• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.4
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• pp.322-329
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• 1997

ECR 마이크로 플라즈마 CVD법에 의하여 단결정 Si기판위에서 대면적에 걸쳐 방향성을 가진 다이아몬드박막을 성공적으로 성장시키고, 막 증착공정을 바이어스처리 단계와 성막단계의 2단계로 나누어 실시할 때 바이어스처리 단계에서 여러 공정 매개변수들이 다리아몬드 핵생성밀도에 미치는 효과에 관하여 조사하였다. 기판온도$600^{\circ}C$, 압력 10Pa, 마이크로파 전력 3kW, 기판바이어스 +30V의 조건으로 바아어스 처리할 때, 핵생성에 대한 잠복기간은 5-6분이며, 핵생성이 완료되기 까지의 시간은 약 10분이다. 10분 이후에는 다이아몬드 결정이 아닌 비정질 탄소막이 일단 형성된다. 그러나 성장단계에서 이러한 비정질 탄소막은 에칭되어 제거되고 남아있는 다이다몬드 핵들이 다시 성장하게 된다. 또한 기판온도의 증가는 다이아몬드 막의 결정성을 높이고 핵생성 밀도를 증가시키는 데에 별로 효과가 없다. ECR플라즈마 CVD법에서 바이어스처리 테크닉을 사용하면, 더욱 효과적임을 확인하였다. 총유량 100 sccm의 CH$_{3}$OH(15%)/He(85%)계를 사용하여 가스압력 10Pa, 바이어스전압 +30V마이크로파 전력 3kW, 온도 $600^{\circ}C$의 조건하에서 40분간 바이어스처리한 다음 다이아몬드막을 성장시켰을 때 일시적으로나마 제한된 지역에서 완벽한 다이아몬드의 에피성장이 이루어졌음을 SEM으로 확인하였다. 이것은 Si기판상에서의 다이아몬드의 에피성장이 가능함을 시사하는 것이다. 그밖에 라만분광분석과 catodoluminescence 분석에 의한 다이아몬드의 결정질 조사결과와 산소방전 및 수소방전에 의한 챔버벽의 탄소오염효과 등에 관하여 토의하였다.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.18 no.4 s.46
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• pp.237-248
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• 2005

Results from in-situ high temperature X-ray diffraction measurements show that $Mg_{2}SiO_{4}{-}$spinel converts back to olivine phase only when heated in vacuum, and that at some high temperature, the olivine phase grows with time at the expense of the spinel phase strongly suggesting a 'nucleation and growth' type transition. In order to obtain the activation energy of spinel-olivine back transformation, kinetics measurements were performed on $Mg_{2}SiO_{4}{-}$spinel in vacuum at high temperatures between 1023 and 1116 K. Activation energy was determined using 'time to a given fraction method'. By employing the Avrami equation, it was found that n values generally increase with increasing temperature in a wide range implying that the nucleation and growth mechanism is probably temperature-dependent. It is likely that in spinel, at a relatively lower transformation temperature, after nucleation sites saturated, the growth of the new phase starts on the surface and gradually moves inwards. At high temperatures, however, after nucleation sites saturated, the growth starts both on the surface as well as at the interior.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.363-363
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• 2011

열분해 반응기 내에서 실리콘 필름을 성장시키는 것은 반도체/디스플레이, 태양전지, 신소재 등 다양한 분야에서 중요한 공정이다. 더욱이 반도체 소자 선폭이 줄어들면서 나노입자의 오염 제어가 더불어 중요해지고 있다. 생산 공정 기술의 집적화에 따라 패턴 사이 거리가 작아지고, 이에 불과 수 십 나노미터크기의 오염입자에 의해서 패턴불량이 발생하고 생산수율을 감소시킨다. 일반적으로 반도체 공정 중 발생한 오염입자는 반응기 내의 가스가 물리/화학적 공정에 의해 핵생성(nucleation)이 일어나 핵(nuclei)이 생성되고, 이 때 표면반응 및 응집(coagulation)에 의해 성장하게 된다. 이에 본 연구에서는 열분해 반응기 내에서 사일렌(SiH4) 가스를 열분해하여 발생되는 실리콘 오염입자의 핵생성과 성장 모델을 정립하고, 생성된 오염입자의 거동과 전달 현상을 이론적으로 고찰하였다. 열분해 반응기와 같은 기상공정(Gas to particle conversion)에서 오염입자가 생성될 때, 그 성질과 크기 등에 물리/화학적 영향을 주는 요소는 전구체/이송기체의 농도 및 유량, 작동 압력, 작동 온도와 반응기 고유 특성 등이 있다. 수치해석의 정당성과 빠른 계산을 위해 단순화시킨 0D 모델인 Batch 반응기와 1D모델인 plug flow 반응기 등에서 SiH4 가스의 열분해 과정시 생성되는 Si cluster를 상용코드인 CHEMKIN 4.1.1을 이용하여 계산하였으며, 2D모델인 Shear flow 반응기로 확장시켜 Si 오염입자가 생성특성을 연구하였다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.1 no.1
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• pp.51-59
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• 1991

