• Korean Chemical Engineering Research
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• v.43 no.1
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• pp.129-135
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• 2005

In this study, we have analyzed the removal efficiencies of $SO_2$ and $SO_2/NO$ by the pulsed corona discharge process and investigated the effects of several process variables on those removal efficiencies systematically. The effects of process variables such as applied voltage, pulse frequency, residence time, and initial concentrations of reactants (NO, $SO_2$, $NH_3$, $H_2O$, and $O_2$) on the removal efficiency were analyzed. As the applied voltage, the pulse frequency or the residence time increases or as the $O_2$ or the $H_2O$ or the $NH_3$ concentration in the inlet feed gas stream increases, the $SO_2$ removal efficiencies and the simultaneous removal efficiencies of $SO_2/NO$ also increase. These experimental results can be used as a basis to design the pulsed corona discharge process to remove $NO_x$ and $SO_x$.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.485-488
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• 2007

$SF_6$(sulfur hexafluoride)는 뛰어난 단열 및 아크방지능력(arc-extinguishingproperty)으로 인해, 전력용 변압기의 절연가스와 반도체${\cdot}$액정용 플라즈마 CVD로의 cleaning gas, 주물공장 covering gas 등으로 사용되고 있다. 하지만, $SF_6$의 지구온난화지수(global warming potential)는 $CO_2$대비 23,900배가 높아 기후변화에 미치는 영향이 $CO_2$보다 훨씬 크고, 대기 중 분해되지 않고 잔존하는 기간이 $CH_4$ 10년, $CO_2$ 및 CFCs는 100년으로 추정되는데 반해, $SF_6$는 3,200년으로 연간방출양이 작더라도 오랜 기간 누적되면 그 파장이 클 것으로 사료된다. 대부분의 가스 하이드레이트(고상결정상태)는 고압, 저온에서 형성가능 하지만, 불화가스에 대해서는 쉽게 결정화가 일어난다. $SF_6$는 3$^{\circ}C$, 2기압에서 고밀도 고상화가 되기 때문에 여러 기체와 흔합되어 있는 경우 $SF_6$만을 압축된 고상 결정상태를 형성, $SF_6$를 회수, 정제할 수 있으므로 불화가스 분리${\cdot}$회수에 기술적, 경제적 효과를 기대할 수 있다. 본 연구에서는 하이드레이트 촉진제로서 계면활성제(promoter) 첨가에 따른 $SF_6$ 하이드레이트 형성 및 해리과정 실험을 통해 효율적인 $SF_6$ 저감에 관한 적용기술을 연구해 보았다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.39 no.2
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• pp.171-177
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• 2002

In this study, the vertical aligned carbon nanotubes was synthesized by DC bias-assisted Inductively Coupled Plasma Hot-Filament Chemical Vapor Deposition (ICPHFCVD). The substrate used CNTs growth was Ni(300 ${\AA}$)/Cr(200 ${\AA}$)-deposited one on glass by RF magnetron sputtering. R-F, DC bias and filament power during the growth process were 150 W, 80 W, 7∼8 A, respectively. The grown CNTs showed hollow structure and multi-wall CNTs. The top of grown CNT was found to Ni-tip that the CNT end showed to metaltip. The graphitization and field emission properties of grown was better than grown CNTs by ICPCVD. The turn-on voltage of CNT grown by DC bias-assisted ICPHFCVD showed about 3 V/${\mu}m$.

• Journal of Environmental Science International
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• v.22 no.8
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• pp.937-944
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• 2013

Ozone concentrations in water and air, and resulting disinfective properties, were measured following generation by either an ozone generator or a low-temperature dielectric barrier discharge plasma generator. In freshwater, ozone concentrations of 0.81 and 0.48 mg/L $O_3$ were observed after the ozone and plasma generators had been operated for five minutes, respectively. Higher levels of dissolved $O_3$ were attained more easily with the ozone generator. In seawater, both systems were capable of creating concentrations greater than 3.00 mg/L $O_3$ after 5minutes of operation. Higher ozone levels were attained more easily in seawater than in freshwater. Rates of bacterial sterilization in seawater after three minutes were 96% and 88%, using the plasma and ozone generators, respectively. In freshwater, higher concentrations of ozone were released into the atmosphere by the ozone generator than by the plasma generator. In creating equivalent levels of dissolved ozone in freshwater, the plasma generator released 4.5 times more ozone into the atmosphere than did the ozone generator. This shows that ozone generators are more effective than plasma generators for creating ozonated water. For the same concentration of dissolved ozone in seawater, more ozone was released into the atmosphere using the ozone generator than using the plasma generator. Therefore, with regard to air pollution, plasma generators seem to be less expensive than ozone generators.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.465-465
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• 2014

