• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.452-452
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• 2012

저온 플라즈마를 발생시키는 대기압 마이크로-플라즈마 젯(Micro-plasma jet)을 이용하여 플라즈마와 세포와의 상호작용에 대한 연구를 진행하였다. 실험에 사용된 세포는 인체의 방광암 세포(Human bladder carcinoma cell, EJ)이며, 플라즈마 처리 후 bioassay를 통하여 세포 예정사 효과를 확인하였다. 수십 kHz (low frequency)의 펄스파 전압을 인가하여 발생시킨 플라즈마는 형성 기체로 헬륨을 사용하였고, 광 방출 분광법으로 산소의 첨가량에 따른 활성 종들의 변화를 비교해 보았다. 플라즈마 처리 후에는 DAPI staining을 통하여 세포 예정사에서 형성되는 apoptotic body를 확인하였고, 세포막 외부로 이동하는 Phosphatidic Serin (PS)과 결합하는 Annexin-V assay를 통하여 apoptosis rate를 측정하였다. 이를 바탕으로 암세포에 미치는 플라즈마 활성종의 영향을 분석하였다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2001.02a
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• pp.112-114
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• 2001

고온 고밀도 플라즈마는 그 자체가 가지는 다양한 응용성 때문에 분광학적 특성에 대한 보다 나은 이해가 필요하다. 그 중에서도 이온화 균형은 플라즈마에서의 빛의 방출과 흡수를 결정하는데 중요한 역할을 하는 것으로 일반적으로는 기저 준위의 점유밀도가 들뜬 준위에 비해 월등히 많기 때문에 각 이온화 상태의 기저 준위들 간의 이온화 과정들만이 고려된다. 하지만 플라즈마의 밀도가 높아지면 들뜬 준위가 이온화에 기여하는 정도가 커지기 때문에 더 이상 기저 준위들만을 고려하는 것은 맞지 않게 된다. (중략)

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.505-505
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• 2012

플라즈마 제트에서 발생하는 전기적 충격을 제거하기위한 특성을 조사하였다. 바이오 플라즈마 연구에 사용되는 대기압 플라즈마 제트는 일반적으로 아르곤 등의 불활성 가스를 주입하고 고전압을 전극에 인가하여 플라즈마를 발생하는 방식이다. 저주파(수십~수백 kHz) 전원 장치로 발생하는 일반적인 플라즈마 제트에서의 전기적 데미지는 전류 값이 2 mA 이상일 때 발생한다. 본 실험에 사용한 장치는 석영관의 양단 끝에서 가스를 주입하여 석영관 중앙에 위치한 홀로 가스가 빠져나가는 구조이다. 석영관 양단 끝에 위치한 전극에 서로 반대 위상의 교류전원을 인가하고, 그로 인해 발생된 플라즈마는 중앙에 위치한 홀로 방출된다. 따라서 홀이 위치한 석영관 중앙의 전압은 수십 V로 측정되었으며, 이로 인한 전기적 충격이 없었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.99.2-99.2
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• 2015

현재 투명전극(Transparent Conductive Oxide: TCO)은 평판 디스플레이, 태양전지, 터치패널, 투명 트렌지스터의 전극 등 여러 분야에서 연구되어지고 있으며, 주로 IT 산업의 핵심재료로 ITO (Indium Tin Oxide)가 사용되고 있다. ITO 박막은 주로 스퍼터 공정을 통해 제작이 되며, 전기전도도가 우수하며 높은 Optical Band Gap을 가지고 있어 투명전극으로 많이 사용되고 연구되어지고 있다. 산화물 박막을 증착할 때 산소유량에 따라 박막의 물성이 변하거나 박막의 특성이 저하되는 현상 등을 가지고 있어 공정시 산소유량이 중요한 변수로 작용하게 된다. 본 연구에서는 증착 공정 중 발생하는 플라즈마의 방출광을 가지고 산소의 대표적인 파장의 방출광을 관찰하여 방출광이 변화함에 따라 실시간으로 산소가스유량이 제어됨을 확인하였으며, 또한 산소유량제어를 통해 생성된 박막의 전기적 특성 및 광학적 특성 등 박막의 물성을 비교하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.411-411
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• 2011

KSTAR 토카막 플라즈마의 전자온도 측정을 위한 전자 사이클로트론 방출(ECE) 진단계가 완성되어 KSTAR 3차 운전기간 동안 전자온도를 측정하였다. ECE 진단계는 2단의 헤테로다인 수신기 2개와 75채널의 RF 검출기 그리고 비디오 증폭기로 이루어져있다. 2개의 헤테로다인 수신기의 주파수 범위는 각각 110 GHz~162 GHz, 164 GHz~196 GHz 이며 163 GHz multiplexer에 의해 ECE power를 나눠갖는다. 각 채널 사이의 주파수 간격은 1 GHz이며 토로이달 자장을 2.5T로 운전한다면 플라즈마 반경방향의 모든 위치에서 측정이 가능하다. 또한 시간분해능도 100 kHz로 우수하여 반경방향의 전자온도분포의 시간 변화를 측정할 수 있다. 이 포스터에서는 2010년 KSTAR 실험동안 반경위치에 대한 전자온도를 측정과 sawtooth, ELM 등 MHD 현상 관측 결과에 대해 발표하였다. 그리고 중성빔(NB) 가열을 하는 동안 나타난 H-mode 때 전자온도의 변화도 살펴보았다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.334-334
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• 2011

