• 한국광학회지
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• 제5권3호
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• pp.386-393
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• 1994

XeCl 엑시머 레이저를 횡방향의 전자빔으로 여기하여 이의 출력특성을 조사하였다. 전자빔의 출력은 880kV, 21kA(70ns, FWHM)이며 전자빔의 전류밀도는 다이오드(A-K) 간격과 공진기 외부에 설치한 펄스자계코일(4.7kG)로 제어하였다. 레이저 매질에 주입되는 전자빔의 축적에너지는 35J(4기압)이다. 축적에너지는 Radcolor film의 감광면적과 압력상승법에 의해 측정한 가스매질의 상승압력으로부터 환산된 수치이며, 이 때의 여기체적은 $320cm^{3}$이었다. 레이저 가스의 혼합비율은 HCl/Xe/Ar=0.2/6.3/93.5%이고 총압력이 3기압일 때, 최대효율 1.7%를 얻었다. 이 때의 출력에너지, 특성에너지는 각각 0.52J, 1.7J/l이었다. 실험결과의 분석을 위해 컴퓨터 시뮬레이션코드를 완성하였다. 시뮬레이션 결과는 실험결과와 잘 부합하고 있음을 확인하였고 그 결과를 이용하여 XeCl의 형성채널, 완화채널, 308nm의 흡수채널을 이론적으로 설명하였다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.24-27
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• 2012

The superconducting coil system is one of the most important components in Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR), which has been operated since 2008. $Nb_3Sn$ and NbTi superconductors are being used for cable-in-conduit conductors (CICCs) of the KSTAR toroidal field (TF) and poloidal field (PF) coils. The CICCs are cooled by forced-flow supercritical helium about 4.5 K. The temperature, pressure and mass flow rate of the supercritical helium in the CICCs are interacting with each other during the operation of the coils. The complicate behaviors of the supercritical helium have an effect on the operation and the efficiency of the helium refrigeration system (HRS) by means of, for instance, pressure drop. The hydraulic characteristics of the supercritical helium have been monitored while the TF coils have stably achieved the full current of 35 kA. In other hands, the PF coils have been operated with various pulsed or bipolar mode, so the drastic changes happen in view of hydraulics. The heat load including AC loss on the coils has been analyzed according to the measurement. These activities are important to estimate the temperature margin in various PF operation conditions. In this paper, the latest hydraulic behaviors of PF coils during KSTAR operation are presented.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권7호
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• pp.797-803
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• 2012

비례솔레노이드밸브는 코일전류에 비례하는 전자기력을 이용하여 밸브 변위를 연속적으로 가변시키는 밸브이다. 대용량 비례유량제어밸브는 발전소나 화학 플랜트에서 물, 스팀, 가스 등과 같은 공정유체의 대용량 유량제어에 사용되며 공압이나 모터를 이용하는 밸브에 비하여 우수한 응답성능과 소형화의 장점을 가진다. 본 연구에서는 비례제어밸브를 대상으로 밸브의 동적 특성을 식별한 후 목표 성능이 만족되도록 위치제어기의 비례적분이득을 자동으로 조정하는 기능을 설계하였다. 동특성 식별은 릴레이 피드백을 통하여 한계 안정 상태에서의 임계이득과 임계주기로 파악하였으며, 비례적분이득 결정에는 Ziegler-Nichols 방법을 적용하였다. 구현된 기능은 시험을 통하여 성능을 검증하였으며 밸브 작동점과 릴레이 제어기 변수가 자동조정에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.77-77
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• 2011

These days, a growing demand for memory device is filled up with the flash memory and the dynamic random access memory (DRAM). Although DRAM is a reasonable solution for current demand, the universal novel memory with high density, high speed and nonvolatility, needs to be developed. Among various new memories, the magnetic random access memory (MRAM) device is considered as one of good candidate memories because of excellent features including high density, high speed, low operating power and nonvolatility. The etching of MTJ stack which is composed of magnetic materials and insulator such as MgO is one of the vital process for MRAM. Recently, MgO has attracted great interest in the MTJ stack as tunneling barrier layer for its high tunneling magnetoresistance values. For the successful realization of high density MRAM, the etching process of MgO thin films should be investigated. Until now, there were some works devoted to the investigations on etch characteristics of MgO thin films. Initially, ion milling was applied to the etching of MgO thin films. However, ion milling has many disadvantages such as sidewall redeposition and etching damage. High density plasma etching containing the magnetically enhanced reactive ion etching and high density reactive ion etching have been employed for the improvement of etching process. In this work, inductively coupled plasma reactive ion etching (ICPRIE) system was adopted for the improvement of etching process using MgO thin films and etching gas mixes of $CH_4$/Ar and $CH_4$/$O_2$/Ar have been employed. The etch rates are measured by a surface profilometer and etch profiles are observed using field emission scanning emission microscopy (FESEM). The effects of gas concentration and etch parameters such as coil rf power, dc-bias voltage to substrate, and gas pressure on etch characteristics will be systematically explored.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.390-390
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• 2012

