• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.282-282
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• 2011

일반 금속은 부식에 약하다는 단점을 보완하기 위해 개발된 스테인레스 스틸은 내식성이 필요로 하는 다양한 분야에서 이용되고 고크로뮴을 포함한 오스테나이트 스테인레스 스틸은 일반적으로 엔지니어링 재료로 사용되고 있다. 하지만 오스테나이트 스테인레스 스틸은 낮은 표면 경도와 지지용량으로 인해 내마모특성이 필요한 제품에는 사용이 미약한 수준이다. 현재 이러한 내마모특성을 높이기위해 오스테나이트 스테인레스 스틸은 이온질화와 이온주입등의 방법을 사용하여 표면 특성을 향상시키고자 연구되고 있다. 본 연구에서는 저진공 하에서 플라즈마를 이용하여 시편에 질화층과 Nitrogen Supersaturated Austenite층(S-phase)을 형성하여 경도와 인성을 향상시키고, 형성된 S-phase층의 두께에 따른 내식성, 내열성 특성을 확인하였다. 그리고 스테인레스 계열 시편의 질화시 나타나는 CrN층과 비교하였다. 특성 확인을 위한 시편은 약 $400{\sim}500^{\circ}C$ 사이의 공정온도로 질소와 수소가스를 혼합하여 플라즈마를 형성하고 약 4시간동안의 공정을 통해 제작하였다. 제작된 시편의 경도와 조직, S-phase층의 두께를 분석하고 CrN층의 형성여부를 확인하였다. 이와 더불어 공정압력과 가스비의 변화에 따른 실험을 진행하여 질화특성을 확인하고자 하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.293.1-293.1
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• 2013

탄소나노튜브(carbon nanotubes; CNTs)는 우수한 물성으로 인하여 전자소자, 에너지 저장매체, 투명전도막, 복합재료 등 매우 다양한 분야에 응용이 가능할 것으로 예측되고 있으며, 더욱이 이러한 특성은 구조변형, 화학적 도핑뿐만 아니라 표면처리를 통해서 제어가 가능하다고 알려져 있다. 이를 위해 기존에는 열처리를 통하여 CNTs를 표면처리한 결과들이 보고되었으나, 고온에서 장시간의 공정이 요구되는 열처리 공정의 단점을 보완하기 위하여 플라즈마 처리를 통해 상온에서 단시간의 공정으로 CNTs를 표면처리하는 방법이 제시되었다. 특히 최근에는, 향후 산업적 응용을 목적으로 종래의 진공 환경에서 벗어나 대기압 연속공정 개발을 위한 대기압 플라즈마 기반의 표면처리 공정에 대하여 관심이 집중되고 있는 상황이다. 본 연구에서는 대기압에서 플라즈마를 안정적으로 방전 및 유지 할 수 있는 플라즈마 토치 시스템을 구축하였고, 이를 이용하여 수직배향 CNTs를 표면 처리함으로써 그 영향을 살펴보았다. CNTs는 $SiO_2$ 웨이퍼 위에 증착한 철 촉매를 이용하여 $750^{\circ}C$에서 수직배향 합성하였으며, 원료가스로는 아세틸렌을 사용하였다. 대기압 플라즈마 장치의 경우 고전압 교류 전원장치를 이용하여 토치타입으로 제작하였다. 플라즈마는 아르곤과 질소가스를 시용하여 방전하고, 기판과의 거리 및 처리시간을 변수로 CNTs를 표면처리하였다. 플라즈마 처리 전후 접촉각 측정을 통하여 소수성이었던 CNTs 표면이 친수성으로 변화하는 것을 확인하였다. 또한 Raman 분석을 통하여 대기압 플라즈마의 처리조건에 따른 CNTs 의 구조적 결함 발생 정도를 정량화 시킬 수 있었다. 이를 통하여 대기압 플라즈마를 이용할 경우, CNTs의 구조적 손상을 최소화 하면서 효율적으로 표면특성을 변화시킬 수 있는 처리조건을 도출하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.12 no.4
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• pp.37-42
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• 1975

철(II)이온을 안정화 하기위하여, 2산화 규소와, 구상, 입방체상 및 침상의 서로 다른형태의 산화 제2철로부터 규산철을 합성하였다. 메타놀증기로 포화시킨 질소까스를 튜브로에 도입시켜 얻은 환원성 분위기속에서, 114$0^{\circ}C$에서 11$65^{\circ}C$의 온도범위에서, 가스유속을 0.13 및 0.25l/min. 로서, 환원시간 4-150분동안 교상반응을 진행하였다. 반응생성의 동태를 오르자트 가스분석으로 검토하였으며, 생성물의 확인은 X-선 회절시험 및 감량정량에 의하였으며, 결과는 다음과 같다. 1 : 1.1의 몰비로 혼합한 산화제2철과 2산화 규소의 경우, 가스유속이 0.13l/min일 때, 규산철 합성반응시간은 구상, 입방체상 및 침상산화철에 있어서 각기 8-27분, 10-16분 및 6-7분으로 구상의 경우가 범위가 가장 넓었다. 또한, 반응속도는 산화제2철의 표면적의 평방근에 비례하였고 반응시간의 평방근에 역비례하였다.

