• Title/Summary/Keyword: 초기 진공도

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Influence of Eu3+ Doping Content on Photoluminescence of GdVO4 Red Phosphors

  • 이재희;조신호
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.314-315
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    • 2011
  • 최근에 $Eu^{3+}$ 이온이 첨가된 적색 형광체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재 상업적으로 이용 가능한 적색 형광체와 비교하여 $GdVO_4$를 모체로 갖는 적색 형광체는 우수한 열적 안정성과 광학적 특성을 나타낸다. 본 연구에서는 고효율의 적색 형광체를 개발하기 위하여 고상 반응법을 사용하여 $Gd_{1-x}VO_4$ : $Eu_x^{3+}$ 형광체를 합성하였다. $Gd_{1-x}VO_4$ : $Eu_x^{3+}$ 형광체 분말 시료는 활성체인 $Eu^{3+}$의 함량을 0, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20 mol로 변화시키며, 초기 물질 $Gd_2O_3$ (99.99%), $H_3BO_3$ (99.99%), $Eu_2O_3$ (99.9%)를 화학 적량으로 준비하였다. 분말은 볼밀과 건조 작업을 거친 후, 500$^{\circ}C$ 전기로에서 5시간 동안 하소 공정, 1,100$^{\circ}C$에서 6시간 동안 소성시켰다. 합성된 형광체 분말의 XRD 측정한 결과에 의하면, $Eu^{3+}$의 함량비에 관계없이 모든 분말 시료들에서 주 피크는 24.7$^{\circ}$와 33.2$^{\circ}$에 최대값을 갖는 (200)와 (112)면의 회절 신호들이 관측되었고, 상대적으로 약한 회절 세기를 갖는 (101), (211), (301), (103), (312)와 (420)면의 회절 신호들은 각각 18.6$^{\circ}$, 31.1$^{\circ}$, 40.1$^{\circ}$, 44.6$^{\circ}$, 49.2$^{\circ}$와 57.1$^{\circ}$에서 나타났다(Fig. 1). 이결과를 JCPDS(86-0996)와 비교함으로써, 합성된 형광체 분말의 결정 구조는 정방정계임을 확인할 수 있었다. $Eu^{3+}$의 함량비가 0.05 mol에서 0.15 mol로 증가함에 따라 주 피크인 (200)면의 회절 신호의 세기는 증가한 반면, 0.20 mol에서는 급격하게 감소하였으며, 이 경우에 반치폭의 크기는 0.16$^{\circ}$이었다. 결정 입자의 크기를 결정하기 위하여 (200)면의 회절 피크에 대한 정보를 잘 알려진 Scherrer의 식에 대입하여 계산한 결과, $Eu^{3+}$의 함량비가 0 mol인 경우에, 평균 크기는 48 nm이었다. $Eu^{3+}$ 함량비를 증가함에 따라 결정 입자의 크기도 비례하여 증가하였으며, 0.15 mol에서 최대값을 나타내었으나, 농도 억제 효과로 인하여 0.20 mol 에서는 현저히 감소하였다. 표면 형상의 변화를 관측한 SEM 측정 결과에 의하면, $Eu^{3+}$의 함량비가 0 mol에서 0.15 mol로 증가함에 따라 결정 입자의 모양은 사다리꼴 형태에서 모서리가 둥글게 깎인 구형으로 변형되는 것을 관측할 수 있었으며 평균 크기는 500 nm이었다(Fig. 2). $Eu^{3+}$의 함량이 0.20 mol인 경우에 결정 입자의 형상은 더욱 구형에 접근하였으나, 평균 크기는 최소값을 나타내었다. 실험 결과로부터, 적절한 함량비를 갖는 $Eu^{3+}$ 이온을 첨가함으로써 적색 형광체 $Gd_{1-x}VO_4$ : $Eu^{3+}$ 분말의 결정 크기와 발광 세기를 제어할 수 있음을 제안한다.

