• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1997.05b
• /
• pp.42-45
• /
• 1997

핵융합로 제1벽이 사용수명 동안에 받는 조사량은 300dpa 이상인데, 연구용 원자로에서 이와같은 조사량으로 조사시키기 위해서는 상당히 장기간이 요구된다. 그러므로 핵융합로 제1벽 재료의 연구에서는 중성자 조사 대신에 단시간에 높은 조사량으로 조사시킬 수 있는 싸이클로트론 등 입자가속기를 이용한 이온조사 시험이 활용되고 있다. 따라서 조사 손상에 미치는 이온조사와 중성자조사의 상관성은 대단히 중요하므로 본 연구에서는 이의 상관성에 대해 검토 분석하였는데, 이온조사시 경화가 일정하게 일어나는 plateau, 영역에서는 중성자 조사와 선형 관계가 있으나 경화가 크게 일어나는 peak 영역에서는 중성자 조사에 비해 경화가 크게 일어났다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.08a
• /
• pp.194-194
• /
• 2013

본 연구에서는 a-IGZO 활성층에 다른 dose량의 수소 이온을 조사하여 박막 트랜지스터 소자의 효과를 알아보고, 수소 이온 조사 후, 이온 조사에 따른 불안정한 소자 특성을 안정화시킬 목적으로 후 열처리에 따른 소자 특성을 알아보았다. a-IGZO 활성층에 수소이온을 110keV의 에너지로 가속하여, 수소 이온 조사량을 $1{\times}10^{14}\;ion/cm^2$, $1{\times}10^{15}\;ion/cm^2$, $1{\times}10^{16}\;ion/cm^2$로 조절하였고, 후 열처리 공정은 a-IGZO 활성층에 $1{\times}10^{16}\;ion/cm^2$ 이온조사 후, 대기 분위기로 $150^{\circ}C$, $250^{\circ}C$, $350^{\circ}C$ 각각 1시간 동안 열처리를 진행하였다. Spectroscopy Ellipsometry (SE)로 측정된 3eV이상의 광학적 밴드 갭은 기존에 보고 되었던 비정질 산화물 반도체와도 유사한 밴드 갭을 가지고 있음을 확인하였다. IGZO 박막을 활성층으로 사용하여 수소 이온 조사 공정 후 제작한 박막 트랜지스터는 3.89 $cm^2/Vs$의 전계효과이동도와 0.59V/decade의 문턱전압 이하 기울기를 보았다. 수소 이온 조사 공정을 통한 IGZO 박막 트랜지스터의 output curve가 다소 불안정함을 보였으나, $1{\times}10^{16}\;ion/cm^2$ 이온조사 후, 대기 분위기로 $150^{\circ}C$, $250^{\circ}C$, $350^{\circ}C$ 각각 1시간동안 열처리를 진행한 박막 트랜지스터의 특성은 소자의 불안정성을 보완해줄뿐만 아니라 $350^{\circ}C$ 열처리에서는 16.9 $cm^2/Vs$의 전계효과이동도와 0.33V/decade의 문턱전압 이하 기울기와 같이 더 향상된 박막 트랜지스터의 전기적 특성 결과를 관측하였다. 기존의 연구 되어진 a-IGZO 활성층에 수소이온조사와 후 열처리 공정에 따라 광학적 밴드 갭 에너지 준위의 변화와 박막 및 박막 트랜지스터 특성을 변화시킨다는 결과를 도출하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 1999.07a
• /
• pp.200-200
• /
• 1999