• Proceedings of the Korean Society Of Semiconductor Equipment Technology
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• 2006.10a
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• pp.26-30
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• 2006

펄스 플라즈마 원자층 증착 방법 (PPALD : Pulse Plasma Atomic Layer Deposition)을 이용하여 이원계 박막인 W-N 박막을 ILD layer인 TEOS 위에 제조하였다. 실험은 $WF_6$와 $NH_3$ 가스의 순차적 주입과 $N_2$ 가스를 이용한 purging으로 이루어지며 $NH_3$ 가스 주입 시에 pulse plasma가 적용되었다. 일반적인 ALD 증착 기구를 그대로 따르는 PPALD 방법에 의해 제조된 W-N 박막은 N-H 플라즈마 초기 표면 처리에 의해 형성된 박막 위에 증착 하였다. 증착된 박막의 텅스텐과 질소의 비율이 2:1로 균일하였고 $700^{\circ}C$의 열처리에도 안정한 특성을 보였다.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.7 no.4
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• pp.667-680
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• 1995

튜브 내의 입구영역에서 난류 유동에 의한 대류와 비회복사(non-gray radiation)가 동시에 일어날 때의 열전달특성을 수치해석적으로 연구하였다. 작동유체는 이산화탄소, 수증기, 질소의 혼합가스라고 가정하였다. 지배방정식을 계산하기 위해 유한차분법이 이용되었고, 복사전달방정식을 이차편미분방정식으로 바꾸기 위해 P-1 근사법이 사용되었다. 그리고 혼합가스의 비회흡수계수(non-gray absorption coefficient)는 지수광폭밴드모형(exponential wide band model)을 이용해서 구하였다. 열전달특성에 대한 온도조건의 영향을 조사하기 위해 튜브의 축방향에 대한 평균 온도와 뉴셀트수(Nusselt number)의 변화를 몇 가지 다른 온도조건에 대해 나타내었다. 또한, 가스의 성분조성에 대한 영향을 조사하였으며, 이러한 결과에 기초해서 튜브 내에서 난류유동에 의한 대류와 비화복사가 동시에 일어날 때의 복사 뉴셀트수를 쉽게 예측할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.710-710
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• 2009

$SF_6$ 가스는 높은 절연 특성으로 인해 산업공정에서 순수 또는 $N_2$ 나 $CO_2$ 가스를 혼합시켜 광범위하게 사용되고 있다. 그러나 $SF_6$ 가스의 지구온난화지수는 $CO_2$ 대비 23,900배로 환경에 치명적인 영향을 줄 수 있으므로, $SF_6$ 가스에 대한 분리 및 처리에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 조성에 따른 $SF_6-N_2$ 혼합기체의 3상평형(물-하이드레이트-기체)점을 측정하였다. 측정결과 $N_2$가 더 많이 첨가된 혼합기체일수록 순수 $SF_6$의 상평형 조건보다 더 높은 압력, 더 낮은 온도에서 형성됨을 알 수 있었고 라만분석으로 실제 만들어진 하이드레이트 내에 혼합기체를 확인하였다. 또한 하이드레이트 형성속도 및 회수기체의 조성을 측정하여 분리 및 회수의 효율을 살펴보았다. 본 실험에서 얻어진 결과는 $SF_6$ 혼합기체의 분리 및 처리에 관한 연구의 중요한 기초 자료가 될 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.401-401
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• 2011

태양전지 제작에 있어서 에미터층의 최적화를 위해 POCl 도핑시 에미터층의 면저항 가변에 중요한 파라미터인 온도와 가스비를 변화하여 실험을 진행하였다. 본 실험에 사용될 최초 기판은 두께가 200${\pm}$5 ${\mu}m$, 비저항이 0.5~0.3 ${\Omega}{\cdot}cm$의 P-type(100) 실리콘 기판을 사용하였으며 먼저 POCl3양과 deposition 시간 그리고 산소와 질소의 양을 고정시키고 온도에 따른 에미터 면저항 변화를 알아보았다. 온도는 830, 840, 850, 860, 870, 880$^{\circ}C$로 가변시켰으며 공정온도가 높아질수록 면저항 값이 낮아짐을 알 수 있었다. 균일도는 낮은 온도에서는 다소 좋지 않았지만 온도가 높아질수록 점차 좋아졌으며 870$^{\circ}C$ 이상에서는 거의 균일한 값을 얻을 수 있었다. 한편, 이번에는 공정온도를 고정하고 산소와 POCl3 가스량의 변화에 따른 면저항 특성과 균일도를 알아보았다. 가스비와 압력 그리고 위치별 면저항 특성에 대해서 알아보았고 부분압이 증가함으로 반응로 내의 O2의 양이 증가함을 알 수 있었다. 증가한 O2는 도핑과정에서 산화막을 더 두껍게 형성하게 하며 높은 면저항 값을 가져오게 하였다. 즉, 충분한 가스량의 주입으로 도핑시 균일도를 향상시킬 수 있었다. 이와 같이 부분압이 증가함에 따라 면저항의 증가와 균일도의 향상을 가져왔다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.22 no.1
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• pp.21-29
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• 1997

