• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.180-180
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• 2013

반도체, 디스플레이와 같이 저압, 극청정 조건에서 진행되는 공정에서 발생한 오염입자는 수 율에 큰 영향을 미친다. 따라서 공정 중에 발생한 오염입자를 실시간으로 모니터링할 수 있는 장비에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Particle Beam Mass Spectrometer (PBMS)는 저압에서 실시간으로 나노 입자의 크기를 측정할 수 있는 대표적인 장비 중 하나이다. 입자를 포함한 가스 유동이 PBMS로 유입되면, 우선 입자를 입자빔의 형태로 집속하는 공기역학렌즈를 통과하게 된다. 집속된 입자는 노즐에 의해서 가속되며, 이로 인해 충분한 관성을 가지게 된 입자는 양극과 음극, 필라멘트로 구성된 electron gun에서 전자충돌에 의해 포화상태로 하전된다. 하전한 입자는 electrostatic deflector에서 크기에 따라 분류되어 Faraday detector와 electrometer에 의해 측정된다. 그러나 공기역학렌즈는 입자의 크기가 작아질수록 집속 효율이 급격히 낮아진다는 문제점을 지니고 있다. 이는 입자가 작아질수록 점성에 의한 영향이 관성에 의한 영향보다 커짐으로써 나타나는 현상이다. 최근 이러한 문제점을 해결하기 위해 사중극자를 사용하여 입자를 집속시키는 방법이 대안으로 제시되었다. 사중극자는 서로 마주보는 쌍곡선 형태의 전극구조에 AC 전기장을 인가하는 방식을 사용한다. 사중극자의 중심은 정확히 평형점을 가지게 되며 입자는 사중극자 내에서 진동을 반복하며 평형점을 향해 모이게 된다. 입자의 크기가 작을수록 전기력에 의한 영향을 크게 받으므로 사중극자를 이용한 입자집속 방법은 나노입자의 집속에 있어 공기역학렌즈를 이용한 집속에 비해 이점을 지닌다. 또한 집속 하고자 하는 입자 대상이 바뀔 경우 구조를 바꿔야 하는 공기역학렌즈와 달리 사중극자를 이용한 방법은 AC 전기장을 조절하는 것 만으로 제어가 가능하다. 본 연구에서는 저압 조건에서 나노입자를 집속하기 위한 사중극자의 전극 구조를 이론적인 계산을 통하여 구하였다. 그 결과 0.1 torr의 압력 조건하에서 5~100 nm 범위의 기본 입자를 AC 전압과 진동수를 조절하여 집속할 수 있는 사중극자 형태를 설계하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권4호
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• pp.128-133
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• 2009

Focused-ion-beam (FIB) system is capable of both machining and measuring in nano-scale; hence nano-scale focusing quality is important. This paper investigates design parameters of two electrostatic lenses in order to achieve the best ion beam focusing performance. Commercial SIMION simulator is used to optimize the dimensions of the condenser and objective lenses and investigate the influence of assembly error on focusing quality The simulation results show that the beam focusing quality is not influenced by angle deviation within ${\pm}0.02\;deg$ and geometrical eccentricity within ${\pm}50$ micrometers.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.156-156
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• 2003

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.45-48
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• 2016

비만을 치료하기 위해 다양한 비만 치료기가 개발되어 왔으며, 초음파는 온열 및 진동작용으로 지방이 분해가 되기 쉬운 상태로 변하게 만든 후 혈액 및 림프액의 흐름을 촉진시켜 혈액으로 지방산 배출이 될 수 있도록 한다. 이러한 초음파 비만 치료기에 트랜스듀서 어레이가 사용되는데 트랜스듀서 어레이의 집속각도와 주파수는 지방을 분해하는데 중요한 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 트랜스듀서 어레이의 주파수를 설정하기 위해 27kHz, 1MHz, 3MHz의 주파수에 직경 5mm, 10mm, 16mm의 트랜스 듀서를 적용하여 파장과 근위장을 구하여 설정온도에 가장 짧은 시간에 도달하는 주파수를 설정하고, 3개 면이 닿는 트랜스듀서의 집속 각도를 설정하였다. 결과적으로 3MHz 주파수 일 때 설정온도에 도달하는 시간이 짧았으며, 집속각도는 $40^{\circ}$가 적정하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.86-86
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• 2016