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수출용 진공포장 돼지고기의 저장기간 중 pH, 육즙손실 및 미생물의 변화 (Changes of pH, Drip Loss and Microbes for Vacuum Packaged Exportation Pork during Cold Storage)

  • 진상근;김일석;하경희
    • 한국축산식품학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.201-205
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    • 2002
  • 일본 수출용 돼지고기 6개 부위 (등심, 안심, 목심, 도가니살, 볼깃살, 설깃살)를 진공포장한 후 0$\pm$1$^{\circ}C$에서 저장하면서 30일에서 55일까지 pH, drip loss, 총 세균수와 대장균군수를 측정한 결과는 다음과 같다. pH는 저장기간이 증가할수록 모든 부위에서 감소하는 경향을 나타내었고, 저장 30일에는 목심과 도가니살이 다른 부위에 비해 유의적으로 높은pH를 나타내었으며(P<0.05), 저장 55일에는 안심, 목심, 도가니살 및 설깃살이 유의적으로 높은 pH를 나타내었다(P<0.05). 또한 목살은 전 저장기간동안 가장 높은 pH 수준을 나타내었다. 육즙손실은 저장기간이 증가할수록 모든 부위에서 감소하는 경향을 나타내었으며, 목심 부위가 전 저장기간동안 가장 낮은 육즙손실을 나타내었고, 볼깃살이 전체적으로 높은 육즙손실을 나타내었다. 총 세균수는 전 부위에서 저장기간이 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었으며, 초기 미생물 수준은 등심이 낮은 2.70 log10CFU/$\textrm{cm}^2$ 수준을 나타내었고, 목심 부위에서 4.88 log10CFU/$\textrm{cm}^2$ 수준으로 가장 높게 나타났다. 각 부위별 미생물 수를 보면 등심과 목심 부위가 전 저장 기간동안 다른 부위에 비하여 유의적으로 높은 세균수를 나타내었으며(P<0.05), 볼깃살이 낮은 총 세균수를 나타내었다. 대장균군수는 대부분의 부위에서 저장45일에 높게 나타났으며, 이후에는 감소하는 경향을 나타내었다. 각 부위별로 보면 저장30일에는 안심이 전 저장 기간에 걸쳐 유의적으로 높은 대장균군수를 나타내었고(P<0.05), 저장 45일에는 안심이 유의적으로 높은 수준을 나타내었다(P<0.05). 이상의 결과를 종합해 보면 일본 수출용 돈육 5개 부위에서 목심부위가 육즙손실은 적으나 안심과 같이 미생물 오염도가 높은 것으로 판단되며, 이로 인해 처장기간이 다른 부위육에 비교해 상대적으로 짧을 것으로 판단되었다. 따라서 수출돈육의 품질과 위생성을 향상하기 위해서는 이러한 부위에 대한 미생물 오염을 낮출 수 있는 세심한 현장 품질관리가 필요하다.

겨울 김치에 대한 팽창 방지 포장 기법 (Packaging Techniques to Prevent Winter Kimchi from Inflation)

  • 홍석인;박노현;박완수
    • 한국식품과학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.285-291
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    • 1996
  • 소포장 김치의 팽창 파열방지 포장기법으로서 각 포장방법의 효과를 평가하기 위해 겨울 배추를 원료로 제조한 김치 에 대하여 포장방법 에 따른 품질변화를 확인하였다. 상압(AP), 배기(CV), 이중(DP), 진공(VP) 등으로 포장방법을 달리하여 김치의 품질변화를 관찰한 결과, 저장기간이 증가함에 따라 AP와 CV의 포장내$O_2$ 농도는 지수적으로 감소하고 $CO_2$, 농도는 선형으로 증가하다가 일정해졌다. DP에서 $O_2$ 농도는 감소 후 증가, $CO_2$ 농도는 증가 후 감소하는 양상을 보였으며 VP는 저장말기에 저농도 $O_2$와 고농도 $CO_2$ 일정하게 유지하는 등 각기 다른 경향을 나타내었다 포장내 자유용적은 AP에서 S자 곡선형으로 증가하였으나 CV와 DP는 거의 일정하였고 VP는 저장중기 이후 급격히 증가하기 시작하여 가장 높은 최중 용적량을 나타내었다. 각포장구의 pH는유의차 없이 대부분 비슷하였으나 산도는 DP가 다른 포장구에 비해 상대적으로 약간 높은 값을 유지하였다. 분쇄 김치 여과액의 색지수는 지수적으로 감소하다가 일정하게 유지되는 경향을 보였는데, 포장방법에 따른 차이는 거의 구분할 수 없었으나 VP가 다소 높게 나타탔다. 젖산균수의 변화에 있어서도 포장방법에 관계없이 저장초기 급격히 증가하여 중기 이후 일정하였다. 관능검사 결과 전반적으로 신맛이나 조직감은 각 포장구에서 유의차를 볼 수 없었다 결론적으로 김치의 팽창 파열방지 포장기 법으로서 배기포장과 이중포장이 매우 효과적이며 제한적 범위 내에서 진공포장도 상당히 효과적임을 알 수 있었다.

