• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.110-110
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• 2015

표면에너지는 계면특성을 지배하는 핵심인자로 디스플레이의 터치 스크린 패널 공정, 이종소재의 접합, 금속의 클래딩 등 실제 산업에 있어서 매우 중요하다. 표면에너지는 코팅과 본딩 이론에 있어서 기본이 되는 물리량으로 표면에너지가 높을수록 코팅 또는 박막 증착시 코팅, 증착이 용이하며 이종소재의 접합도 쉽게 일어난다. 본 연구에서는 플라즈마 표면처리시 산소 분율의 변화에 따른 기판의 표면에너지와 코팅층과 기판의 부착력의 변화에 대해 연구하였다. 연구의 주요 기판으로 ITO, PET 기판을 사용하였고, 표면 에너지 변화를 확인하기 위해 기판을 상온 상압 플라즈마에 노출시켰다. 플라즈마는 아르곤(Ar)의 공급량을 20 LPM으로 고정하고 산소($O_2$)의 공급량을 0 sccm에서 40 sccm 까지 10 sccm 간격으로 변수를 주었다. 표면에너지 값은 기판 위에 형성된 액체의 접촉각을 통해 도출하였다. 표면에너지 측정 액체로 증류수(deionized water)와 디오도메탄(diiodo-methane)을 사용하였다. 표면에너지는 산소분압이 10 sccm에서 최대값인 76 mJ/m2으로 증가한 후 20 sccm까지 유지하다 다시 직선적으로 감소하였다. 기판에 증착된 크롬 박막의 부착력은 스크래치 테스트를 통해 측정하였다. 표면에너지의 증가와 비례하게 부착력은 증가하였고 표면에너지가 감소하는 범위에서는 부착력도 감소하였다. 기판과 코팅층의 부착력 증가 원인 중 하나인 계면 산화물 층의 생성 여부를 알아보기 위해 auger electron spectroscopy (AES) 분석을 진행하였다. AES 분석을 통해 플라즈마 표면처리시 기판과 코팅층의 계면 산화물층의 두께가 표면에너지의 변화와 비례하게 증가하였다가 감소하는 것을 확인하였다. 산소분압이 10 sccm 이었을 경우 산화물층의 두께가 가장 두꺼웠다. 또한 계면의 화학적 결합 상태를 알아보기 위해 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) 분석을 진행하였으며 산소 분율의 변화에 따라 크롬 산화물의 양이 증가하였다 감소하는것을 확인하였다. 이 연구를 통해 산소를 포함한 플라즈마 표면개질이 기판과 코팅층의 부착력 증가에 영향을 끼침을 확인 할 수 있었다. 또한 이를 응용하여 부착력 증가가 필요한 다양한 분야에서도 쉽게 적용시킬 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.80.1-80.1
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• 2012

표면에너지 (surface free energy, SFE)는 클래팅, 페인팅, 접합 기술에서 매우 중요한 요인이다. 그 이유는 표면에너지가 복합재료에서 결합특성의 척도이기 때문이다. 비록, 고체에서 표면에너지는 test inks의 의미로 간주될 수 있지만, 그것은 표면에너지의 정확한 측정을 위한 편리한 방법이 아니다. 우리는 기판의 표면에너지를 평평한 고체기판에 액체를 떨어뜨려 생긴 접촉각을 사용하여 측정하였고, 고체 기판에서 표면에너지의 플라즈마 표면처리의 영향에 대해 조사하였다. 증류수와 디오도메탄을 접촉각 측정 용액으로 사용하였고, Soda-lime glass와 Si wafer에서 신뢰성 있는 표면에너지 값을 얻을 수 있었다. 플라즈마 표면처리를 12초간 진행하였을 때 glass와 Si wafer에서 최대의 표면에너지 값인 74 $mJ/m^2$을 얻을 수 있었고 플라즈마 표면처리가 표면에너지에 미치는 영향은 두 기판 모두에서 약 300분 가량 지속되었다. 12초 이상의 플라즈마 표면처리를 통해 증가된 표면에너지는 스퍼터를 통해 증착한 크롬 박막과 기판 사이의 본딩력을 강하게 하였다. 실험의 신뢰성을 위해 기판에 미세 박막을 증착하여 박막의 핵이 생성될 때의 접촉각을 플라즈마 표면처리 전후와 비교하였다. 이 결과로부터 플라즈마 표면처리는 재료의 코팅과 페인팅 공정에서 재현성을 부여해주는 매우 효율적이고 중요한 방법이라 결론지을 수 있다.

• Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
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• v.3 no.1
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• pp.223-228
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• 1998

Glass films of $SiO_2-TiO_2-M_xO_y$ (M = Co, Cr or Cu) have been prepared on soda-lime-silica slide glasses by the chemical solution method using a spin-coating technique. Commercially available tetraethyl orthosilicate, titanium trichloride, and cobalt-, chromium- and copper-nitrates were used as starting materials. No crystalline segregations of $Co_3O_4$, $Cr_2O_3$ and CuO were observed by X-ray diffraction ${\theta}-2{\theta}$ scans. From the optical transmission analysis, cobalt existed as $ Co^{2+}$ in tetrahedral coordination, chromium as $Cr^{6+}$ in tetrahedral symmetry and copper as $Cu^{2+}$ in octahedral coordination. Films with a crack-free and no texture exhibited homogeneous interfaces between the films and the substrates along the cross-section.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 1999.10a
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• pp.37-37
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• 1999

Cr-N 계 박막은 경도가 높고 치밀한 층을 형성할 수 있으므로 현재 금형과 기계류 핵심부품의 내마모 및 내식성 향상을 위한 대표적인 물질로 많은 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 아크 이온플레이팅 장비를 이용하여 질소분압, 바이어스 전원 등의 변화에 따른 Cr-N계 박막의 결정성 및 표면상태, 증착율, 그리고 내마모성을 조사하였다. Cr-N 계 박막을 증착하기 위해서 사용한 시편은 $20MM{\phi}{\times}4mmt$ 크기의 고속도 공구강 디스크이었으며, Trichloroethylene에서 5분간 초음파 세척을 한 후 건조하여 진공용기 내에 장착하였다. 박막을 증착하기전 시편의 표면을 깨끗하게 하기 위해서 Ar 이온 충격으로 플라즈마 전처리를 하였다. 증착된 Cr-N 계 박막의 두께는 CALOTEST와 XRF 두께 측정기를 이용하여 측정하였으며, 박막의 결정성과 내마모성은 X-선 회절분석기와 tribometer로 관찰하였다. 아크 전류를 변화시키면서 증착한 Cr-N 박막의 경우 층작율은 아크 전류가 50A에서 80A로 증가함에 따라 45nm/min에서 87nm/min으로 증가하였다. 그리고 바이어스 펄스의 duty-on 시간과 주파수가 증가할수도록 박막의 증착율은 감소함을 알 수 있었다. Duty-on 시간과 주파수의 증가는 기판에 오랫동안 이온의 충격을 가하므로서 상대적으로 가벼운 질소이온이 크롬과 결합하는 것을 방해하여 박막의 증착율이 감소할 것이다. 기판에 인가하는 바이어스 펄스의 duty-on 시간을 변화시키면서 증착한 Cr-N 박막에 대한 X-선 회절상을 조사한 결과 duty-on 시간이 20%인 경우에는 Crn(111), CrN(200)와 Crn(220) 피크 들만 나타나 입방정의 CrN 박막이 형성되었으며, duty-on 시간의 증가에 따라 $Cr_2N$ 상의 형성이 점점 많아져 80% duty-on 시간 경우에는 거의 CrN과 $Cr_2N$ 상이 공존하는 것으로 나타났다. 또한 duty-on 시간이 증가할수록 회절피크의 세기가 증가하여 결정화가 더 많이 진행되어짐을 알 수 있었다. 마찬가지로 바이어스 펄스이 주파수에 다른 결정성의 변화도 펄스의 주파수가 증가할수록 박막이 결정성이 좋아지고 $Cr_2N$ 상이 쉽게 형성되었다. 증착 진공도에 따른 결정성은 상대적으로 질소의 농도가 높은 낮은 진공도에서는 CrN 상이 주로 형성되었으며, 반대로 높은 진공도에서는 $Cr_2N$ 상이 많이 만들어졌다. 즉 $1.3{\times}10^{-2}Torr$의 증착 진공도에서는 CrN 상만이 보이는 반면 $9.0{\tiems}1-^{-2}Torr$ 진공도에서부터 $Cr_2N$ 상이 형성되기 시작하여 $5.0{\tiems}10^{-2}Torr$ 진공도에서는 두개의 상이 혼재되어 있음을 알 수 있었다. 박막의 내마모성을 조사한 결과 CrN 박막의 마찰 계수는 초기에 급격하게 증가한 후 0.5에서 0.6 사이의 값으로 큰 변화를 보이지 않았으며, $Cr_2N$ 박막도 비슷한 거동을 보였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.8 no.3B
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• pp.327-332
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• 1999

