• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제7권6호
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• pp.983-989
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• 2012

The purpose of this paper is to decide the optimum synthesis conditions of polycrystalline diamond films according to the ratio of gas mixture. Diamond films were deposited with cyclo-hexane as a carbon precursor by the microwave plasma enhanced chemical vapor deposition process. The optimum oxygen ratio to cyclo-hexane was reached about 125 % under the fixed 0.3% c-hexane in hydrogen. Oxygen plays a role in etching the graphitic components of carbon sp2 bond effectively. By OES measurement, the best synthesis conditions found out about 12.5 % and 15.75 %, which is the emission intensity ratios of CH(B-X) and $H{\beta}$ on $H{\alpha}$, respectively. Also, the electron temperature was similar about 5,000 to 5,200 K in this work.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.455-459
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• 2002

I have investigated the effects of annealing on a polymeric $\alpha-C_3N_{4.2}$ at high pressure and temperature in the presence of seeds of crystalline carbon nitride films prepared by a high voltage discharge plasma. The samples were evaluated by x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), infrared spectroscopy, Auger electron spectroscopy and x-ray diffraction(XRD). Notably, XPS studies of the film composition before and after annealing demonstrate that the nitrogen composition in $\alpha-C_3N_{4.2}$ material initially containing more than 58% nitrogen decreases during the annealing process and reaches a common, stable composition of ~43%. XPS analysis also shows that the nitrogen composition in the annealed films without polymeric $\alpha-C_3N_{4.2}$ was reduced from 35% to 17%. Furthermore the concentration of the sp$^3$bonded phase increased with the increment of the annealing temperature.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.426-430
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• 2000

We have studied the field emission characteristics of multi-layered diamond-like-carbon (DLC) films deposited by vertical electrodes type plasma enhanced chemical vapor deposition with CH$_4$ and H$_2$ mixture. We deposited a thin layer of DLC on the p$^{+}$-Si substrate and then turned off plasma before another deposition of a new DLC layer. The thickness and the number of DLC layers are varied. The emission characteristics of multi-layered DLC films were compared with conventional one. The multi-layered DLC film shows higher emission current than conventional one.e.

• Tribology and Lubricants
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• 제20권3호
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• pp.125-131
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• 2004

Nano-wear behavior of amorphous carbon films was studied by Atomic Force Microscopy. The a-C films are deposited on Si(100) substrate by DC magnetron sputtering method. The influences of different surface roughness on the nano-wear are investigated. Nano-wear tests were carried out using a very sharp diamond coated tip. Its spring constant was 1.6 N/m and radius of curvature was 110 nm. Normal force used in the wear tests ranged 0 to 400 nN. It was found that surface depression occurred during scratching because of plastic deformation and abrasive wear (cutting St ploughing). Wear depth increased linearly with normal force. Changing the surface roughness variables according to the bias pulse control, the less surface roughness decreased the wear depth. The thickness did not affect the wear resistance.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.213-215
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• 2018

본 연구에서는 실리콘 기판 위에 DC 스퍼터링 방법을 이용하여 비정질 탄소박막을 제작하고, 흡광특성과 광발열 특성을 조사하였다. 비정질 탄소박막은 1000 nm 파장에서 97%의 흡광도를 보였으며, 백색광이 조사됨에 따라 비정질 탄소박막의 온도는 $21.1^{\circ}C$에서 $24.1^{\circ}C$로 상승하여 약 $3^{\circ}C$의 온도가 증가하였다. 또한, 백색광이 50초 동안 조사되는 동안 비정질 탄소박막에서는 기판에 비해 4배 빠른 온도상승속도로 온도가 증가하였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제18권10호
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• pp.1772-1781
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• 2004

The mechanical as well as tribological characteristics of coating films as thin as a few nm become more crucial as applications in micro-systems grow. Especially, the amorphous carbon film has a potential to be used as a protective layer for micro-systems. In this work, quantitative evaluation of nano-indentation, scratching, and wear tests were performed on the 7nm thick amorphous carbon film using an Atomic Force Microscope (AFM). It was shown that AFM-based nano-indentation using a diamond coated tip can be feasibly utilized for mechanical characterization of ultra-thin films. Also, it was found that the critical load where the failure of the carbon film occurred was about 18${\mu}$N by the ramp load scratch test. Finally, the wear experimental results showed that the quantitative wear rate of the carbon film ranged 10$\^$-9/～10$\^$-8/ ㎣ /N cycle. These experimental methods can be effectively utilized for a better understanding the mechanical and tribological characteristics at the nano-scale.