본 연구는 바늘 형 전극을 가진 대기압 방전 Plasma jet에서 Capacitor 값의 변화를 주어 방전 전압-전류 특성을 찾고자 한다. 유리관 내부의 주사기 바늘에 교류 고전압을 인가하였고, inverter와 고전압 전극 사이에 5.0 pF, 7.5 pF, 13.5 pF, 27.0 pF 다섯 가지의 Capacitor를 연결하였다. 작은 Capacitor 값을 연결했을 때, 방전 개시 전압이 낮았다. 또한, 같은 구조의 Plasma jet를 알루미늄 판에 조사하여 전압과 전류의 변화를 알아보았다. 유리관 밖으로 방출되는 플라즈마 제트를 알루미늄 판에 조사했을 때, Output Voltage와 Output Current가 감소하는 경향을 보였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.523-523
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• 2013

대기압 제트 플라즈마는 의료산업 및 재료공정, 정수, 기체흐름 제어 등 다양한 분야에 적용을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 뿐만 아니라 구동 조건에 따라 다양한 방전 모드가 존재하며, 이에 따라 발생된 플라즈마의 광학적 및 전기적 특성도 매우 다르게 나타나기 때문에 과학적으로도 새로운 현상들이 속속 발표되고 있다. 대기압 제트 플라즈마에서 중요한 과학적 현상 중 하나인 스트리머(streamer) 혹은 플라즈마 총알(plasma bullet)은 수-수십 kHz의 저주파 전압으로 구동 시 특정 조건에서 발생하는 현상으로, 최근 들어 시간분해능이 높은 ICCD 카메라를 이용하여 스트리머의 발생 및 전파에 대한 새로운 현상의 발견과 다양한 물리적 이해가 시도되고 있다. 본 연구에서는 헬륨 대기압 제트 플라즈마에 포함된 질소 함유량에 따른 다중 스트리머의 발생 및 기작의 이해를 시도하였다. 구동 전압 및 주파수, 헬륨기체의 유량, 전극 구조 및 간격 등 모든 조건이 동일한 상태에서 질소기체의 함유량을 증가시킬수록 특정 영역에서 스트리머의 개수가 증가하는 것을 관찰되었다. 또한 $N_2{^+}$의 방출광 세기가 헬륨 및 산소 원자의 방출광보다 지배적인 것으로 측정되었으며, 이는 헬륨 플라즈마에서 흔히 나타나는 헬륨 metastable에 의한 질소분자의 페닝 이온화(Penning ionization) 때문이다. 본 연구팀은 페닝 이온화($He^*+N_2{\rightarrow}He+N_2{^+}+e$)로 인해 추가적으로 발생하는 전자가 다중 스트리머 발생에 중요한 역할을 하는 것이라 제안한다. 좀 더 심화적인 분석을 하고자 헬륨-질소 플라즈마에서 주된 여러 가지 반응식을 이용하여 페닝 이온화에 의한 이온화율 및 전자의 직접적인 충돌에 의한 질소, 헬륨의 이온화율의 계산을 수행하여 특정 영역에서 헬륨의 이온화율보다 질소 페닝 이온화율이 더 커지는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.444-444
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• 2010

최근 복잡한 고진공 시스템에서 수행되는 플라즈마 공정을 대신하여 진공 시스템 없이 대기압 플라즈마를 이용한 보다 경제적이고 신속하게 공정을 수행하는 연구가 활발히 진행 중이다. 이러한 대기압 플라즈마의 높은 응용성을 이용한 에칭과 증착 등의 기술은 플라즈마의 물리적 접근 없이 세계적으로 몇몇 선도 연구그룹에서 시도되고 있다. 본 연구팀에서는 대기 중에서 He, Ar, $N_2$, $O_2$, Air 등의 여러 종류의 기체에서 방전하여 미세가공이 가능한 $500\;{\mu}m$ 이하의 마이크로 제트를 개발하였다. 입력전압, 기체유량, 노즐의 구조와 크기 등의 여러 운전변수의 조절을 통해 폴리머 기판위에서 방전되는 마이크로 플라즈마 제트의 안정된 방전조건을 찾았고, 전압-전류 특성곡선(V-I characteristics), 광방출분광법(OES), 시간분해 이미지 촬영법(ICCD), 기체온도 측정법 등을 이용하여 발생된 플라즈마의 물리적인 특성을 분석하였다. 발생된 플라즈마를 이용해 처리된 폴리머 기판의 물성변화를 AFM을 통해 관찰하여 짧은 플라즈마 처리시간에도 효과적인 표면개질의 변화를 확인하였다. 마지막으로 본 기술을 이용한 대기압 마이크로 공정의 응용기술 및 가능성을 연구하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2009.02a
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• pp.254-254
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• 2009

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.3 no.2
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• pp.137-140
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• 1992

레이저 플라즈마에서 방출되는 X-선의 이용이 크게 발전될 것이 예측되나, X-선에 대한 광속의 시준화, beam homogenizing, 광속축소, 광유도 등이 어려워서 예상한 바 큰 발전이 이루어지지 못하고 있다. 이 난제를 해결할 수 있는 가능성이 모세관 광유도광학에서 엿보이기에 여기에 소개하여 광학, 레이저 플라즈마 등을 연구하는 회원들의 관심을 끌고자 한다.