• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 추계학술대회 논문집 Vol.15
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• pp.510-513
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• 2002

띠모양의 에미터와 에미터와 정렬된 띠모양의 케이트 구멍을 가진 탄소나노튜브(CNT) 삼극 구조에 대하여 전계방출 시뮬레이션을 수행하였다. 전자방출은 주로 가장자리에서 발생하였으며 에미터와 게이트사이의 간격이 가까워지면 급격히 증가하였다. 전자방출 특성도 상당히 우수하였다. 한쪽 가장자리만을 사용한 삼극구조의 경우에는 방출된 전자의 궤적이 좁은 띠모양으로 형성되어 방향성이 매우 우수하게 나타났다. 띠모양의 에미터 및 게이트로 이어진 삼극구조는 제작이 용이하고 조립할 때 정렬이 쉬운 장점이 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1996년도 제10회 학술발표회 논문개요집
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• pp.47-48
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• 1996

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2005년도 춘계학술발표논문집
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• pp.122-124
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• 2005

이극형 이온펌프에서의 내부 전극 구조의 문제점과 고전압에서의 방전특성을 고려하여 삼극형 이온펌프에서 -lkV $\~$ -7kV까지 고전압을 변화시킴에 따라 진공도가 $5.0{\times}10^{-5}Torr {\~} 4.7{\times}10^{-8}Torr$ 까지 형성되었다. 그 결과 시간에 따른 진공도 또한 약 27분 정도 소요됨을 알 수 있으며, 전류값은 -1kV$\~$-2kV에서는 선형적으로 증가하다 -3kV이상부터 지수적으로 증가함을 볼 수 있다. 따라서 삼극형 이온펌프는 이극형 이온펌프 보다 고전압 방전 특성 및 내부 전극 구조의 문제점이 개선되었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2001년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.83-83
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• 2001

• 한국진공학회지
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• 제18권2호
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• pp.79-84
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• 2009

삼극형(triode type) 전자 방출원을 프린팅된 CNT(Carbon Nanotube) 에미터를 이용하여 제작하였다. 후면노광(Back Exposure)방법으로 CNT 에미터의 높이를 균일하게 하고, 나노 Ag를 첨가하여 CNT와 전극 사이의 접착력 및 전기전도성을 높임으로써 고전압, 고전류 구동 시 신뢰성을 확보하였다. 게이트 높이가 에미터 길이에 비해 비교적 높은 매크로 게이트 구조를 사용하여 누설 전류가 적고 안정적인 구동이 가능하였다. 제작된 삼극형 전자 방출원은 DC 전압이 인가된 상태에서 일정시간동안 전계방출 전류를 측정하여 신뢰성을 평가하였다. 가열 배기 에이징(Aging) 과정을 거친 경우 약 12 시간동안 안정적인 전계방출 특성을 보였다. 이 때 게이트 누설전류는 약 10 % 미만이었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 및 제8회 신소재 심포지엄 논문개요집
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• pp.321-321
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• 2005

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.263.1-263.1
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• 2013

탄소나노튜브(CNT)를 이용한 초소형 X선 튜브는 근접 암치료, 비파괴 X선 영상 장치, 휴대용 X선 분광계 등에서 X선 발생소스로 많이 연구되고 있다. 2극형 CNT 에미터의 경우 구조가 단순하여 초소형 X선 튜브에 쉽게 장착할 수 있지만 아노드의 전압과 전류가 연동되기 때문에 튜브의 조작성이 제한적이다. 3극형은 상대적으로 복잡한 구조이고, CNT에서 방출된 전자가 게이트 전극으로 흐르는 누설 전류 그리고 절연체와 충돌하여 차징을 발생시킬 수 있기 때문에 직경이 좁은 초소형 X선 튜브에 구현하기가 쉽지 않다. 하지만 초소형 X선 튜브를 다양한 X선 장치에 응용하기 위해서는 아노드 전압과 전류의 독립된 조작이 가능한 3극형 CNT 에미터가 반드시 구현되어야 한다. 본 발표에서는 전자빔의 아노드 집속을 강화하고 절연체에서의 차징을 줄이는 포커싱 기능의 게이트(FFG) 구조를 제안하였고. 이를 적용하여 초소형 X선 튜브들을 제작하고, 분석하였다. FFG 구조가 성공적으로 적용된 초소형 X선 튜브는 게이트 누설 전류 없이 뛰어난 전류 및 X선 방출 특성을 보였다. 이와는 달리, 몇몇 초소형 X선 튜브들에서는 게이트 누설 전류가 나타났고, 아노드 전압에 의한 게이트 전압 상승이 발생하여 불안정한 구동 특성을 보였다. 초소형 X선 튜브를 밀봉하지 않고 진공 챔버에서 실험한 결과, 유도된 게이트 전압은 상당한 시간이 흐르거나 진공챔버에 공기를 주입하고 다시 진공상태로 만들면 유도전압이 제거되는 것을 볼 수 있었다. 결론적으로 CNT에서 방출된 전자빔이 정상궤도를 벗어나 게이트 누설전류와 차징에 의한 게이트 유도전압을 발생시키면 초소형 X선 튜브가 불안정한 구동을 하고, 결국 튜브의 심각한 결함으로 나타나게 된다. 즉, 게이트 누설 전류와 유도된 게이트 전압은 3극형 CNT 에미터가 장착된 초소형 X선 튜브의 디자인과 제작에 있어서 성공 기준이 될 수 있다.