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우렁이 생체 및 가공제품의 저장안정성 조사 (Preservative Safety Analysis of the Fresh Apple Snails and their Processing Products)

  • 오병태;강성원;최성길;허호진;조성환
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.340-346
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    • 2008
  • 저장안정성을 검토하여 품질개선방안을 확립하고자, 우렁이 생체 및 반건조 우렁이 제품을 저장하는 기간중, 처리조건별 미생물의 경시적 변화와 관능검사를 실시하였다. 우렁이의 초기 총균수(${\log}_{10}\;CFU/g$)는 5.6으로 나타나 식품가공과 유통을 위해서는 살균처리가 필수적이라고 판단되었다. 염침지농도, 건조온도, 건조시간에 따라 우렁이 생체의 조직감, 수분활성도, 건조 특성에 영향을 크게 미치기 때문에 가공 시에 약 10%의 염농도를 가진 침지액에 침지한 후 냉풍 건조하여 처리하여 저장성이 뛰어난 반건조제품을 제조하였다. 천연 보존제 및 연화제를 첨가하여 진공 포장하여 미생물 검사를 한 결과, 총균수는 거의 나타나지 않았으며 대장균, 효모 및 곰팡이, 호염성 미생물은 검출되지 않았으므로, 가공처리 후 필수적으로 진공 포장을 실시해야 하는 것으로 나타났으며, 천연 식품첨가물의 첨가시 우렁이 중간수분식품의 품질이 크게 향상되었기 때문에, 가공시에는 파인애플 착즙액을 원료 대비 5% 첨가하여 좋은 결과를 얻었다. 본 연구결과 개발된 우렁이 가공품은 우렁이가 함유한 여러 생리활성기능(항산화, 항염 및 간기능 개선)의 건강식품 이미지를 살리면서 우렁이를 주원료로 한 반건조 제품, 통조림, 건강음료, 분말 등 가공품의 품질특성을 부여된 가공제품을 생산할 수 있을 것이다.

인삼 유화 음료의 품질 인자 규명 및 저장 수명 예측 (Quality Factor Determination and Shelf-Life Prediction of Emulsified Ginseng Drink)

  • 백은경;서용기;이근;이동언;박석준;이진희;이강표;김동섭;허남윤;백무열
    • 한국식품과학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.597-602
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    • 2005
  • 인삼 유화 음료를 3가지 온도 조건에서 저장하면서 유화안정성, 당도, 진공도, pH, 산도, 색도(L, a, b값), 점도, 사포닌, 미생물 및 관능검사 등 총 10개 항목의 품질 요소들의 변화를 측정한 결과 저장기간 중 품질 변화가 크며 저장 온도에 따른 유의차를 나타내는 4가지 품질 지표인 유화 안정성, 산도, 점도, yellowness를 확인하였다. 품질 지표로 선정한 유화 안정성, 산도. 점도, yellowness의 온도 의존성을 Arrhenius식을 이용하여 판단한 결과, 점도의 경우 온도 의존성이 가장 큰 것으로 나타났으며, 유화 안정성의 경우 2단계로 변화가 일어나 저장 초기에 속도가 빠르고, 일정 기간 이후에 속도가 느렸다. 또한 산도 및 yellowness의 변화도 저장기간에 따라 변화하고 저장 온도에 따라 그 속도가 달라짐을 확인 할 수 있었다. 일반적으로 식품의 품질 변화의 온도 의존성을 나타내는 $Q_{10}$ value는 약 2의 값을 나타낸다고 하였으나, 본 연구에서 품질 지표로 선정된 4가지 요소의 $Q_{10}$ value는 각각 다른 값을 나타내었다. 이로 보아 같은 식품이라도 품질 인자에 따라 각기 다른 $Q_{10}$ value를 가지는 것을 알 수 있었으며, 일률적으로 $Q_{10}$ value를 적용하는 것은 적절하지 않음을 알 수 있었다.