Information technology industries has grown rapidly and demanded alternative memories for the next generation. The most popular random access memory, dynamic random-access memory (DRAM), has many advantages as a memory, but it could not meet the demands from the current of developed industries. One of highlighted alternative memories is magnetic random-access memory (MRAM). It has many advantages like low power consumption, huge storage, high operating speed, and non-volatile properties. MRAM consists of magnetic-tunnel-junction (MTJ) stack which is a key part of it and has various magnetic thin films like CoFeB, FePt, IrMn, and so on. Each magnetic thin film is difficult to be etched without any damages and react with chemical species in plasma. For improving the etching process, a high density plasma etching process was employed. Moreover, the previous etching gases were highly corrosive and dangerous. Therefore, the safety etching gases are needed to be developed. In this research, the etch characteristics of CoFeB magnetic thin films were studied by using an inductively coupled plasma reactive ion etching in $CH_4/O_2/Ar$ gas mixes. TiN thin films were used as a hardmask on CoFeB thin films. The concentrations of $O_2$ in $CH_4/O_2/Ar$ gas mix were varied, and then, the rf coil power, gas pressure, and dc-bias voltage. The etch rates and the selectivity were obtained by a surface profiler and the etch profiles were observed by a field emission scanning electron microscopy. X-ray photoelectron spectroscopy was employed to reveal the etch mechanism.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.125-125
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• 2018

반도체 소자의 미새화에 따라 선폭이 10nm 이하로 줄어듦에 따라, 금속 배선의 저항이 급격하게 상승하고 있다. Cu는 낮은 저항과 높은 전도도를 가지고 있어 현재 배선물질로써 가장 많이 사용되고 있지만, 소자가 미세화됨에 따라 Cu를 미래의 배선물질로써 계속 사용하기에는 몇 가지 문제점이 제기되고 있다. Cu는 electron mean free path (EMFP)가 39 nm로 긴 특성을 가지기 때문에, 선폭이 줄어듦에 따라 surface 및 grain boundary scattering이 증가하여 저항이 급격하게 증가한다. 또한, technology node에 따른 소자의 operating temperature와 current density의 증가로 인해 Cu의 reliability가 감소하게 된다. 텅스텐은 EMFP가 19 nm로 짧은 특성을 가지고 있어, 소자의 크기가 줄어듦에 따라 Cu보다 낮은 저항 특성을 가질 수 있으며, 녹는점이 3695K로 1357K인 Cu보다 높으므로 배선물질로써 Cu를 대체할 가능성이 있다. 본 연구에서는 Inductively Coupled Plasma (ICP) assisted magnetron sputtering을 통해 매우 얇은 텅스텐 박막을 증착하여 저항을 낮추고자 하였다. 고밀도 플라즈마의 방전을 위해, internal-type coil antenna를 사용하였으며 텅스텐 박막의 증착을 위해 DC sputter system이 사용되었다. 높은 에너지를 가진 텅스텐 이온을 이용하여 낮은 온도에서 고품위 박막을 증착할 수 있었으며, dense한 구조의 박막 성장이 가능하였다. ICP assisted를 이용하여 증착했을 때와, 그렇지 않을 때를 비교하여 ICP 조건에 따라서 박막의 저항이 감소함을 확인할 수 있었을 뿐만 아니라 최대 약 65% 감소함을 확인할 수 있었다. XRD를 이용하여 ICP power를 인가했을 때, 높은 저항을 갖는 A-15 구조를 가진 ${\beta}$ peak의 감소와 낮은 저항을 갖는 BCC 구조를 가진 ${\alpha}$ peak의 증가를 상온과 673K에서 증착한 박막 모두에서 확인하였으며, 이를 통해 ICP power가 저항 감소에 영향을 미친다는 것을 확인하였다. 또한, 두 온도 조건에서 grain size를 계산하여 ICP power를 인가함에 따라 두 조건 모두 grain size가 증가하였음을 조사하였다. 또한, XPS 분석을 통해 ICP power를 인가하였을 때 박막의 저항에 많은 영향을 끼치는 O peak이 감소하는 것을 통해 ICP assisted의 효과를 확인하였다. 이를 통해, ICP assisted magnetron sputtering을 통해 텅스텐 박막을 증착함으로써 차세대 배선물질로써 텅스텐의 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제22권3호
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• pp.97-102
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• 2012

