• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.110-110
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• 2015

표면에너지는 계면특성을 지배하는 핵심인자로 디스플레이의 터치 스크린 패널 공정, 이종소재의 접합, 금속의 클래딩 등 실제 산업에 있어서 매우 중요하다. 표면에너지는 코팅과 본딩 이론에 있어서 기본이 되는 물리량으로 표면에너지가 높을수록 코팅 또는 박막 증착시 코팅, 증착이 용이하며 이종소재의 접합도 쉽게 일어난다. 본 연구에서는 플라즈마 표면처리시 산소 분율의 변화에 따른 기판의 표면에너지와 코팅층과 기판의 부착력의 변화에 대해 연구하였다. 연구의 주요 기판으로 ITO, PET 기판을 사용하였고, 표면 에너지 변화를 확인하기 위해 기판을 상온 상압 플라즈마에 노출시켰다. 플라즈마는 아르곤(Ar)의 공급량을 20 LPM으로 고정하고 산소($O_2$)의 공급량을 0 sccm에서 40 sccm 까지 10 sccm 간격으로 변수를 주었다. 표면에너지 값은 기판 위에 형성된 액체의 접촉각을 통해 도출하였다. 표면에너지 측정 액체로 증류수(deionized water)와 디오도메탄(diiodo-methane)을 사용하였다. 표면에너지는 산소분압이 10 sccm에서 최대값인 76 mJ/m2으로 증가한 후 20 sccm까지 유지하다 다시 직선적으로 감소하였다. 기판에 증착된 크롬 박막의 부착력은 스크래치 테스트를 통해 측정하였다. 표면에너지의 증가와 비례하게 부착력은 증가하였고 표면에너지가 감소하는 범위에서는 부착력도 감소하였다. 기판과 코팅층의 부착력 증가 원인 중 하나인 계면 산화물 층의 생성 여부를 알아보기 위해 auger electron spectroscopy (AES) 분석을 진행하였다. AES 분석을 통해 플라즈마 표면처리시 기판과 코팅층의 계면 산화물층의 두께가 표면에너지의 변화와 비례하게 증가하였다가 감소하는 것을 확인하였다. 산소분압이 10 sccm 이었을 경우 산화물층의 두께가 가장 두꺼웠다. 또한 계면의 화학적 결합 상태를 알아보기 위해 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) 분석을 진행하였으며 산소 분율의 변화에 따라 크롬 산화물의 양이 증가하였다 감소하는것을 확인하였다. 이 연구를 통해 산소를 포함한 플라즈마 표면개질이 기판과 코팅층의 부착력 증가에 영향을 끼침을 확인 할 수 있었다. 또한 이를 응용하여 부착력 증가가 필요한 다양한 분야에서도 쉽게 적용시킬 수 있을 것이다.

• Composites Research
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• v.16 no.4
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• pp.74-79
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• 2003

Comparison of interfacial properties and microfailure mechanisms of oxygen-plasma treated poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazole(PBO. Zylon) and poly(p-phenylene terephthalamide)(PPTA, Kevlar) fibers/ epoxy composites were investigated using micromechanical technique and nondestructive acoustic emission(AE). Interfacial shear strength(IFSS) and work of adhesion, Wa of PBO or Kevlar fibers/epoxy composites increased by oxygen-plasma treatment. Plasma-treated Kevlar fiber shooed the maximum critical surface tension and polar term, whereas the untreated PBO fiber showed the minimum value. Microfibril fracture pattern of plasma-treated Kevlar fiber appeared obviously. Based on the propagation of microfibril failure toward core region. the number of AE events for plasma-treated PBO and Kevlar fibers increased significantly. The results oi nondestructive AE were consistent well with microfailure modes by optical observation in microdroplet and two-fiber composites tests.