교류형 플라즈마 방전 표시기 방전유지 전압의 전압 상승 시간의 변화에 따른 방전 현상의 변화

  • 김중균;양진호;윤차근;황기웅
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.229-229
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    • 1999
  • 교류형 플라즈마 방전 표시기(AC Plasma Display Panel, AC PDP)의 구동에서의 방전 현상은 기입방전, 유지방전, 소거 방전이 있다. 이중 유지 방전은 표시장치로서의 휘도와 계조의 표현을 위한 방전으로 표시기로서의 효율을 결정하게 된다. 본 연구에서는 유지 방전 전압의 상승 시간의 변화에 따른 방전현상과 휘도, 효율의 변화를 살펴 보았다. 방전 현상에서의 가장 큰 변화는 교류형 플라즈마 방전 표시기의 방전 개시 전압과 방전 유지 전압의 변화이다. 유지 전압의 상승시간이 증가할수록 방전 개시 전압과 방전 유지 전압의 변화이다. 유지 전압의 상승 시간이 증가할수록 방전 개시 전압과 방전 유지 전압의 차(sustain margin)는 감소하여 상승 시간이 1$\mu$s/100V 이상의 영역에서는 방전 개시 전압과 방전 유지 전압이 차이가 없어지게 된다. 이는 방전 유지 전극 위의 유전체에 쌓이게 되는 벽전하(wall charge) 양의 감소에 의한 방전 약화의 영향을 보여질 수 있다. 그러나 방전 유지 전압의 형태와 전류의 시간적인 변화를 살펴보면 이러한 약한 방전은 벽전하의 감소에 의한 방전 시의 전계 감소보다는 방전 전류의 발생 시간이 방전 전압이 증가하여 최고점에 이르지 못한 시간에 위치하여 방전이 형성될 때의 전계가 강하지 못하기 때문인 것을 알 수 있다. 방전 전류를 측정한 결과에 의하면 방전 전류의 시작은 변위 전류가 흐르고 난 후부터 시작되며 그 결과 방전 전류가 최고점에 도달하는 시간은 방전 전압 상승 시간이 길어질수록 낮은 전압에서 형성되게 된다. 또한 방전 유지 전압의 상승 시간이 길어질수록 플라즈마 방전표시기의 휘도와 효율은 낮아지고 이 결과 또한 약한 전계에서의 방전에 의한 결과로 생각되어진다.플라즈마의 강도값을 입력하여 플라즈마의 radiation을 검출하고, 스퍼터링 공정중 실질적인 in-situ 정보로 이용하였다. PEM을 통하여 In/Sn의 플라즈마 강도변화를 조사하였다. 초기 In/Sn의 플라즈마 강도(intensity)는 강도를 100하여, 산소를 주입한 결과, plasma intensity가 35 줄어들었고, 이때 우수한 ITO 박막을 얻을 수 있었다. Pulsed DC power를 사용하여 아크 현상을 방지하였다. PET 상에 coating 된 ITO 박막의 표면저항과 광투과도는 4-point prove와 spectrophotometer를 이용하여 분석하였고, AES로 박막의 두께에 따른 성분비를 확인하였다. ITO 박막의 광투과도는 산소의 유량과 sputter 된 In/Sn ion의 plasma emission peak에 따라 72%-92%까지 변화하였으며, 저항은 37$\Omega$/$\square$ 이상을 나타내었다. 박막의 Sn/In atomic ratio는 0.12, O/In의 비율은 In2O3의 화학양론적 비율인 1.5보다 작은 1.3을 나타내었다.로 보인다.하면 수평축과 수직축의 분산 장벽의 비에 따라 cluster의 두께비가 달라지는 성장을 볼 수 있었고, 한 축 방향으로의 팔 넓이는 fcc(100) 표면의 경우 동일한 Ed+Ep값에 대응하는 팔 넓이와 거의 동일한 결과가 나타나는 것을 볼 수 있다. 따라서 이러한 비대칭적인 모양을 가지는 성장의 경우도 cluster 밀도, cluster 모양, cluster의 양 축 방향 길이 비, 양 축 방향의 평균 팔 넓이로부터 각 축 방향의 분산 장벽을 얻어낼 수 있을 것으로 보인다. 기대할 수 있는 여러 장점들을 보고하고자 한다.성이 우수한 시