본 논문은 전선을 통하여 전력을 전달하는 일반적인 전력전송방식이 사용될 수 없는 환경에서 무선으로 전력을 전송하는 비접촉 전력전송기기 개발에 관한 것이다. 전력전송 방식은 자기공명방식보다 큰 전력을 전송하기에 적합한 전자기유도방식을 이용 하였다. 전력전송기기의 설계 방법은 전기장하(Electirc loading)와 자기장하(Magnetic loading)의 비율로 코어와 코일을 설계하는 장하분배법(Loading Distribution Method)으로 설계 하였고 유한요소법(Finite Elements Method)으로 기기에 발생하는 전자기장을 해석하여 설계한 전력전송기기의 적합성을 판단하고 적정한 설계치를 보정하였다. 본 연구를 통하여 개발된 전력전송방식은 비접촉식으로 수 mm 거리를 가지는 근거리에서 무선으로 전력을 전송하기에 적합함을 보였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권10호
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• pp.57-62
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• 2009

본 논문은 방사선 피폭량을 실시간으로 산출하기 위해 무선전력 전송용 13.56MHz의 안테나 설계를 위한 안테나 회로의 최적화 및 수치적 해석을 연구하였다. 리더기(Reader)에서 테크(Tag)로 무선으로 전력을 전송하기 위해서 안테나 주파수 대역 중 13.56MHz는 유도 전류를 이용한 루프 안테나에 많이 이용하고 있다. 본 논문은 전자유도 방식의 원리를 이용해 안테나 LC 공진을 위한 수치적 계산을 통해 L과 C 값을 산출하여 실제 측정치와의 값과 비교하였다. 또한 안테나 회로의 최적화 튜닝 및 안테나 포트의 매칭을 위해 공진(Resonance)용 캐패시터를 가변하여 스코프로 안테나 코일으 양단의 전압이 최고시점을 관측하여 공진점을 찾아 보았다. 이러한 실험은 무선으로 전력을 공급 받을 수 있는 무선전력 전송 시스템에 응용되어 매우 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권2호
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• pp.326-330
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• 2013

The Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) device is an advanced superconducting tokamak to establish scientific and technological bases for attractive fusion reactor. This device requires 3.5 Tesla of toroidal field (TF) for plasma confinement, and requires a strong poloidal flux swing to generate an inductive voltage to produce and sustain the tokamak plasma. KSTAR was originally designed to have 16 serially connected TF magnets for which the nominal current rating is 35.2 kA. KSTAR also has 7 pairs of poloidal field (PF) coils that are driven to 1 MA/sec for generation of the tokamak plasma according to the operation scenarios. The KSTAR Magnet Power Supply (MPS) was dedicated to the superconducting (SC) coil commissioning and $2^{nd}$ plasma experiment as a part of the system commissioning. This paper will describe key features of KSTAR MPS for the $2^{nd}$ plasma experiment, and will also report the engineering and commissioning results of the magnet power supplies.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.542-553
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• 2011

본 논문에서 방전 또는 스파크로 인한 전기화재, 폭발사고 및 감전 사고의 위험 없이 고주파 고전력을 안전하게 전달할 수 있는 새로운 형태의 실용적인 자기케이블을 처음으로 제안하였다. 또한, 케이블 사이에서 발생하는 누설자속에 대한 자기저항을 주변효과(fringe effect)까지 고려하여 정량적으로 해석하였다. 자기케이블에 상쇄코일, 상쇄금속판, 상쇄금속관과 같은 상쇄실드 적용함으로써 자기케이블 사이의 누설자속을 급격히 줄여 콤팩트한 자기케이블을 구현하였고, 장거리 전력전송을 가능하게 하였다. 입력전류 $10A_{rms}$(20kHz)에서 상쇄금속관이 적용된 1.5m길이, 5cm의 케이블 사이의 간격을 갖는 자기케이블로 353.8W의 전력을 68%효율로 전달하였다. 이는 상쇄금속관을 적용하지 않았을 때에 비해 출력전력은 약 25배, 효율은 약 7배 높은 수치다. 본 논문에서는 제안된 자기케이블의 성능 특성을 실험과 자장 시뮬레이션을 통해 분석 및 검증하고 비교하였으며, 기대했던 우수한 성능을 실제로 확인하였다.