• Proceedings of the Korean Society Of Semiconductor Equipment Technology
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• 2005.05a
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• pp.129-133
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• 2005

대기압 글로우 플라즈마를 이용하여 반도체 리드프레임(Alloy 42) 도금 전처리 습식 공정을 건식으로 대체하였다. 13.56 MHz의 RF 전원을 사용하여 300 W 파워에서 안정적인 대기압 글로우 플라즈마를 발생시켰으며, 금속 리드프레임에 플라즈마가 직접 접촉해도 아크나 스트리머 발생이 없었다. 플라즈마 소스 가스로는 알곤(Ar)을 사용하였으며, 활성가스로 산소($O_2$)를 첨가하였다. 300 W 파워에서 산소를 50 sccm 공급하고 100 mm/sec 속도로 리드프레임을 처리한 결과, 처리 전 접촉각이 $82^{\circ}$에서 처리 후 $10^{\circ}$ 이하로 낮아졌다. 플라즈마 처리 후 리드프레임 표면 거칠기 변화를 AFM으로 측정하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.452-452
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• 2012

저온 플라즈마를 발생시키는 대기압 마이크로-플라즈마 젯(Micro-plasma jet)을 이용하여 플라즈마와 세포와의 상호작용에 대한 연구를 진행하였다. 실험에 사용된 세포는 인체의 방광암 세포(Human bladder carcinoma cell, EJ)이며, 플라즈마 처리 후 bioassay를 통하여 세포 예정사 효과를 확인하였다. 수십 kHz (low frequency)의 펄스파 전압을 인가하여 발생시킨 플라즈마는 형성 기체로 헬륨을 사용하였고, 광 방출 분광법으로 산소의 첨가량에 따른 활성 종들의 변화를 비교해 보았다. 플라즈마 처리 후에는 DAPI staining을 통하여 세포 예정사에서 형성되는 apoptotic body를 확인하였고, 세포막 외부로 이동하는 Phosphatidic Serin (PS)과 결합하는 Annexin-V assay를 통하여 apoptosis rate를 측정하였다. 이를 바탕으로 암세포에 미치는 플라즈마 활성종의 영향을 분석하였다.

• New & Renewable Energy
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• v.3 no.4
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• pp.77-89
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• 2007

폐기물의 플라즈마를 이용한 열분해-가스화-용융 처리공정은 청정연료 형태로 정화된 합성가스를 얻을 수 있고, 이 합성가스를 WGS 반응과 PSA 공법을 이용하면 고순도 수소로의 전환 및 회수가 가능하다. (주)애드플라텍에서는 자체 보유하고 있는 3톤/일급 플라즈마 폐기물 처리설비와 수소 정제/회수시스템을 연계하여, 페기물로부터 고순도 수소 생산($20Nm^3/h$이상)을 위한 플라즈마 폐기물 처리 추소 생산 통합시스템 개발을 진행하고 있다. 합성가스 내 질소 농도를 낮추기 위해 산소를 매질로 하는 100kw급 산소 플라즈마 토치를 제작하였다. 수소 정제/회수 시스템은 폐기물의 플라즈마 처리 후의 합성가스 생성량과 조성의 변화에 대응할 수 있도록 하였으며, WGS 반응기로 들어가는 합성가스를 가스 컴프레서를 통하여 최대 10기압으로 승압시키고, 고농도 일산화탄소의 효과적인 제거 및 열 회수 극대화가 이루어질 수 있는 최적의 가스처리 시스템으로 구현되도록 하였다. 설치 완료된 WGS 반응기의 성능시험을 플라즈마 처리설비와 연계하여 수행하였다. 합성가스 내 각각 34%와 25%의 일산화탄소 및 수소의 농도가 WGS 반응기를 거친 후, 일산화탄소는 0.1% 미만으로 제거되었으며 수소는 44%로 증가하여 WGS 반응기의 성능 수준이 매우 우수함을 확인하였다. 차기 년도에 설치/가동 예정인 수소 생산용 PSA는 최대 10기압 운전 및 상압재생 방식으로 운전되며 생산된 수소는 최소 99.99%이상의 고순도를 유지할 것으로 기대된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.627-632
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• 2007