^g , pp V (Poly-para phenylene vinylene) 유도체와^g , pp P(Poly-para phennylene) 유도체에 Ar, H2, N2 및 O2 등의 이온을 조사하여 PL(Photoluminescence)의 변화를 실험하였다. 각각의 전도성 고분자는 ITO9indium tin oxide)가 증착되어 있는 유리기판위에 spin coating을 하였으며 이렇게 처리된 전도성 고분자의 표면에 이온을 조사하였다. 여기에서 조사된 이온의 가속 에너지는 300eV에서 700eV까지 변화시켰고 이온 조사량은 1$\times$1013ions/cm2에서 1$\times$1017ions/cm2까지 변화시켰다. 이때 이온빔의 전류밀도는 0.2$\mu\textrm{A}$/$\textrm{cm}^2$이하로 고정하였으며 chamber내의 진공도는 $1.5\times$10-4Torr를 유지하였다. 이온 빔처리후 불안정한 고분자의 표면이 대기와 반응하는 것을 어느정도 방지하기 위해 이온 빔으로 처리된 시료를 chamber의 내부에 일정시간동안 방치하였다. Ar, H등의 이온으로 처리된 MEH-PPV의 경우는 PL의 세기가 감소하였고 이온 조사량이 1016ions/cm2 보다 클 때 PL의 세기는 급속히 감소하였다.^g , pp V와^g , pp P 유도체의 경우는 특정 이온 조사량에서 PL의 증가현상을 보였는데^g , pp P 도체중에서 P3의 경우를 보면 이온 빔 에너지가 300eV이고 이온 전류 밀도가 0.05$\mu\textrm{A}$/$\textrm{cm}^2$인 N2이온을 조사하면 이온 조사량이 1$\times$1013ions/cm2가 될 때 PL의 세기가 39%까지 증가하였다. PL의 변화에 대한 비교를 위해 이온빔으로 처리된 시료와 처리되지 않은 시료의 UV흡수스펙트럼과 IR 흡수 스펙트럼을 분석하였다. 본 실험에 사용된 모든 시료의 PL 세기는 1016ons/cm2이상의 dose에서 급격한 감소 현상을 나타내었고 PL의 최대값을 나타내는 파장의 이동은 관찰되지 않았다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 1999.07a
• /
• pp.215-215
• /
• 1999

상용의 PS가 가지는 소수 특성을 아르곤, 수소, 산소 이온을 이온 보조 반응법을 이용하여 PS의 표면에 조사하여 PS의 표면을 친수성을 증대시켰으며 이때의 친수성의 변화는 각 이온의 비율과 전류의 세기 및 전압의 변화에 따라 측정하였다. 이온 소스는 직경 5cm의 cold hollow cathod ion gun을 이용하였으며 이온 조사량은 5$\times$1014 ~ 1$\times$1017까지 변화시키고 산소의 유량은 0~6sccm까지 변화시키고 수소의 유량 또한 0~6sccm 까지 변화시키면서 극성 용매인 물과의 접촉각을 정적 접촉각 측정기를 이용하여 측정하였다. 또한 일정 조건에서 이온의 조사 후 대기와 물속에서 시간에 따른 물의 접촉각의 변화를 측정하였다. 표면에 형성된 극성 그룹을 조사하기 위하여 XPS를 측정하였다. XPS 측정결과 표면에 C-O, C=O, (C=O)-O와 같은 극성 작용기가 형성되었음을 확인하였으나 PS 표면에 생성된 정확한 작용기를 구분하기 어려웠다. 따라서 좀더 세밀한 조사를 위하여 FT-IR을 이용하여 이온 조사 조건에 따른 PS 표면의 분자단의 Peak 변화를 관찰하였다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• v.4 no.1
• /
• pp.19-30
• /
• 1997

고분자 Polyimide (PI) film 표면을 반응성 가스 분위기에서 1KeV의 에너지를 가지 는 여러 종류의 이온빔으로 조사하여 표면을 개질하였다. PI표면의 친수성과 표면에너지를 측정하기 위해 접촉각 측정기를 사용하였으며 개질 된 표면의 화학적 변화를 측정하기 위해 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 사용하였다. 표면 개질을 위한 이온조사량은 5 $\times$1014 -1$\times$1017 ions/cm2이며 반응가스는 0-8scm까지 변화시켰다. 아르곤 이온빔으로 표면 개질시에는 67。에서 40。까지 감소하였고 표면에너지는 46 dyne/cm에서 64dyne/cm까지 증가하였다. 산소를 6sccm 주입하면서 산소 이온빔으로 표면 개질시 물과의 접촉각은 67。 에서 최대 12。까지 감소하였으며 표면에너지는 46dyne/cm에서 72dyne/cm까지 증가하였고 이때의 이온조사량은 5$\times$1014 -1$\times$1017 ions/cm2 이였다. 여러 종류의 반응성 가스와 이온을 사용하여 개질하여 본 결과 산소분위기에서 산소 이온을 이용하여 개질 하였을 때 접촉각이 8。인 표면을 얻을수 있었다, 산소분위기에서 아르곤 이온빔으로 1$\times$1017 ions/cm2 의 이온 조사량으로 개질 된 Pi 시료를 대기 중에 보관하였을 때에는 110시간 후 65。로 증가하였고 물속에서 보관하였을 때에는 46。로 증가하였다. 그러나 산소 이온빔에 산소분위기에서 개 질 된 시료의 경우 물속에 보관할 경우 접촉강의 증가없이 일정한 값을 나타내었다. 이온조 사로 개질된 시료의 화학적 변화를 확인하기 위하여 XPS 사용하였다. 표면 개질 전의 PI 시료와 산소 분위기에서 1$\times$1017 ions/cm2의 아르곤 이온빔으로 개질한 XPS peak 결과로 보아 Cls의 spectra를 보면 C-C, C-N 그리고 C=O의 결합들은 intensity가 감소하였고 C-O 의 intensity는 증가하였다. Nls peak로 보아 imide N 성분은 이온빔의 조사로 인하여 감소 하였고 C-O의 intensity는 증가하였다. Nls peakk로 보아 imide N성분은 이온빔의조사로 감소하였고 Ols peak로 보아 C-O는 증가하였고 C=O는 약간의 감소가 나타났다. 또한 이온 보조 반응법을 이용하여 처리한 시료의 경우 접착력이 증가하는데 이는 주로 C-O 결합의 산소와 Cu와의 상호작요에 의한 것임을 알수 있었다.