증식블랑켓모듈(TBM, Test Blanket Module)을 개발하여 왔다. 이 두 증식블랑켓모듈은 모두 헬륨냉각을 기반으로 개발 되어왔으며 이에 따라, 헬륨순환기, 헬륨히터 및 헬륨열교환기 등에 대한 기본적인 연구가 수행되었다. 이후 2012년 고체형 증식블랑켓모듈을 ITER TBM 개념으로 주도하기로 결정함에 따라, HCCR (Helium Cooled Ceramic Reflector) TBM의 보조계통인 하나인 헬륨냉각계통(HCS, Helium Cooling System)에 대한 개발이 본격적으로 이루어졌다. 한국원자력연구원에서는 HCCR TBM의 냉각성능을 만족하기 위하여 8 MPa, 1.5 kg/s 및 $300/500^{\circ}C$ (입구/출구 온도)의 운전조건을 갖는 헬륨냉각계통의 설계를 완료하였다. 설계된 헬륨냉각계통은 HCCR TBM에서 회수된 약 $450^{\circ}C$의 헬륨을 열회수기(recuperator)기와 냉각기를 통해 상온으로 냉각시킨 후, 필터를 통해 헬륨을 여과시킨다. 여과된 헬륨은 헬륨순환기에 의해 가압되어 열회수기를 다시 지나 $300^{\circ}C$ 이상으로 가열된다. 가열된 헬륨은 열회수기를 지나지 않는 상온의 헬륨과 혼합되어 최종적으로 HCCR TBM의 입구온도 조건인 $300^{\circ}C$로 맞추어 HCCR TBM에 공급된다. 이러한 열회수기 중심으로 '${\infty}$' 모양의 자가 교차로 설계된 헬륨냉각계통은 고온영역과 저온영역으로 냉각회로를 구분하여 순환기, 필터 및 각종 계측기의 운전온도 환경을 상온으로 유지시킬 수 있어 운전 및 유지보수 관점에서 이점이 있다. HCCR TBM의 헬륨냉각계통 설계 및 핵심 기기를 실증하고, 운전 경험을 쌓기 위하여 헬륨공급장치(HeSS, Helium Supply System)를 헬륨유량기준 1/3 규모(0.5 kg/s)로 구축하였으며, '14년까지 HeSS를 실증규모로 업그레이드 하기 위하여 80기압 환경에서 압축비 1.1, 유량 1.5 kg/s의 성능을 내는 헬륨순환기를 설치할 예정이다. 현재 구축된 1/3 규모 HeSS는 국내 구축된 전자빔 고열부하 시험 장비인 KoHLT-EB (Electron Beam)와 연계되어 HCCR TBM의 일차벽(플라즈마 대향부품)을 검증할 예정이며, 이를 통해 얻어진 열수력 DB는 현재 개발중인 핵융합로 안전해석코드인 GAMMA-FR 검증에 활용될 계획이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.110-110
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• 2010