High speed real-time spectroscopic ellipsometry was employed in order to characterize the growth of chromium thin film. This instrument can collect 512 points of {$\Delta$(hv), $\Psi$(hv)} spectra from 1.3 to 4.5 eV with acquisition and repetition rates of 20 msec or less. When this instrument was integrated into the chromium thin film growth, we could obtain not only the information on film properties but also the details of the processes. We deduced the growth rates and the evolution of the optical properties of chromium thin films under several preparation conditions. We also demonstrated the contamination process of chromium thin films caused by air exposure.

• Journal of IKEEE
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• v.11 no.2
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• pp.77-82
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• 2007

This paper decribess the strain and temperature sensor using fiber optic surface plasmon resonance sensor. The sensor head is 3-layered, Cr, Ag, Au and we showed feasibility to use this sensor to measure strain and temperature.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1998.07d
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• pp.1540-1542
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• 1998

This paper presents the deposition and anneling characteristics of Cr thin film strain gaugs, which were deposited on glass by DC magnetron sputtring. The optimzed deposition conditions of Cr thin films were the input DC power, 7 W/$cm^2$ and the Ar vacuuming pressure, 9 mTorr, GF, TCR and TCS of Cr thin film strain gauges were 5.86, 400 ppm/$^{\circ}C$ and $\approx$0 ppm/$^{\circ}C$ respectively. The anneling conditions were investigated with the thinkness rang (1200 $\sim$ 3500$\AA$) of Cr thin films, anneling temperature (100 $\sim$ $300^{\circ}C$) and anneling time (24 $\sim$ 72hr). The maximum resistivity and the minimum TCR value were 1757.03 ${\mu}{\Omega}$cm, -194.07 ppm/$^{\circ}C$, respectively.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2000.11a
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• pp.748-751
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• 2000

Microlens made by laser radiation method have advantages in the easiness of their fabrication. The process is based on the projection of a chromium-on-quartz reticle on to the Polymer using a pulsed 248nm KrF excimer laser. Fabrication process is a fluence-dependent rate and density. The lens shape is defined by a rotationally symmetric sluence distribution with smooth radial variation in the image plane of the reticle. A typical lens of 50㎛ diameter was fabricated by irradiating 2000 laser pulses within 40 seconds. The experimental results show microlens fabrication by UV laser is possible and well worth studying further.

• Laser Solutions
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• v.10 no.4
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• pp.18-22
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• 2007

In this paper, we suggested the femtosecond laser processing using the mask which makes Gaussian spatial beam distribution to a normalized distribution by Fresenel diffraction. Holography pattern of the size of $320{\times}320{\mu}m^2$ on the Cr thin film on glass substrate with a pixel size of $5{\times}5{\mu}m^2$ was fabricated according to the pattern generated by the iterative Fourier transform algorithm(IFTA) algorithm. We analysed the damage threshold with an assumption the power distribution as Gaussian profile as 45 $mJ/cm^2$. The regenerated image of letters through the diffractive pattern was well recognized at the screen.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.20 no.2
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• pp.33-39
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• 2003

A new microlens fabrication technique, the excimer laser lithography is developed. This bases on the pulsed laser irradiation and the transfer of a chromium-on-quartz reticle on to the polymer surface with a proper projection optics system. An excimer laser lithography system with 1/4 and 1/20 demagnification ratios was constructed first, and the photoablation characteristics of the PMMA and Polyimide were experimentally examined using this system. For two different shapes of microlenses, a spherical lens and a cylindrical lens, fabrication techniques were investigated. One for the spherical lens is a combination of the mask pattern projection and fraction effect. The other for the cylindrical lens is a combination of the mask pattern projection and the relative movement of a specimen. The result shows that various shapes of micro optical components can be easily fabricated by the excimer laser lithography.