• Food Science and Industry
• /
• v.46 no.2
• /
• pp.58-64
• /
• 2013

본 연구는 식품의 이온화 조사 처리기술로 얻을 수 있는 경제적 이득을 정량적으로 보여줄 수 있는 자료를 마련하기 위한 것이다. 이온화 조사가 허용되었거나 앞으로 허용 가능한 농산물의 수확 후 관리 손실 비용을 분석하고, 가공식품의 저장성 향상에 의한 경제적 이득에 대하여 조사하였으며, 식품의 이온화 조사로 예방 할 수 있는 식중독 사고의 정도와 그 사회 경제적 비용절감을 추산하였다. 신선식품의 연간 수확 후 손실 비용은 감자, 마늘, 양파, 고추에 대해 총 1조 1,251억 원으로 추산되었다. 현재 이온화 조사가 허가된 품목(다류, 장류, 조미식품, 드레싱)의 유통기한 초과로 인한 폐기 손실액은 899억 원으로 조사되었다. 현재 이온화 조사가 허용되지는 않았으나 향후 조사품목을 확대하였을 때 포함될 수 있는 품목(식육과 알 가공품, 어육가공품, 건포류, 축산가공품)의 유통기한 초과에 의한 폐기손실액은 총 1,931억 원으로 조사되었다. 식품의 이온화 조사로 예방 가능한 식중독의 보건 사회적 비용을 추산한 결과 이온화 조사로 사멸효과가 큰 E. coli O157, Campylobacter jejuni, Salmonella spp.에 의한 식중독 감소 효과로 연간 880억 원의 보건 사회적 비용 감소효과를 가져올 것으로 보여지며, 전체 세균성 식중독으로 확대하여 분석 한 결과 1,790억 원의 비용 감소효과를 가져올 것으로 추산되었다. 이온화 조사 처리기술은 식중독 예방에 의한 보건의료비의 절감 기능과 아울러 식품산업의 유통손실 절감과 식량 유실을 막는 효과적인 방법이므로 식량안보적 차원에서 적극 활용되어야 할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 1999.07a
• /
• pp.112-112
• /
• 1999