폐기물의 플라즈마를 이용한 열분해-가스화-용융 처리공정은 청정연료 형태로 정화된 합성가스를 얻을 수 있고, 이 합성가스를 WGS 반응과 PSA 공법을 이용하면 고순도 수소로의 전환 및 회수가 가능하다. (주)애드플라텍에서는 자체 보유하고 있는 3톤/일급 플라즈마 폐기물 처리설비와 수소 정제/회수시스템을 연계하여, 폐기물로부터 고순도 수소 생산 ($20Nm^3/h$ 이상)을 위한 플라즈마 폐기물 처리 수소 생산 통합시스템 개발을 진행하고 있다. 합성가스 내 질소 농도를 낮추기 위해 산소를 매질로 하는 100kW급 산소 플라즈마 토치를 제작 하였다. 수소 정제/회수 시스템은 폐기물의 플라즈마 처리 후의 합성가스 생성량과 조성의 변화에 대응할 수 있도록 하였으며 WGS 반응기로 들어가는 합성가스를 가스 컴프레서를 통하여 최대 10기압으로 승압시키고, 고농도 일산화탄소의 효과적인 제거 및 열 회수 극대화가 이루어질 수 있는 최적의 가스처리 시스템으로 구현되도록 하였다. 설치 완료된 WGS 반응기의 성능시험이 플라즈마 처리설비와 연계하여 수행되었으며 WGS 반응기를 거친 일산화탄소의 농도는 1.5% 미만으로 분석되었다. 차기 년도에 설치/가동 예정인 수소 생산용 PSA는 최대 10기압 운전 및 상압재생 방식으로 운전되며 생산된 수소는 최소 99.99%이상의 고순도를 유지할 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.151.1-151.1
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• 2015

본 연구에서는 $O_2$ 플라즈마 처리에 따른 용액 공정 기반 ITZO 박막 트랜지스터를 제작하여, 산소에 따른 문턱전압 변화를 비교, 분석하였다. 처리시간은 0초에서 50초까지 가변하였다. 전달 곡선으로 트랜지스터의 특성을 평가하고, XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)를 통해 Zn, In, Sn-O 결합과 산소 결합 결함을 확인하였다. 처리 시간이 증가 할수록 문턱전압이 -6.8V에서 -2.1V로 이동하였다. 처리시간이 길어질수록 OM/OL 비율이 0.4533에서 0.4381로 감소하였고, 또한 산소 결합 결함이 감소하였다. 실험결과를 통해 산소 결합 결함을 조절함으로써 문턱전압이 양의 방향으로 이동함을 확인하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.22 no.3
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• pp.261-265
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• 2011

The sterilization effects of atmospheric pressure plasma with the mixture of argon and oxygen were analyzed. The plasma reactor with the shape of dielectric barrier discharge produced the uniform distribution of glow discharge and generated ozone gas effectively according to the various process parameters. The sterilization for E. coli was affected by power, oxygen ratio in the mixture gas, treatment time and distance between reactor and sample. The concentration of ozone was a major source for the sterilization of E. coli, which was enhanced by the increase of power and oxygen ratio. In this study, the effect of atmospheric pressure plasma treatment for the sterilization was confirmed and its result can deliver the atmospheric pressure plasma treatment as the novel sterilization method instead of conventional methods.

• Elastomers and Composites
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• v.37 no.2
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• pp.99-106
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• 2002

In this work, the surface properties and mechanical interfacial properties of the carbon blacks treated by oxygen plasma were investigated. The surface properties of carbon black by oxidation process of oxygen plasma were studied in acid-base surface value, zeta potential, and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). And their mechanical interfacial properties of the carbon black/rubber composites were evaluated by the composite tearing energy ($G_{III}c$). As a result, it was found that the introduction rate of oxygen-containing polar functional groups, such as carboxyl, hydroxyl, lactone, and carbonyl groups, onto the carbon black surfaces was increased by increasing the plasma treatment time. It revealed that the polar rubber, such as acrylonitrile butadiene rubber (NBR), showed relatively a high degree of interaction with oxygen-containing functional groups of the carbon black surfaces, resulting in improving the tearing energy ($G_{III}c$) of the carbon black/acrlyonitrile butadiene rubber composites.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.304-304
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• 2015

플라즈마 표면처리를 통해 폴리머의 나노 구조를 형성하는 연구는 활발히 진행되고 있으나, 표면 처리를 통해 나노 기둥 구조를 형성하기 위해 본 연구에서는 폴리머(PMMA, PDMS, PET, NOA) 위에 표면형상 변화를 위한 산소 플라즈마 처리를 하였으며, 이 때 플라즈마 표면처리 공정조건은 파워 및 가스분압별에 대한 조건 변화를 주어 표면처리 후 표면형상 변화를 SEM과 접촉각을 통해 조사하였다. 이를 통해 얻어진 표면형상에서 PMMA의 나노 기둥 구조를 이용하여 건식접착패치에 응용할 수 있을 것으로 기대된다.