현재 박막 트랜지스터는 비정질 실리콘 기반의 개발이 주를 이루고 있으며, 이 비정질 실리콘은 성막공정이 간단하고 대면적에 용이하지만 전기적인 특성이 우수하지 않기 때문에 디스플레이의 적용에 어려움을 겪고 있다. 이에 따라 poly-Si을 이용한 박막 트랜지스터의 연구가 진행되고 있는데, 이는 공정온도가 높고, 대면적에의 응용이 어렵다. 따라서 앞으로 저온 공정이 가능하며 대면적 응용이 용이한 박막 트랜지스터의 연구가 필수적이다. 한편 최근 박막 트랜지스터의 채널층으로 사용되는 물질에는 oxide 기반의 ZnO, SnO2, In2O3 등이 주로 사용되고 있고, 보다 적합한 채널층을 찾기 위한 연구가 많이 진행되어 왔다. 최근 Hosono 연구팀에서 IGZO를 채널층으로 사용하여 high mobility, 우수한 on/off ratio의 특성을 가진 소자 제작에 성공함으로써 이를 시작으로 IGZO의 연구 또한 세계적으로 활발한 연구가 이루어지고 있다. 특히, ZnO는 wide band gap (3.37eV)을 가지고 있어 적외선 및 가시광선의 투과율이 좋고, 전기 전도성과 플라즈마에 대한 내구성이 우수하며, 낮은 온도에서도 성막이 가능하다는 특징을 가지고 있다. 그러나 intrinsic ZnO 박막은 bias stress 같은 외부 환경이 변했을 경우 전기적인 성질의 변화를 가져올 뿐만 아니라 고온에서의 공정이 불안정하다는 요인을 가지고 있다. ZnO의 전기적인 특성을 개선하기 위해 본 연구에서는 hafnium을 doping한 ZnO을 channel layer로 소자를 제작하고 전기적 특성을 평가하였다. 이를 위해 DC magnetron sputtering을 이용하여 ZnO 기반의 박막 트랜지스터를 제작하였다. Staggered bottom gate 구조로 ITO 물질을 전극으로 사용하였으며, 제작된 소자는 semiconductor analyzer를 이용하여 출력특성과 전이 특성을 평가하였으며, ZnO channel layer 증착시 hafnium이 도핑 되는 양을 조절하여 소자를 제작한 후 intrinsic ZnO의 소자 특성과 비교 분석하였다. 그 결과 hafnium을 doping 시킨 소자의 field effect mobility가 $6.42cm^2/Vs$에서 $3.59cm^2/Vs$로 낮아졌지만, subthreshold swing 측면에서는 1.464V/decade에서 0.581V/decade로 intrinsic ZnO 보다 좋은 특성을 나타냄을 알 수 있었다. 그리고 intrinsic ZnO의 경우 외부환경에 대한 안정성 문제가 대두되고 있는데, hafnium을 도핑한 ZnO의 경우 temperature, bias temperature stability, 경시변화 등의 다양한 조건에서의 안정성이 확보된다면 intrinsic ZnO 박막트랜지스터의 문제점을 해결할 수 있는 물질로 될 것이라고 기대된다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.10 no.3
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• pp.343-348
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• 1999

The iron silicide films were prepared by chemical vapor deposition method using rf-plasma in variations of substrate temperature. rf-power, and ratio of $SiH_4$ and Fe-precursor. While iron silicide films are generally grown by ion beam synthesis (IBS) method of multi-step process, it is confirmed that iron silicide or $\beta$-phase consolidated $Fe_aSi_bC_cH_d$ was formed by one-step process in this study. The characteristics of films is variable because the different amounts of carbon and hydrogen was involved in the films as a function of dilute ratio of Fe-precursors and silane. It was shown that the different characteristics of films in carbon and hydrogen following the ratio of Fe-precursor and silane. The optical gap energy of films fabricated according to substrate temperature was invariant because active site brought in desorption of hydrogen was limiled. When rf-power was above 240 watt, the optical gap energy turned out to have high values because of dangling bonds increased by etching.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.183-183
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• 2000