고분자 표면에 MeV급 이온을 주입하게 되면 화학적, 광학적, 물리적, 전기적 특성 등 기존의 재래식 공정으로는 불가능한 다양한 특성변화가 일어나게 된다. 본 실험에서는 이온 조사에 따른 micro-hardness의 변화에 중점을 두어 관찰하였다. 수 MeV로 가속시킨 Cl과 C 이온을 Kapton, Teflon, PMMA에 조사량을 바꾸어가며 조사하였다. 이때 조사 전후 고분자 시료의 표면 경도는 depth-sensing nanoindentation technique (Nano Indenter II, USA)을 이용하여 측정하였다. 측정깊이는 극표면 효과와 기측효과의 영향을 무시할 수 없는 100nm로 결정하였다. 또한 이와 같은 경도변화를 규명하기 위하여 각각의 시료에 대해 FTIR, Raman, UV-VIS, RBS, XPS 스펙트럼을 측정하였으며, 조사중에 발생되는 가스상 분자들을 RGA를 이용하여 측정하였다. 1 MeV Cl 이온을 Kato에 4x1015ions/cm2 조사하면 경도가 0.35 GPa에서 7.1GPa로 약 20배 정도 증가하게 되며, 이 경도는 stainless steel 경도 2~3 GPa, martensite steel 8~12와 비교하여 보면 상당히 높은 수준임을 알 수 있다. Teflon과 PMMA 시료의 경우 1MeV Cl 이온 4X1015ions/cm2를 조사시키면 각각 경도가 0.31GPa에서 4.1a, 0.30 GPa에서 3.9GPa로 변화하였으며 Kapton에 비하여 상대적으로 경도의 변화가 적음을 알 수 있었다. 이온 주입된 Kapton의 경우 FT-IR측정에 의하여 이온 조사량이 증가함에 따라 C=O 진동, 이미드그룹의 CONH, tertiary amine의 C-N 흡수 피크가 감소되며, 1X1014ions/cm2 이상의 양이 조사되어야 개질변화가 일어남을 알 수 있었다. XPS 측정 결과 Kapton에 조사되는 이온양이 증가할수록 C=O, C-O 및 C-N의 탄소는 감소하고 페닐고리 탄소가 증가함을 알 수 있었다. 또한 이온 조사 중 측정한 RGA에서도 CO 가스가 대량 방출되는 현상을 관찰하였으며 FTIR 및 XPS에서의 C=O 결합의 감소와도 일치하였다. RBS에 의한 CNO 원소의 변화에서도 다른 원소보다 O의 감소가 현저하게 나타남을 확인하였다. UV-VIS 측정을 통해 조사 이온량에 따라 에너지 준위가 변동하여 흡수스펙트럼이 장파장으로 확대됨을 알 수 있었으며, 이는 공액 2중 결합의 형성에 의한 $\pi$-전자 및 기타 결함에 기인한다. PMMA 및 Teflon의 경우 FTIR 측정에 의하여 이온 조사됨에 따라 function group 들의 peak가 세기가 감소되면서 완만해지는 경향을 보이며 원래의 구조를 상실하게 된다. PMMA와 Teflon은 이온 조사가 되면 가교형서보다는 사슬절단이 주로 일어나므로 가교형성이 잘 일어나는 Kapton보다는 상대적으로 경도의 증가가 적음을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2000.02a
• /
• pp.87-87
• /
• 2000

이온빔 증착에 있어서 전자의 조사가 이온빔 증착기구에 미치는 영향에 대한 연구는 지금까지 보고 되어지지 않았다. 특히 전자의 조사가 증착층의 물성에 영향을 미칠 수 있느지에 대하여 정량적인 결과를 실험을 통하여 제시한 보고는 내가 아는 한 존재하지 않는다. 한편 이와같이 박막 증착에 있어서 전하가 증착되어지는 박막의 물성에 미칠 수 있는 영향에 대해서는 많은 과학자들의 관심사이기도 하다. 본 실험에서는 kaufman ion gun을 이용하여 질소 양이온을, 그리고 Cs+ ion gun을 이용하여 탄소 음이온을 조사하고 이들을 이용하여 CN 박막을 증착하였다. 질소 양이온의 에너지는 100eV, 이온밀도는 70$\mu$A/$\textrm{cm}^2$로 고정하고, 탄소 이온빔(80$\mu$A/$\textrm{cm}^2$)의 에너지를 200cV까지 변화시켜가며 증착하였다. 이때 증착층의 특성에 음 전하의 효과를 유발하기 위하여 350~360$\mu$A/$\textrm{cm}^2$의 전자빔을 이온빔 증착과 동시에 추가로 조사하였고 이의 특성을 전자빔을 조사하지 않고 증착한 CN 박막의 특성과 서로 비교하였다. 또한 증착 표면의 전하 축적에 의한 입사 이온빔의 에너지 감소에 의한 영향을 방지하기 위하여 증착되는 Si 기판에 HF (300kHz, 3.5V) bias를 가하여 주었다. 전자빔의 조사와 동시에 이루어진 CN 박막의 증착은 입사하는 탄소 음 이온빔의 에너지가 80eV에서 180eV 사이일때 원자밀도의 향상과 질소함량의 증가, 그리고 sp2C-N 결합대비 sp3C-N 결합의 향상이 이루어졌음을 확인하였다. 이는 이온빔 충돌에 의하여 피코쵸 정도의 시간대에 이루어지는 박막내의 collision cascade 영역에 이에 의하여 생긴 결함부위에 유입된 음 전하가 위치하면 전하주위의 원자와 polarization을 형성하고 이에 의하여 탄소와 질소의 결합을 형성하는데 필요한 자유에너지의 감소를 수반하는 방향으로 원자의 배열이 이루어지기 때문으로 사료된다. 이와같이 이온빔 에너지가 이온빔 증착 기구의 주요한 인자로 널리 인식되고 있는 kinetic bonding process에 있어서 이온 에너지에 의하여 activation energy barrier를 넘은후, 전자의 조사가 자유에너지를 낮추는 방향으로 최종 결합경로를 조절할 수 있기 때문에 이온빔 증착을 조절할 수 있는 또 하나의 주요한 인자로 받아들여질 수 있으리라 판단된다. 이온빔 프로세스에 의한 DLC 혹은 탄소관련 필름을 형성하는데 있어서 입사 이온빔의 에너지에 의하여 수반되는 thermal spike 혹은 외부 열원에 의한 가열은 박막층의 흑연화를 수반하기 때문에 박막의 sp3 특성을 향상시키기 위하여 회피하여야 할 요소이지만 thermal spike에 의한 국부 영역의 가열과 같은 불가피한 인자가 존재하는 상황에서 전자에 의한 추가 전하의 조사에 의한 최종결합경로의 선택적 조절은 박막의 화학적 결합과 물리적 특성을 향상시킬 수 있는 중요한 방법이 될 수 있다고 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 1999.07a
• /
• pp.142-142
• /
• 1999