최근 포항가속기연구소 10A 빔라인에 Scanning Transmission X-ray Microscopy (STXM)가 완성되어 운영 중이다. Soft x-ray imaging 장치로서 기술적으로 Sample scanning 기법이 활용된다. 이는 Zone plate를 통해 집속된 빔이 샘플에 조사되고 검출되는 방식이다. 이러한 Scanning 기법을 활용하고 있는 10A STXM은 기본적으로 흡수분광기법 (x-ray absorption spectroscopy)을 이용하고 있다. 특히, 10A 빔라인 STXM은 최고 20 nm까지 공간분해능이 가능하다는 장점이 있다. 따라서 수십에서 수백 나노미터 크기의 시료들 또는 나노구조에 대한 물리화학적 상태 분석이 쉽게 이루어지고 있다. 주로 시료를 투과하면서 흡수되는 X-선 세기 대비를 맵핑하는 형식의 이미지 데이터와 더불어 X-선의 에너지를 조정함으로써 각 에너지에 해당하는 이미지스택을 결과로 얻게 된다. 이러한 이미지 결과로부터 시료의 나노크기에서 오는 물리화학적 상태를 분석하고 물리에서 바이오까지 다양한 분야의 실험 활용이 가능한 상태다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.77-80
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• 2002

드래프팅은 staple yarn의 생산에 있어 대단히 중요한 조작이다. 이 조작은 여러단계의 방적공정에서 반복 수행되며 각 공정에서 다음 공정에 적합하도록 두께를 가늘게 하고 집속체의 불균제를 최소화하여 제품의 품질을 결정하는데 그 중요한 역할을 한다. 지금까지 드래프트 전후의 슬라이버 상태에 관한 연구는 많이 이루어져 왔지만, 드래프트 존 내의 슬라이버의 동적거동에 대한 모델 연구는 아직 미흡한 실정이다. (중략)

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.965-968
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• 2005

Roll drafting operation causes variations in the linear density of bundles because the bundle flow cannot be controlled completely by roll pairs. Defects occurring in this operation bring about many problems successively in the next processes. In this paper, we attempt to analyze the draft dynamics and the linear density irregularity based on the governing equation of a bundle motion that has been suggested in our previous studies. For analyzing the dynamic characteristics of the roll drafting operation, it is indispensable to investigate a transient state in time domain before the bundle flux reaches a steady state. However, since governing equations of bundle flow consisting of continuity and motion equations turn out to be nonlinear, and coupled between variables, the solutions for a transient state cannot be obtained by an analytical method. Therefore, we use the Finite Difference Method(FDM), particularly, the FTBS(Forward-Time Backward-Space) difference method. Then, the total equations system yields to an algebraic equations system and is solved under given initial and boundary conditions in an iterative fashion. From the simulation results, we confirm that state variables show different behavior in the transient state; e.g., the velocity distribution in the flow field changes more quickly the linear density distribution. During a transient flow in a drafting zone, the output irregularity is influenced differently by the disturbances, e.g., the variation in input bundle thickness, the drafting speed, and the draft ratio.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.229.1-229.1
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• 2015