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졸-겔 방법을 이용한 LiMn2O4 박막 이차 전지 제작 및 전기화학적 특성 조사 (Fabrication of LiMn2O4 Thin-Film Rechargeable Batteries by Sol-Gel Method and Their Electrochemical Properties)

  • 이중한;김광주
    • 한국진공학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.205-210
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    • 2011
  • 졸-겔(sol-gel) 방법을 이용하여 스피넬(spinel) 구조의 산화물 $LiMn_2O_4$ 박막을 Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판 위에 제작하여 그 구조적 성질 및 이차 전지 전기화학적 특성을 조사하였다. 박막에서의 Li/Mn 몰비(molar ratio)가 0.5 미만일 경우 박막에 $LiMn_2O_4$ 상뿐만 아니라 $Mn_2O_3$ 상이 존재함이 관측되었다. $LiMn_2O_4$ 박막을 이용한 반전극(half cell) 전지를 제작하여 충전-방전 순환과정을 반복수행 하였고, 과정 시작 전후에 X-ray diffraction 및 Raman spectroscopy 측정을 통하여 과정 중 발생하는 박막의 구조적 성질 변화를 조사하였다. 순수한 $LiMn_2O_4$ 박막 전지의 경우 충전-방전 횟수가 증가함에 따라 방전 용량은 서서히 감소하여 300회에 이르러서는 초기 용량의 72%로 줄어들었다. 이와 같은 결과는 충전-방전 과정 중 스피넬 구조의 사면체 자리로부터 탈리되었다가 다시 삽입되는 $Li^+$ 이온 수의 감소 및 이에 따르는 $Mn^{4+}$ 이온 수 증가와 관련이 있는 것으로 해석된다. 또한, 순환 횟수가 증가함에 따라 박막 내에 $Mn_2O_3$ 상의 밀도가 점차 증가함이 관측되었다.

Effect of hydrogen in Ni-silicide with Iodine Catalyst Deposited Ni Film by using Atomic Layer Deposition

  • 강희성;하종봉;김기원;김동석;임기식;김성남;이광만;이정희
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.234-234
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    • 2010
  • 최근 CMOS 소자 크기가 축소됨에 따라 소스와 드레인 영역에서의 접촉저항을 줄이기 위하여, 실리사이드 공정이 많이 연구되고 있다. 실리사이드 물질로서 NiSi는 낮은 저항률과 낮은 실리콘 소모, 낮은 공정온도, 등의 장점을 가지고 있다. 그러나, 실리사이드 형성으로 인한 나노소자의 소오스/드레인에서정션(junction) 누설전류의 증가는 큰 문제가 되므로 실리콘과 실리사이드 계면의 특성이 중요하다. 본 연구에서는 니켈을 이용한 실리사이드 형성시 계면 활성제인 에틸 요오드를 이용하여 실험을 진행하였다. 금속 유기 전구체인 MABONi을 사용하여 ALD 방식으로 증착 한 니켈 박막과 니켈 핵 형성시 계면활성제인 에틸요오드의 처리 방법에 따른 Ni-silicide 박막의 특성을 비교, 분석하였다. 먼저 자연산화막을 건식식각으로 제거한 뒤, 첫 번째 샘플에서는 10회의 주기로 초기 니켈을 증착한 뒤, 에틸요오드로 니켈의 표면 위를 처리하고, 다시 200회의 주기로 니켈을 증착하였으며, 두 번째는 첫 번째 방식에서 에틸요오드 주입 시 동시에 수소도 함께 주입하였다. 세 번째는 비교를 위해 에틸요오드 처리를 하지 않고 니켈 박막만을 증착 하였다. 이어서, 각 샘플을 급속 열처리 장비에서 $400^{\circ}C$부터 $900^{\circ}C$까지 각각 30sec간 열처리를 진행후, 반응하지 않은 잔여 니켈을 제거한 후, XRD(x-ray diffraction), AES(auger), 그리고 4-point probe 등을 이용하여 형성된 실리사이드의 특성을 분석하였다. 에틸요오드와 함께 수소를 주입한 경우 계면에서의 산소 불순물과 카본 성분이 효과적으로 제거되어 $400^{\circ}C$에서 $2.9{\Omega}/{\Box}$ 의 낮은 면저항을 가지는 NiSi가 형성되었고 모든 온도구간에서 다른 샘플에 비하여 가장 낮은 면저항 분포를 보였다. 이는 분해 흡착된 요오드에 의한 계면 특성 향상과 카본 성분이 포함된 잔여물들이 수소처리에 의해 효율적으로 제거되어 실리사이드의 특성이 향상되었기 때문이다. 계면활성제를 사용하지 않은 경우에는 $500^{\circ}C$에서 NiSi가 형성되었다. 반면에 에틸요오드로만 표면을 처리한 경우에는 니켈과 실리콘 계면에서의 카본 성분에 의하여 silicidation 이 충분히 일어나지 않았다. 이러한 결과는 향후 45nm 이하의 CMOS 공정상에서 소스와 드레인의 낮은 누설전류를 가지고, 접촉저항을 줄이기 위한 니켈 실리사이드 형성에 큰 도움을 줄 것으로 기대된다.