• 한국염색가공학회지
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• 제24권4호
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• pp.313-320
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• 2012

For the preparation of hardened films which can be applied as a binder for flame-resistant materials such as silica, linseed oil was subjected to a low temperature plasma treatment with argon, or oxygen gas. The film was produced much faster than so-called drying of oil in air. The SEM analysis for silica particles embedded in the hardened film after plasma treatment showed that the silica particles were immobilized on substrate and were evenly dispersed. The FT-IR spectral analysis for the plasma-treated linseed oil films demonstrated that the radicals which were formed during the plasma treatments caused the linseed oil to be cross-linked, and the plasmas attacked carbon chains of the oil randomly without focusing on specific vulnerable bonds such carbon double and carbonyl bonds intensively unless exposure times of the plasmas were prolonged too much, while the cross-linking of the air-dried film was considered to occur at the well-known typical sites, i.e., carbon-carbon double bond and ${\alpha}$-methylene carbon. Burning times, as a measure of flame/fire resistance, of silica-filled cellulose substrates, increased with increasing contents of silica.

• 한국진공학회지
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• 제14권3호
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• pp.165-170
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• 2005

의료용 임플랜트의 혈액적합성 개선을 위하여 박막코팅에 대한 관심이 증대하고 있다. 특히 diamond-like carbon(DLC)과 titanium nitride(TiN) 박막은 우수한 화학, 물리적 성질은 물론 생체적합 특성까지 갖추고 있다. 따라서 이들 박막의 혈액 적합성과 물리적 특성과의 관개를 연구하기 위하여 박막표면의 모폴로지 및 젖음성과 fibrinogen흡착 특성을 비교 분석하였다. 혈액응고 원인이 되는 fibrinogen의 흡착량은 DLC보다 TiN의 경우가 적어, 보다 우수한 특성을 보였으며, 이것은 TiN박막 표면의 높은 친수성으로 인한 것으로 판단된다. 박막표면의 fibrinogen 흡착을 줄이기 위해 플라즈마 처리 및 노(爐) 열처리를 각각 수행하였다. 산소 플라즈마 및 열처리를 하였을 경우 DLC 박막은 큰 효과가 없는 반면 TiN 박막의 경우 fibrinogen 흡착량이 크게 줄어 보다 개선된 결과를 보였다.

• 한국진공학회지
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• 제22권1호
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• pp.31-36
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• 2013

마이크로플라즈마 화학기상증착법(microwave plasma enhanced chemical vapor deposition, MPCVD)에 의하여 형성된 비정질 탄소 박막의 효율적인 도핑 공정을 위하여, 비정질 탄소 박막의 성장 직전 nucleated seed 상태의 기판 혹은 일부 성장된 박막 위에 비소(As) 이온을 이온 주입하였고 그 직후 다시 MPCVD에 의하여 박막을 성장시켰다. MPCVD에 의한 성장 자체가 약 $500{\sim}600^{\circ}C$ 온도에서의 어닐링 공정을 대체할 수 있으므로, 기존의 이온 주입 후 별도의 어닐링 공정과 비교 시 간략화된 공정으로도 어닐링 효과가 있다고 할 수 있다. 이온 주입 후 박막 성장으로 어닐링 효과를 얻은 비정질 탄소 박막의 경우, $2.5V/{\mu}m$의 전계에서 약 $0.1mA/cm^2$의 전계 방출 특성을 관찰할 수 있었고 또한 라만 스펙트럼 특성에서도 다이아몬드 특성 및 그래파이트 특성 모두 뚜렷이 관찰되었다. 전기적, 구조적 특성 관찰로부터 이온 주입된 As 이온이 자동 어닐링 효과에 의해 충분히 비정질 탄소 박막에 도핑되었다고 할 수 있다.

• 한국진공학회지
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• 제13권4호
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• pp.157-163
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• 2004

라디오파 플라즈마 화학증착법 (radio frequency plasma assisted chemical vapor deposition: r.f.-PACVD) 법으로 증착된 다이아몬드성 카본 (Diamond-like Carbon : DLC) 필름에서 나타나는 습도에 따른 압축 잔류 응력의 변화 거동을 체계적으로 조사하였다. 합성에 사용된 탄화수소 가스의 종류와 -100V에서 -800V 범위의 기판 바이어스 전압의 조절을 통해 폴리머성 필름에서 흑연성 필름까지 광범위한 구조의 DLC 필름을 합성하였다. 상대습도가 10％-90％ 범위에서 변화하는 분위기 챔버 내에서 박막의 잔류응력의 변화를 실시간으로 측정하였다 박막의 경도와 잔류응력이 최고 값을 가지는 합성조건에서 얻어진 치밀한 DLC박막에서는 습도에 따른 잔류응력의 변화가 관찰되지 않았다. 그러나, 폴리머상이나 흑연상의 박막에서는 두 경우 모두 습도가 높아짐에 따라 압축 잔류응력이 증가함을 관찰할 수 있었으며, 습도의 변화에 대해 잔류응력이 즉각적으로 변화하였다. 한편, 동일한 습도에서 압축 잔류응력의 증가량은 필름의 두께에 반비례하는 것이 관찰되었다. 이 결과는 물분자가 필름의 구조내로 침투하면서 생기는 변화가 아니라, 박막의 표면에서 일어나는 물분자와의 반응에 의해 필름의 잔류응력이 변할 수 있음을 의미한다.