• 한국재료학회지
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• 제14권8호
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• pp.542-546
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• 2004

We report a new fabrication process for high performance triode type CNT field emitters and their superior electrical properties. The CNT-based triode-type field emitter structure was fabricated by the conventional semiconductor processes. The keys of the fabrication process are spin-on-glass coating and trim-and-leveling of the carbon nanotubes grown in trench structures by employing a chemical mechanical polishing process. They lead to strong adhesion and a uniform distance from the carbon nanotube tips to the electrode. The measured emission property of the arrays showed a remarkably uniform and high current density. The gate leakage current could be remarkably reduced by coating of thin $SiO_{2}$ insulating layer over the gate metal. The field enhancement factor(${\beta}$) and emission area(${\alpha}$) were calculated from the F-N plot. This process can be applicable to fabrication of high power CNT vacuum transistors with good electrical performance.

• 전기학회논문지
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• 제61권7호
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• pp.1001-1006
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• 2012

This paper presents a carbon nanotube (CNT) triode-structure field emitter as an ion source in a micro time-of-flight mass spectrometer(TOF-MS). In the ion source by field emission, the electrons emitted from cathodes under an electric field accelerated to the anode and ionize gas molecules by impact before arriving the anode. The generated positive ions are to be accelerated to the ion collector. Whereas most of ions are drawn to the cathodes in diode field emitters, a grid in the triode field emitter prevents the ions from being drawn to the cathodes. The triode field emitter is fabricated by micromachining. The cathode is composed of six CNT cylinders. The total size of the fabricated device is $8.0{\times}7.3{\times}1.9mm^3$. The anode and the grid current of the fabricated CNT field emitter were measured for various anode and grid voltages. When the anode and the grid voltages are 1000 V and 990 V, respectively, the emission current passing through the ionization region is 8.6 ${\mu}A$, which is a sufficient emission current for ionization and mass spectrometry.

• 한국진공학회지
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• 제14권4호
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• pp.252-257
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• 2005

고휘도 마이크로빔 X-선원에 사용할 고휘도 전자빔원을 탄소나노튜브를 이용하여 설계, 제작하였다. 전자빔원은 탄소나노튜브 팁을 이용한 음극, 전자빔 인출용 그리드, 전자빔 가속용 양극으로 이루어진 삼극관 형태의 구조를 가진다. 설계된 휘도 값을 얻기 위하여 X-선 발생부에서의 전자빔 직경이 5 $\mu$m 이하, 빔전류가 약 30 $\mu$A 이상이 요구된다 이러한 요구조건을 만족시키기 위하여, EGUN Code를 이용하여 전자빔의 궤적 및 공간분포 등을 계산함으로써, 탄소나노튜브 팁 및 전자빔원의 구조 등을 최적화 하였다. 제작된 탄소나노튜브 팁은 직경 200 $\mu$m 의 텅스텐 와이어를 전기화학적으로 에칭하여 그 끝을 뽀족하게 만든 뒤 텅스텐의 끝 부분에 탄소나 노튜브를 화학기상법으로 증착하여 제작하였다. 제작된 탄소나노튜브를 이용하여 전자빔 인출실험을 수행하였다. 개발 중인 탄소나노튜브 팁을 이용한 고휘도 전자빔원의 설계 특성 및 기초 실험결과를 보고한다.