Early stage of GaAs nucleation on Si substrate was theoretically studied by computer simulation. Compared to the constant ledge interaction energy in conventional nucleation theory, functional behavior of ledge-ledge interaction resulted in small size clusters depending on the cluster size and shape. Among various kinds of clusters, the multilayer pyramidal shape GaAs cluster requires smallest excess free energy due to the formation of Ga(111) facet planes. There this result suggests that the defects involved in GaAs/Si are originated from the early stage nucleation.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.8 no.2
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• pp.227-232
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• 1998

Diamond crystallization and discontinuous deposit phenomena depend on the process of hydrocarbon deposition, nucleation and growth. Then, it is investigated the concentration of methane, flow rate, structure and the growth process of $CH_4-H_2$ system in hot filament assisted C.V.D. There is a limited value of temperature, pressure, flow rate and the mole fraction of methane-hydrogen gas. Diamond nucleation occurs on substrate selectively and surface diffusion of species on the substrate plays an important role in the early stages of nucleation and growth.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.46.1-46.1
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• 2010

일반적으로 석출물의 석출은 핵생성(Nucleation)-성장(Growth)-조대화(Coarsening)의 단계를 거친다. 핵생성에 의해 생성된 개개의 핵들은 아직 열역학적으로 평형 상태가 아니다. 석출물의 부피 분율은 아직 상태도에서 예측할 수 있는 값까지 도달하지 못했다. 과포화된 기지에서 생성된 핵은 계속적으로 기지로부터 용질 원자를 공급받아 성장하게 된다. 석출물의 성장은 그 부피 분율이 상태도에서 예상되는 값에 도달할 때까지 계속된다. 시간에 따른 석출 분율 계산과 분산된 석출물들이 matrix내에서 어느 정도 용해도를 갖는다면, 보다 작은 크기의 입자들은 용해되어 보다 큰 입자로 석출(성장)하려는 경향이 있다. 이러한 현상의 구동력은 전체 시스템의 계면 에너지 감소에 의해 주어지며, 결국 하나의 큰 입자만이 존재하게 될 것이다. 본 연구에서는 석출분율을 계산하기 위해 상용프로그램인 Pandat을 통해 Mg-Al 2원계합금의 상태도 및 석출분율 계산을 위한 열역학 데이터를 계산하였다. 계산된 열역학 데이터는 C언어로 함수화 하여 입력하고 Excell을 통해 석출분율을 계산하였다. 계산된 석출분율과 실험값의 비교를 통해 fitting parameters를 대입하여 계산값 및 실험값의 오차율을 줄였다. 본 연구에서 계산된 석출분율은 미래의 석출상 크기 및 분포 등을 개발하는 기초데이터로 활용할 수 있을 것이다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.8 no.4
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• pp.602-609
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• 1997

The seed formation and growth of $\alpha$-ferric oxyhydroxide with aerial oxidative precipitation from aqueous solution of ferrous sulfate with KOH, NaOH, $Na_2CO_3$ and $K_2CO_3$ as precipitants have been studied by free pH drift experiment. It has been shown that all precipitants give same particle formation and growth path, and average particle length from KOH and NaOH as precipitants was about 1.5 times shorter than that of $K_2CO_3$ and $Na_2CO_3$. When initial mole ratio, $R_o=[Fe^{2+}]_o/[OH^-]_o$ of KOH was decreased the particle was grown oxyhydroxide seed growth from aqueous solution of ferrous sulfate with KOH has been studied. The influence of the air flow rate, reaction temperature and initial mole ratio, $R_o=[Fe^{2+}]_o/[OH^-]_o$, on the kinetics of seed growth are investigated by static pH experiment. The oxidation rate of seed growth increased with increase in the air low rate, reaction temperature and initial mole patio. The activation energy of seed growth is 16.16 KJ/mol and the rate equation of seed growth can be written as follows: $-\frac{d[Fe^{2+}]}{dt}=1.46{\times}10^4[P_{o2}]^{0.66}[OH^-]^{2.19}exp(-\frac{16.16}{dt})$.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 1993.11a
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• pp.87-88
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• 1993

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.9 no.7
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• pp.974-978
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• 1998

The kinetics of crystal growth and nucleation in dependence on the supersaturation of an aqueous solution of 3-nitro-1,2,4-triazol-5-one(NTO) were evaluated on the draft tube-baffle(DTB) crystallizer operated batchwise. The crystal growth rate is proportional to the supersaturation to the 2.9 power, and the nucleation rate to the 4.2 power. The uncleation behavior for NTO-water system in DTB crystallizer was grasped according to Mersmann's criteria. The nucleation in this crystallizer was found to act with heterogeneous nucleation and surface uncleation simultaneously. Simplified relation was derived for calculation of mean crystal size of product crystals from the batch cooling crystallizer. The obtained relation was verified by a set of experiments.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 1997.05a
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• pp.112-112
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• 1997