• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.204-204
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• 2016

다양한 형태의 대기압 저온 플라즈마 장치를 개발하고 특성을 연구하였다. 최근 대기압 저온 플라즈마를 의료 및 미용 분야에 적용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 대기압 플라즈마 장치의 생체 적용을 위해 전기적, 열적 피해가 없는 플라즈마 발생 장치를 개발하였다. 대기압 플라즈마 발생 장치는 크게 플라즈마 제트와 유전 격벽 방전(DBD) 플라즈마의 형태로 나눌 수 있다. 대기압 플라즈마 제트는 고압 전극의 역할을 하는 주사 바늘과 바늘을 감싸고 있는 유리관, 유리관의 외부에 위치하는 접지 전극의 구조로 되어 있다. 방전 기체는 방전이 용이한 불활성 가스가 주로 사용되지만, 필요에 따라 $N_2$나 Air같이 방전이 어려운 분자 및 혼합 기체도 사용 한다. 방전 기체에 따라 대기압 플라즈마 제트의 전극 구조를 다르게 적용하였으며, 각 구조에서의 플라즈마 방전 특성을 연구 하였다. 유전 격벽 방전 플라즈마 장치는 고압 전극과 접지 전극 사이에 유전체가 위치하는 구조이다. 방전 가스를 불어주지 않아도 대기중에서 방전이 가능하고, 구조가 간단하여 용도에 맞는 다양한 형태로 방전이 가능하다. 이러한 대기압 저온 플라즈마의 특성 연구를 바탕으로 전기적, 열적 피해가 없으며 사용자 편의성을 갖춘 다양한 형태의 대기압 플라즈마 장치를 개발 하였다. 본 연구를 통하여 대기압 저온 플라즈마 발생 장치의 개발과 활용 연구에 도움이 될 것으로 기대한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.251.2-251.2
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• 2014

현재 의료 및 표면처리 분야에 많이 이용되고 있는 상온 대기압 플라즈마 중에서 유전체 격벽 방전(DBD) 장치는 비교적 간단한 구조를 가지며 sub-millimeters 사이즈에서도 매우 높은 플라즈마 밀도의 발생 및 유지가 가능하다. 그러나, 현재로선 이러한 Micro DBD의 특성을 실험적으로 분석하는 것은 장비의 한계가 있으므로, Particle-In-Cell 시뮬레이션을 이용하여 중요 플라즈마 변수들을 관찰하였다. 여기서 사용된 중요변수로는 13.56 MHz~600 MHz사이의 인가 주파수를 두었으며, 유전체 표면에서 양이온에 대한 이차전자 방출계수를 고려하였다, 또한 중성기체는 헬륨가스와 아르곤가스의 2가지 중성기체인 경우를 살펴보았다. 이러한 시뮬레이션을 통해 인가전압의 주기 대비 Ion transit time의 비율이 달라짐에 따라 플라즈마 쉬스의 특성변화와 함께 전자 에너지 확률함수(EEPF)의 특성이 달라진다는 것을 확인하고, 이러한 전자 가열 양상의 변화 원리에 대해서 분석하였다. 또한 주파수 비율 조정을 통한 전자온도, 파워, 효율 등을 조절하는 방법의 공학적 가치에 대해 의견을 제시하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.198-198
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• 2000

3전극 면방전형 AC-PDP의 구동에 있어서 방전유지 펄스의 폭에 따른 전기적 특성의 변화, 즉 방전 개시전압, 방전 유지전압, 메모리 상수, 셀 내 정전용량, 벽전하량, 벽전압 및 휘도 및 방전전력 측정을 통한 발광효율 등을 측정하였다. 본 연구를 위하여 셀핏치 1,080$mu extrm{m}$의 test panel을 제작하였다. 방전 유지전극의 폭과 간격은 각각 260$\mu\textrm{m}$, 100$\mu\textrm{m}$, 유전층은 30$\mu\textrm{m}$, 격벽은 120$\mu\textrm{m}$로 제작하였다. 방전유지전극에 300ns의 상승시간을 갖는 사각파를 10~50kHx의 다양한 진동수범 위에서 펄스의 폭을 변화시키면서 방전전압과 메모리 상수등을 측정하고, 각 경우 휘도와 방전소모전력을 측정하여 최종적으로 효율을 비교하였다. 진동수의 증가나 펄스 폭의 증가에 따라 방전 전압이 감소함을 확인하였고, 특정한 펄스 폭일 때 자기소거방전이 생김을 관측하였다. 또한 특정 펄스 폭에 대하여 특정 진동수로 전압을 인가할 경우 자기 소거방전이 있음에도 불구하고 방전전류가 유지되는 특성이 있음을 관측하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.228-228
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• 1999

3전극 면방전형 AC-PDP의 구동에 있어서 방전유지시 구동진동수에 따른 전기적인 특성의 변화, 즉 셀 내의정전용량, 벽전하량, 벽전압, 응답시간, 메모리 상수등을 측정하였다. 본 연구를 위하여 셀핏치 1,080$mu extrm{m}$의 test panel을 제작하였다. 방전 유지전극의 폭과 간격은 각각 260$\mu\textrm{m}$, 100$\mu\textrm{m}$ 유전층은 30$\mu\textrm{m}$, 격벽은 120$\mu\textrm{m}$로 제작하였다. 방전유지전극에 150ns의 상승시간을 갖는 duty 40%의 사각파를 10~200kHz의 다양한 진동수로 인가하고, 이때 얻어지는 전압, 전류 파형과 QV 해석을 통하여 셀 내의 정전용량을 측정하였다. 그 결과 방전공간의 정전용량(Co)은 0.3pF/cell 으로 거의 일정하였으나, 유전층 내의 정전용량(Cg)는 진동수 증가에 따라 7.5pF/cell에서 0.8pF/cell까지 감소하는 경향을 보였다. 또한 전극간 정전용량(Cp)은 벽전하의 영향으로 nagative capacitance 특성을 보였다. 구동진동수가 10kHz에서 200kHz로 증가함에 따라 벽전하량은 34.5pC/ceoo에서 15.6pC/cell로 감소하며, 벽전압도 구동진동수 증가에 따라 104.4V에서 76.5V까지 감소하는 경향을 보였다.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.64 no.11
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• pp.1587-1591
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• 2015