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Effect of Sintering Temperature on the Properties of $CaSiO_4:RE^{3+}$(RE=Eu, Sm, Tb, Dy, Ce) Phosphors

  • 고봉진;조민정;조신호
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.173-173
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    • 2013
  • 최근에 고효율의 형광체를 개발하고자 무기물 모체에 주입된 희토류 이온의 발광에 대한 연구가 급부상하고 있다. 형광체는 고휘도, 넓은 시청 각도와 저 비용으로 인하여 대형 평판 디스플레이 분야로 그 응용성을 확장하는 플라즈마 디스플레이 패널 제작에 있어서 매우 중요한 물질이다. 현재 적색 형광체로 널리 사용되고 있는 발광 물질은 YBO3:Eu3+ 혹은 (Y,Gd)BO3:Eu3+ 형광체이지만, Eu3+ 이온이 중심대칭의 자리에 위치하기 때문에, Eu3+ 이온의 5D07F1 전이에 의한 주황색의 발광 세기가 5D07F2 전이에 의한 적색의 세기보다 강하여 고품질의 색상을 구현하는데 상당한 어려움이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 새로운 모체 격자를 갖는 적색, 녹색, 청색 형광체 개발에 많은 노력이 집중되고 있다. 본 연구에서는 형광체 합성시 중요한 변수의 하나인 소결 온도가 새로운 다양한 색을 방출하는 형광체 분말 CaSiO4:RE3+ (RE=Eu, Sm, Tb, Dy, Ce)의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. CaSiO4:RE3+ (RE=Eu, Sm, Tb, Dy, Ce) 형광체 분말 시료는 초기 물질 CaO (99.99%), SiO2 (99.99%), Eu2O3 (99.99%), Sm2O3 (99.9%), Tb4O7 (99.9%), Dy2O3 (99.9%), CeO2 (99.9%)을 화학적량으로 준비하였다. 볼밀, 건조 작업을 한 후에, 시료를 막자사발에 넣고 분쇄하여 3시간의 하소 공정과 5시간의 소결 공정을 수행하였다. 이때 소결 온도를 변수로 선택하여 각각 $800^{\circ}C$, $900^{\circ}C$, $1,000^{\circ}C$, $1,100^{\circ}C$에서 소결 작업을 수행하여 합성 분말의 구조, 표면, 광학적 특성을 측정하여 소결 온도가 미치는 영향을 조사하였다. Eu3+가 도핑된 CaSiO4 형광체 분말의 경우에, 발광 스펙트럼은 597, 618, 655, 707 nm에서 관측되었으며, 소결 온도가 $800^{\circ}C$에서 $1,100^{\circ}C$로 증가함에 따라 모든 발광 스펙트럼의 세기는 순차적으로 증가함을 나타내었다. Tb3+가 도핑된 CaSiO4 형광체 분말의 경우에 관측된 발광 스펙트럼은 주 피크인 549 nm를 중심으로 하여 세기가 상대적으로 작은 493, 592, 626 nm의 피크들이 관측되었으며, 소결 온도가 증가함에 따라 전반적으로 발광 세기들이 증가하는 경향을 나타내었다. Sm3+가 도핑된 CaSiO4 형광체의 경우에, 발광 스펙트럼은 전형적인 Sm3+이온에 의한 전이 신호들이 605, 570, 653 nm에서 나타났다. 발광 스펙트럼의 세기는 소결 온도에 비례하여 증가하였다. Ce3+가 도핑된 경우에 발광 스펙트럼은 소결 온도에 관계없이 401 nm에서 관측되었으며, 소결 온도에 따라 발광 세기의 변화가 나타났다. 이 실험 결과로 부터, 합성시 적절한 소결 온도의 선택이 고발광 효율의 형광체를 제작하는데 있어서 매우 중요한 요소가 됨을 확인할 수 있었다.