생체 시료인 세포나 조직을 분석을 위해 임의로 파괴하거나 훼손하지 않은 본래의 상태에서 세포에 존재하는 다양한 생체분자 물질의 질량과 조성을 분석하고 영상화할 수 있는 대기압 표면 질량분석 이미징 기술을 개발했다. 생체 시료의 표면을 질량 분석을 하기 위해서는 대기압 분위기에서 시료에 열적 손상이 없는 조건으로 시편의 이온화 및 탈착 과정이 이루어지게 하기 위해 저온 대기압 탈착/이온화원으로 저온대기압 플라즈마 젯과 펨토초 적외선 레이저를 결합하여 대기압 이온화원을 제작하였다. 기존에 잘 알려진 저온 대기압 플라즈마 젯 소자는 유리관에 방전기체를 흘려주고 전극에 고전압을 인가하는 방식으로 제작했으며, 또 다른 대기압 이온화원으로서 근적외선 대역의 고출력 펨토초 레이저 빔을 현미경용 대물렌즈로 집속하여 생체시료에 조사시켰다. 수백 나노미터에서 수 마이크로미터 수준으로 빔을 집속할 수 있는 펨토초 레이저는 금나노로드의 도움으로 생체 시료를 매우 작은 수준으로 탈착하는 데 주로 사용하며, 수십 마이크로미터에서 수 밀리미터 정도의 크기를 가지는 저온 대기압 플라즈마 젯은 탈착된 물질을 이온화시키는데 사용하여, 이 두 가지 이온화원을 결합하여 이온화원으로 사용한다. 시료에서 발생한 이온을 질량분석기 입구까지 잘 끌고 갈 수 있도록 이온 전달관을 설계하고 보조펌프를 장착 사용한다. 이렇게 자체 개발한 대기압 이온화원을 상용 질량분석기기와 결합하여 대기압 분위기에서 시료의 표면을 질량분석할 수 있는 시스템과 측정 기술을 개발했다. 현미경 스테이지에 정밀 2-D 자동 스캐닝 스테이지를 장착하여 질량분석 정보에 공간 정보를 더할 수 있는 질량분석 이미징 기술 방법을 개발하여 생체 시편의 질량분석 이미징을 얻었다. 수분을 포함하는 생채시료로부터 단백질, 지질, 대사물질을 직접 분리하여 분석하는 이 새로운 질량분석법은 기존의 분석법에 비해 훨씬 더 많은 생체분자 정보를 얻을 수 있으며 공간정보를 더해 영상화할 수 있는 큰 장점이 있다. 대기압 표면 질량분석 기술은 생체시료를 파괴해서 용액화할 필요도 없으며, 진공 챔버에 넣기 위해 필요한 복잡한 전처리 과정 단계를 간략화 할 수 있으며 최종적으로는 살아있는 세포나 생체 조직도 정량 분석이 가능하여 생명과학 및 의료진단 분야에서 응용할 수 있는 분야는 무궁무진할 것이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1457-1458
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• 2006

좁은 공간에 고출력 고에너지 레이저를 집속할 때 발생하는 고밀도, 고에너지 플라즈마 연구는 상태방정식, 실험실 천체물리, 전자가속 둥 기초 분야 뿐 아니라 X-선 및 극자외선 광원 개발, 원전 유지보수 등 다양한 산업 활용 분야를 갖고 있어 최근 미국, 프랑스, 일본, 중국 등 선진강대국에서 크게 주목 받고 있는 연구 분야이다. 한국원자력연구소는 물리나 광학의 원천기술 뿐 아니라 미래 산업에 파급효과 큰 플라즈마 기반 연구를 위하여 1 kJ급 고에너지 Nd:Glass 레이저 시설을 구축하고 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.275.1-275.1
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• 2016

반전형 폴리머 태양전지는 그 구조에 의하여 훌륭한 안정성을 가질 뿐만 아니라 roll-to-roll 공정을 통한 대량생산이 가능하여 각광받고 있는 구조이다. 이런 반전형 구조에서, 금속 산화물 나노파티클에 의해 만들어지는 금속 산화물 층은 전자수송층으로서 사용된다. 이 연구에서는 표면개질 물질인 PEIE (Polyethyleneimine-ethoxylate)와 화학적으로 기능화된 산화아연/그래핀 핵/껍질 양자점을 이용하여 전기수송층의 역할을 하는 기능화된 산화아연/그래핀 단분자층을 가지는 태양전지를 제작하였다. 이는 기능화된 산화아연/그래핀 단분자층이 표면개질, 광센서, 전기수송층의 역할을 동시에 수행하는 효과로 인해 제작된 태양전지는 향상된 전자 수집능력을 보였다. 단분자층이 잘 형성되어 있는지 확인하기 위하여 집속 이온 빔 장비를 이용하여 태양전지의 내부 구조를 확인하였으며, density functional theory (DFT)을 이용한 모델링을 통하여 기능화된 산화아연/그래핀 양자점의 전자상태밀도를 분석하였다. 기능화된 산화아연 단분자층에 의한 효과적인 계면 제어 및 전하수송에 의해 약 10.3%의 높은 효율을 가지는 반전형 폴리머 태양전지를 제작할 수 있었다.