For a higher definition discharge cell, the method of high speed addressing is necessary. In order to modify the surface charges, the liquefied $TiO_2$ or MgO powder is added on MgO layer in front glass and on the phosphor in rear glass in micro barrier discharge. Both the electro-optical properties and the discharge time lag characteristics are measured from 4 inch. test panel, such as the discharge voltage, current, luminance, luminous efficacy and discharge time lag. As the results, the statistic time lag is improved by about 40 %.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.61 no.5
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• pp.717-720
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• 2012

Various types of dielectric-barrier-discharge (DBD) devices have been developed for diverse applications for the last decade. In this study, a flat non-thermal DBD micro plasma source under atmospheric pressure has been developed. The flat-panel type plasma is generated by bipolar pulse voltages, and driving gas is air. In this study, the plasma source was investigated with intensified charge coupled device (ICCD) images and Optical Emission Spectroscopy (OES). The micro discharges are generated on the crossed electrodes. For theoretical analysis, 2-dimensional fluid simulation was performed. The plasma source can be driven in air, and thus the operation cost is low and the range of application is wide.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.15 no.2
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• pp.26-31
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• 2016

The Townsend to glow discharge mode transition was investigated in the dielectric barrier discharge (DBD) helium plasma source which was powered by 20 kHz / $4.5 kV_{rms}$ high voltage at atmospheric pressure. The spatial profile of the electric field strength at each modes was measured by using the intensity ratio method of two helium emission lines (667.8 nm ($3^1D{\rightarrow}2^1P$) and 728.1 nm ($3^1S{\rightarrow}2^1P$)) and the Stark effect. ICCD images were analyzed with consideration for the electric field property. The Townsend discharge (TD) mode at the initial stage of breakdown has the light emission region located in the vicinity of the anode. The electric field of the light emitting region is close to the applied field in the system. Immediately, the light emitting region moves to the cathode and the discharge transits to the glow discharge (GD) mode. This mode transition can be understood with the ionization wave propagation. The electric field of the emitting region of GD near cathode is higher than that of TD near anode because of the cathode fall formation. This observation may apply to designing a DBD process system and to analysis of the process treatment results.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.22 no.6
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• pp.653-657
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• 2011

Conversion characteristics of $CH_4$ and $CO_2$ was studied using an atmospheric pressure plasma for the preparation of synthesis gas composed of $H_2$ and CO. The effects of delivered power, total gas flow rate, and gas residence time in the reactor on the conversion of $CH_4$ and $CO_2$ were evaluated in a plasma reactor with the type of dielectric barrier discharge. The increase of reactor temperature did not affect on the increase of conversion if the temperature does not reach to the appropriate level. The conversion of $CH_4$ and $CO_2$ largely increased with increasing the delivered power. As the $CH_4/CO_2$ ratio increased, the $CH_4$ conversion decreased, whereas the $CO_2$ conversion increased. Generally, the $CH_4$ convesion was higher than the $CO_2$ conversion through the variation of the process parameters.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.52 no.5
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• pp.560-563
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• 2020

Cold plasma has been applied to improve quality of food product; however, studies on its effects on microbial and physicochemical qualities of rice noodles are rarely conducted. In this study, changes in the quality characteristics of rice noodles treated by cold plasma were determined. Cold plasma was generated in a square-shaped plastic container (250 W, 15 kHz, ambient air), and dielectric barrier discharge plasma treatments were applied to rice noodle samples for 0, 10, or 20 min. Rice noodles inoculated with either Bacillus cereus or Escherichia coli O157:H7 were subjected to plasma treatment for 20 min, and the approximate bacterial count reduction were 4.10 and 2.75 log CFU/g, respectively. The Hunter color values of the sample were increased after cold plasma treatment. Peroxide values and thiobarbituric acid reactive substance (TBARS) were increased with an increase in cold plasma treatment time. Futhermore, lipid oxidation was enhanced. Although further studies are warranted to evaluate changes in chemical qualities, such as lipid oxidation of rice noodles, induced by cold plasma, the results suggest that cold plasma can improve the microbial and physical qualities of rice noodles.

• Journal of Food Hygiene and Safety
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• v.31 no.5
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• pp.375-379
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• 2016

Atmospheric pressure plasma (APP) was applied to examine microbial safety and qualities of commercial Sunsik. APP was generated in a square-shaped plastic container (250 W, 15 kHz, ambient air) and dielectric barrier discharge plasma treatment was applied for periods of 0, 5, 10, and 20 minutes. The total aerobic bacterial count in the control was 4.44 log CFU/g. Under plasma treatment for 20 minutes, Sunsik samples inoculated with Bacillus cereus, B. subtilis, and Escherichia coli O157:H7 resulted in a reduction of bacterial counts by approximately 2.20, 2.22, and 2.52 log CFU/g, respectively. The pH of the sample was found to decrease after APP treatment. Although hunter color $L^*$ of Sunsik increased, $a^*$ and $b^*$ value decreased as a result of APP. Increasing the APP time also enhanced the peroxide value. Further, sensory evaluation revealed that APP decreased color, flavor, taste and overall acceptability. The results of this study indicated that APP treatment improved the microbial quality of Sunsik, although further studies should be conducted to reduce the deterioration of sensory quality induced by APP.