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$Dy^{3+}$$Eu^{3+}$ 함량비가 $Ca_{2-1.5x}SiO_4 $형광체의 발광 특성에 미치는 영향

  • 김동균;조신호
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.170-170
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    • 2013
  • 형광체를 조명과 디스플레이 산업에 응용하기 위해서는 충분히 밝은 빛을 제공하는 형광체의 발광 세기가 중요한 변수이다. 이러한 발광 특성은 주로 모체 격자에 도핑 되는 활성제의 농도, 입자의 형상과 크기 분포의 균일성, 결정성에 따라 달라진다. 본 연구에서는 Ca2SiO4 모체 결정에 도핑한 활성제 Eu3+와 Dy3+ 이온의 농도를 변화시키면서 고상 반응법을 사용하여 높은 발광 효율을 갖는 Ca2-1.5xSiO4::Eux3+ 적색 형광체와 Ca2-1.5xSiO4:Dyx3+ 백색 형광체를 합성하였다. 특히, 활성제 Eu3+와 Dy3+ 이온 농도의 변화가 형광체의 결정 구조, 소성 온도, 입자의 표면 형상, 광학 스펙트럼의 발광 효율에 미치는 영향을 조사하여 최적의 합성 조건을 결정하였으며, 회절 신호의 반치폭과 발광 세기의 상호 관계를 조사하였다. Ca2-1.5xSiO4::Eux3+와 Ca2-1.5xSiO4:Dyx3+ 형광체 초기 분말 시료는 CaO (99.9% 순도), SiO2 (99.9%), Dy2O3 (99.9%)와 Eu2O3 (99.9%)인 화학 물질을 구입하여 초정밀 저울로 화학양론적으로 측정하였다. 이때 Eu와 Dy의 함량비는 x=0, 0.01, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2 mol로 변화 시키면서 합성하였다. Ca2-1.5xSiO4: Dyx3+ 형광체 분말 시료의 경우에 소결 온도를 각각 $1000^{\circ}C$$1100^{\circ}C$로 달리하여 흡광과 발광 스펙트럼의 세기를 비교해 본 결과, 서로 다른 두 소결 온도에서 합성한 두 형광체 분말은 동일하게 Dy3+의 몰 비가 0.05 mol일 때 주 발광 스펙트럼의 세기는 최대값을 나타내었다. 파장 355 nm로 여기시킨 Dy3+ 함량비에 따른 Ca2-1.5xSiO4:Dyx3+ 형광체 분말의 발광 스펙트럼은 Dy3+ 함량비에 관계 없이 581 nm에서 가장 강한 황색 발광을 보였다. 함량비가 증가함에 따라 발광 스펙트럼의 변화가 관측되었는데, Dy3+의 몰 비가 0.01 mol~0.05 mol인 영역에서는 발광 세기가 증가하여 0.05 mol에서 최대를 나타내다가 Dy3+의 몰 비가 더욱 증가함에 따라 발광세기는 현저히 감소하는 경향을 나타내었는데, 이 현상은 농도 소광 현상으로 해석 할 수 있다. 이외에도, Eu3+와 Dy3+ 이온의 함량비와 소결 온도가 결정 입자의 크기와 흡광 스펙트럼에 미치는 결과를 조사하였다.

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