왕겨 재를 분쇄하여 콘크리트 混和용 재료로 이용하려는 연구의 일환으煙로서, 파이로트 規模의 多目的 왕겨 燒却爐를 設計, 裂作하고 그 性能을 分析하였다. 왕겨 燃燒時의 熱에너지는 回收하여 원예施設의 煖房이나 콘크리트의 高溫 養生水로써 이용하고자 熱交煥裝置를 제작하여 왕겨 燒각爐시스템에 장착하였고, 排煙가스내의 이산화탄소가 시설원예 作物의 光合成에 이용될 수 있는지 排煙가스의 造成을 조사하였다. 분쇄된 왕겨 재의 큰크리트 混和材로서의 적합성은, 燃燒 灰分의 성분 중 $SiO_2$ 의 結晶化 상태를 分析함으로써 判斷하였다. 연구결과를 要約하면 다음과 같다. 1. 왕겨 灰分의$SiO_2$ 結晶化는 燃燒온도 $750^circ C$ 이하에서는 거의 발생하지 않는 것으로 분석되었다. 2. 燒却爐의 작동은 매우 만족스러웠으며 最適 작동조건은 왕겨供給率 15kg/h. 制御온도 $600^{\circ}C$로 分析되었다. 最適 작동조건에서, 왕겨燃燒率은 97%, 熱交換機 效率은 59.5%, 전체 시스템의 熱效率은 57.7%로서 양호하였으며, 灰分의 $SiO_2$ 結晶化도 거의 발생하지 않아 生成된 왕겨 灰分은 훌륭한 큰크리트 混和在로 판단 되었다. 3. 燒却爐내 溫度分布는 대체로 均一하였으며, 排煙가스내의 大氣오염물질 중, 질소酸化物과 황酸化物 함량은 許容기준치보다 매우 낮았으나 일산화탄소 함량은 許容기준값 부근으로 나타나 排煙가스를 직접 원예시설 내에 공급하기 위해서는 약간의 연소실 구조 개선이 필요하다고 판단되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.142-142
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• 2013

DBD (Dielectric Barrier Discharge) 대기압 플라즈마를 이용한 a-Si 식각기술에 대한 연구결과를 논하고자 한다. 기술개발의 목적은 대면적 TFT-LCD 혹은 Flexible Display 공정에 적용가능한 대기압 플라즈마 식각장치의 개발 및 검증이다. 실험에서 식각 가스로는 SF6, NF3 등을 사용하였으며, 질소를 기본 가스로 사용하였다. 검증용으로 개발된 대기압 플라즈마 식각 장치는 대기압 플라즈마 장치를 연속적으로 통과하는 in-line system 형식으로 개발되었다. 검증에 사용된 대기압 플라즈마 장치는 300 mm의 방전 폭으로 1세대 LCD기판의 처리가 가능하다. 대기압 플라즈마 식각 기술 개발에서 식각율에 영향을 미치는 변수들은 기판의 온도, 식각가스의 농도, 기판의 이송속도, 기판과 플라즈마 발생장치 사이의 간격 그리고 플라즈마의 인가 전력 등으로 크게 구분지어 생각할 수 있다. 개발된 식각 장치는 SF6를 사용하는 경우 최대 환산 식각율은 500 nm/min 정도이다. 식각 기술에서 중요한 식각 Uniformity와 그와 연관된 a-Si/SiNx 식각 선택비는 사용하는 가스의 Recipe 개발에 중점을 두고 연구를 진행하였다. 식각 Uniformity는 약 7% 이내의 균일도를 갖고 a-Si/ SiNx의 선택비는 10이상의 결과를 얻었다. 또한 식각 가스는 식각 profile에 영향을 줄 수 있는데 대기압 환경에서 형성되는 collisional sheath에도 불구하고 비 등방성 식각이 가능하였다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.9 no.1
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• pp.132-136
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• 1999

Mechanical alloying (MA) by ball mill of $Fe_{30}Cr_{70}$ elemental powders was carried out under the nitrogen gas atmosphere. Amorphization has been observed in this case, while MA under an inert argon gas atmosphere produces the bcc solid solution. The DSC spectrum for the mechanically alloyed $(Fe_{30}Cr_{70})_{0.85}N_{0.15)$powders exhibits a sharp exothermic peak due to crystallization at about $550^{\circ}C$. Structural transformation from the bcc crystalline to amorphous states was observed through X-ray and neutron diffractions. During amorphization process the octahedral unit, which is typical of a polyhedron formed in any crystal structures, was preferentially destroyed and transformed into the tetrahedral unit. Futhermore, neutron diffraction measurements revealed that a nitrogen atom is situated at a center of the tetrahedron formed by metal atoms.