열역학적 평형하에서 금(Au)은 사파이어(Sapphire: 다결정 Al203)와 반응을 하지 않으므로 접합성이 약하나 사파이어표면을 Ar 이온으로 에칭한후 금박막을 증착하였을 때 후 열처리 없이도 대단히 강한 접합(>70MPa)이 얻어졌다. 접합기구를 규명하기 위해 고 해상도 Auger 전자광분광기로 금/사파이어 쌍의 입계에 Ai-Al-O 화합물이 1-2 원자층 범위내에서 형성되어 있고 7KeV의 Ar 이온에너지로 3분간 조사하을 때 사파이어표면에 환원으로 인한 금속알루미늄이 형성되어 있음이 발견되었다. 이 이온조사로 인한 환원은 선택적 에칭으로 인한 것으로 TRIM 계산결과와도 일치하는 것이다. 따라서 금박막과 이온조사된 사파이어 사이의 강한 접합은 이온조사로 인한 사파이어 표면에 충돌할 때의 운동 에너지가 구동력이 되어 Au-Al-O 화합물의 형성으로 결론될 수 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2000.02a
• /
• pp.189-189
• /
• 2000

고분자 재료에 이온을 주입함으로서 경도, 내마모, 내피로성의 기계적인 특성과 내부식성 등의 화학적 특성이 향상되며, 표면 전기전도도와 광학밀도(optical density)가 변한다. 본 연구에서는 MPPO(Modified-Polyphenlene Oxide) 표면에 N2, Ar, Xe 이온을 에너지 50keV, 선량(dose)을 1$\times$1015에서 1$\times$1017ions/cm2로 증가시키면서 조사하였다. 이온 조사량의 증가에 따라 표면 저항이 2$\times$1015에서 6$\times$106($\Omega$/$\square$)으로 감소하여 표면 전기전도도가 향상되었다. Ar 이온은 1016ion/cm2이하의 조사량(dose)에서 N2보다 표면 저항을 더 많이 감소하는데 반해 1016ion/cm2 이상의 조사량에서는 Ar과 N2의 표면 저항이 비슷한 값을 나타냈다. Xe은 Ar과 N2이온에 비하여 전체적으로 표면저항이 많이 감소하여 전도도의 향상은 Xe, Ar, N2 순서로 질량이 큰 이온이 조사 효과가 큰 것으로 나타났다. 소재 표면은 SIMS 분석을 통하여 깊이에 따른 주입이온의 분포를 관찰하였으며, 표면 색상은 황색에서 갈색을 거쳐 암갈색으로 변화함으로서 가시광선에 대한 반사율(reflectance)이 감소하고 광학밀도(optical density)가 증가하여 광학적 특성이 변하였다. 이온 주입 후 에너지 전이에 의한 효과는 optical gap를 감소시켜 광학밀도(optical density)와 표면 전기 전도도를 증가시킨다. 이에 따라 본 논문에서는 이온주입에 의한 광학적, 전기적 특성간의 상관관계를 밝히고자 한다.