인들의 적절한 판단이 필수적이다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.25 no.1
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• pp.1-7
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• 2014

Multiple scattering effects in cloud are important error sources of the Mie scattering Lidar inversion method, which should be measured to correct the Lidar equation in single wavelength Mie Lidar. We have calculated the multiple scattering effects in liquid water clouds by using a Monte Carlo method, and we have applied these multiple scattering effects in measuring water cloud effective size and LWC (Liquid Water Content). When cloud effective size is less than $2.5{\mu}m$, we can easily extract cloud effective size and LWC by using two wavelength Lidar such as extinction coefficients measured at 355nm and 1064nm. For a larger size cloud, we can find that saturated degree of linear polarization is strongly correlated with cloud effective size, LWC, and extinction coefficients. From these correlations we know that we can measure LWC and cloud effective size if we use single wavelength Rotational Raman Lidar and Mie scattering polarization Lidar.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.31 no.2
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• pp.167-175
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• 2014

The influences of fluorescence, scattering, and flocculation in turbid material were interpreted for the scattered fluorescence intensity and wavelength, it has been studied the molecular properties by the spectroscopy of laser induced fluorescence(LIF). The effects of optical properties in scattering media have been found by the optical parameters(${\mu}_s$, ${\mu}_a$, ${\mu}_t$). Flocculation is an important step in many solid-liquid separation processes and is widely used in Photodynamic therapy. The interactions of several colloid particles can come into play which have major effect on the flocculation and LIF process. We measured scattering and fluorescence spectra of the sample for in vitro as function of concentration from lase source to detector. The value of scattering coefficient ${\mu}_s$ is large by means of the increasing particles of scatterer. Therefore, Phorphyrin A is larger than Phorphyrin C in scattering intensity ${\mu}_s$, but Phorphyrin A is smaller than Phorphyrin C in penetration depth ${\delta}$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.327-327
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• 2010

디스플레이 및 반도체 산업이 발전함에 따라 회로의 선폭이 점차 줄어들고 있으며, 이에 따라서 대표적인 오염원이 되는 오염입자의 임계 직경(critical diameter) 또한 작아지고 있다. 현재 반도체 및 디스플레이 산업에서 사용되는 측정방법은 레이저를 이용하여 공정 후 표면에 남아 있는 오염입자를 측정하는 ex-situ 방법이 주를 이루고 있다. Ex-situ 방법을 이용한 오염입자의 제어는 웨이퍼 전체를 측정할 수 없을 뿐만 아니라 실시간 측정이 불가능하기 때문에 공정 모니터링 장비로 사용이 어려우며 오염입자와 공정 간의 상관관계 파악에도 많은 제약이 따르게 된다. 이에 따라 저압에서 in-situ 방법을 이용한 실시간 오염입자 측정 기술 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 저압 환경에서 실시간으로 입자를 모니터링 할 수 있는 장비를 입자의 광산란 원리를 이용하여 개발하였다. 빛이 입자에 조사되면 크게 산란 및 흡수현상이 일어나게 되는데, 이 때 발생하는 산란광은 입자의 크기와 관계가 있으며 Mie 이론으로 널리 알려져 있다. 현재 이를 이용한 연구가 국내 및 국외에서 진행되고 있다. 수 백 nm 대의 입자를 측정하기 위해서는 빛의 강도가일정 수준 이상 되어야 하며, 이를 측정할 수 있는 수신부의 감도 또한 중요하다. 본 연구에서는 빛의 직경을 100 um 이하까지 집속할 수 있는 광학계를 상용 프로그램을 이용하여 설계하였으며, 강도가 약한 산란광 측정을 위하여 노이즈 제거 필터링 기술 등이 적용된 수신부 센서를 개발하여 전체 시스템에 적용하였다. 교정은 상압과 저압에서 수행 하였으며 약 5%의 측정효율로 최소 300 nm 이하의 입자까지 측정이 가능함을 확인 하였다. 또한, 타사의 실시간 입자 측정 센서와의 비교 실험을 통하여 성능평가를 수행하였다. 기존 광산란 방식 센서보다 높은 성능의 센서를 개발하기 위하여 추후 연구를 진행할 계획이며, 약 200 nm 이하의 입자까지 측정이 가능할 것으로 기대된다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.7
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• pp.204-210
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• 2016

This paper presents an experimental analysis of the growth and oxidation processes of soot particles generated in an isooctane diffusive laminar flame due to incomplete combustion. The effects of iron-based diagnostics were employed to measure the elastic scattering light from soot particles in a flame at different flame heights, and the differential scattering coefficients were calculated through a calibration process. The growth and oxidation of soot particles in flame was investigated by comparing differential scattering coefficients, and the soot volume fraction was seen to decrease in the soot oxidation process. In the same manner, the differential scattering coefficients were calculated for iron-based fuel-additive seeded flame, and these coefficients were revealed to be smaller than those obtained in the fuel-additive unseeded flame. In addition, transmission through the radial direction of the flame was measured, and transmission in the soot oxidation regime was approximately 5% higher for the seeded flame. The propensity of the data coincided well with the differential scattering coefficients, and it can be concluded that the iron component of the fuel additive plays a crucial role as a catalyst, which eventually enhanced soot particle oxidation.