Aigrain에 의해 Helicon이라는 이름이 명명된 이후, helicon은 저온의 금속과 같은 높은 전도도(conductivity)를 갖는 매질이나 강한 자기장이 걸려있는 plasma를 전파해 나가는 저주파 전자기장을 지칭해왔다. 이온화된 개스에서 이러한 전자기장은 전자 공명 주파수(electron cyclotron frequency)와 이온 공명 주파수(ion cyclotron frequency) 사이의 주파수로 전파하며 전리층 (ionosphere)을 통과하며 발생하는 가청 주파수 영역대의 음조가 강하하는 현상에 의해 low-frequency whistler라고도 불린다. Helicon wave plasma는 Boswell에 의해 처음 발생된 후, 높은 이온화율(~100%)로 인해 많은 연구가 이루어져 왔다. 1985년에 Chen은 helicon plasma의 높은 이온화율을 설명하기 위해 Landaudamping을 제시하였다. 이러한 설명은 1997년에 Shamrai에 의해 TG mode가 도입되기 전까지 직접적인 실험결과 없이 helicon plasma 발생의 mechanism으로 받아들여졌다. shamrai의 이론에 의하면 정전기파(electrostatic wave)는 plasma의 표면(surface)에서 강하게 감쇄되어 energy를 전달하게 된다. Cho는 radial density 분포가 외각보다 중심이 높을 경우 TG wave의 power 전달이 중심에서 일어날 수 있음을 계산하였다. Helicon plasma의 특성은 높은 이온화율에 의한 높은 밀도($\geq$1012cm3), 1-2 kW의 rf power에서 상대적으로 낮은 전자 온도( 4eV), $\omega$ci $\omega$LH<$\omega$ $\omega$ce $\omega$pe 영역대의 주파수, 자기장 50-1200 Gauss, 압력 1-10 mTorr로 특정지을 수 있다. 이러한 외부분수들의 조건에 k라 helicon plasma는 여러 종류의 mode로 존재한다. Degeling은 이러한 mode의 변화를 capacitive mode, inductive mode, 그리고 helicon mode(wave mode)의 세가지 부분으로 구분하였다. Helicon plasma가 갖는 높은 이온화율은 여러 가지 응용으로의 가능성을 가지고 있다. 그 예로 plasma processing, plasma wave에 의한 입자 가속, 그리고 가스 레이저 활성 매질 발생 등이 있다. 특히 plasma processing의 경우 helicon plasma는 높은 밀도, 비교적 낮은 자기장, remote operation 등이 가능하다는 점에서 현재 연구가 활발히 진행되고 있다. 상업용으로도 PMT와 Lucas Signatone Corp.에 서 helicon source가 제작되었다. 또한 높은 해리율을 이용하여 저유전 물질인 SiOF의 증착에서 적용되고 있다. 이 외에도 다수의 연구결과들이 발표되었다.

• The Korean Journal of Food And Nutrition
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• v.31 no.2
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• pp.301-307
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• 2018

In this study, a relatively effective process is used to sterilize Escherichia coli on the surface of micro-sized calcium citrate powder using nitrogen and argon as process gases in a low-temperature vacuum plasma treatment. The purpose of this study is to confirm and to introduce the effectiveness of homogeneous surface treatment for the sterilization of fine inorganic powder by the rotatable low-temperature RF plasma system designed by ourselves. The results of the test using 3M petrifilm showed that there were no remarkable spots in the case of the surface of plasma treated powder, whereas the untreated powder showed many blue spots, which indicating that the E. coli was alive. After 5 days, in the same samples, the blue spots were seen to be larger and darker than before, while the plasma-treated powder showed no changes. The results from FE-SEM analysis showed that the E. coli was damaged and/or destroyed by reactive species generated in the plasma space, resulting in the E. coli being sterilized. Furthermore, the sterilization effects according to the selected parameters ($N_2$ and Ar; flow rate 30 and 50 sccm) adapted in this study were mutually similar, regardless of such different process parameters, and this indicates that homogeneous treatment of powder surfaces could be more effective than conventional methods. Therefore, the plasma apparatus used in this study may be a practical method to use in a powerful sterilization process in powder-type food.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.42 no.3
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• pp.116-121
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• 2009

The 2-step low temperature plasma processes (the combined carburizing and post-nitriding) offer the increase of both surface hardness and thickness of hardened layer and corrosion resistance than the individually processed low temperature nitriding and low temperature carburizing techniques. The 2-step low temperature plasma processes were carried out for improving both the surface hardness and corrosion resistance of AISI 316L stainless steel. The influence of gas compositions on the surface properties during nitriding step were investigated. The expanded austenite (${\gamma}_N$) was formed on all of the treated surface. The thickness of ${\gamma}_N$ and concentration of N on the surface increased with increasing both nitrogen gas and Ar gas levels in the atmosphere. The thickness of ${\gamma}_N$ increased up to about $20{\mu}m$ and the thickness of entire hardened layer was determined to be about $40{\mu}m$. The surface hardness was independent of nitrogen and Ar gas contents and reached up to about 1200 $HV_{0.1}$ which is about 5 times higher than that of untreated sample (250 $HV_{0.1}$). The corrosion resistance in 2-step low temperature plasma processed austenitic stainless steels was also much enhanced than that in the untreated austenitic stainless steels due to a high concentration of N on the surface.