• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.95-95
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• 2009

대기압 플라즈마 발생장치를 이용한 식각장비 개발은 낮은 공정단가, 저온 공정, 다양한 표면처리 응용 효과와 같은 이점을 가지고 있어 현재, 많은 분야에서 연구되고 있다. 본 연구에서는, dielectric barrier discharge(DBD) 방식을 이용한 대기압 발생장치를 통해 평판형 디스플레이 제작에 응용이 가능한 $SiO_2$ 층의 식각에 대한 연구를 하였다. $N_2/NF_3$ gas 조합에 $CF_4$ 또는 $C_{4}F_{8}$ gas를 부가적으로 첨가하였다. 이때 N2 60 slm / NF3 600 sccm/CF4 7 slm/Ar 200 sccm의 gas composition에서 최대 260 nm/min의 식각 속도를 얻을 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.106-106
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• 2010

AC PDP(Plasma Display Panel)는 상압에 가까운 압력에서 DBD(Dielectric Barrier Discharge) 방전을 이용한 디스플레이다. AC PDP는 보통 면 방전을 이용하기 때문에 대향 방전과는 다른 방전 현상을 보인다. 본 연구에서는 4인치 test 패널 제작하여 격벽 높이 변화에 따른 방전 현상을 연구하였다. PDP 셀은 $1mm^3$ 보다 작은 크기를 가지고 있기 때문에 방전 현상을 분석하는 것은 쉽지 않다. 그래서 이 연구에서는 2, 3차원 유체 시뮬레이션을 이용하여 실험 결과에 대한 방전 현상을 연구하였다. 테스트 패널을 통하여 정적 마진, 휘도, 소비전력, 발광효율 등을 구하였고, Fluid 시뮬레이션을 통하여 전기장 분포, 하전입자 및 여기종 입자들의 개수 및 밀도 분포, 벽전하 분포 등을 통하여 방전 특성의 경향성을 분석하였다. 격벽 높이가 높아질수록 방전 공간이 넓어지면서 효율이 증가하였으나 $140\;{\mu}m$ 이상의 높이에서는 광 변환 효율이 감소하면서 효율이 오히려 감소하였다.

• 공업화학
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• 제25권5호
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• pp.455-462
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• 2014

유러퓸-활성화 스트론튬 오쏘실리케이트($Sr_2SiO_4:Eu^{2+}$) 황색 형광체 분말의 소수성 코팅을 위하여 상압 유전체배리어 방전 플라즈마가 사용되었다. 전구물질은 헥사메틸다이실록세인(HMDSO), 톨루엔 및 n-헥세인이었으며, 운반기체는 아르곤이었다. 엑스선 회절분석 결과 플라즈마 코팅 처리 후에도 오쏘실리케이트의 격자구조는 변화가 없는 것으로 나타났다. 플라즈마 코팅된 형광체 분말의 특성은 주사전자현미경, 형광분광광도계, 접촉각 분석을 통해 조사되었다. HMDSO를 사용한 형광체 분말의 소수성 코팅시 물 접촉각은 $21.3^{\circ}$ (코팅 전)에서 $139.5^{\circ}$ (최대 $148.7^{\circ}$)로 증가되었고, 글리세롤 접촉각은 $55^{\circ}$ (코팅 전)에서 $143.5^{\circ}$ (최대 $145.3^{\circ}$)로 증가되었는데, 이 결과는 형광체 분말 표면에 소수성 박막 층이 잘 형성되었음을 나타낸다. 퓨리에변환적외선분광기 및 엑스선광전자분광기를 이용한 표면분석을 통해서도 형광체 분말에 소수성 박막 층이 잘 형성되어 있음을 알 수 있었다. HMDSO를 사용한 소수성 코팅 후 형광체의 광발광 효율이 증가하는 것으로 나타났으나, 톨루엔과 n-헥세인을 전구물질로 사용했을 때는 광발광 효율이 다소 저하되었다. 본 연구의 결과는 유전체배리어방전 플라즈마가 분말 형태인 형광체의 코팅에 이용될 수 있는 실용적인 방법임을 나타낸다.

• 공업화학
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• 제25권2호
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• pp.174-180
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• 2014

양어 사료의 부상시간을 연장시켜, 사료 소비율을 높이고 양식장 수질오염을 저하시키기 위해 사료에 소수성 코팅을 하였다. 상압 유전체장벽방전 플라즈마 반응기 시스템에서 헥사메틸다이실록세인(HMDSO), 톨루엔 및 n-헥세인을 전구물질로 사용하여 사료 입자의 표면에 코팅 층을 형성시켰다. 공정 변수인 플라즈마 구동을 위한 입력 전력, 전구물질 종류, 코팅시간을 변화시키며 코팅 성능을 비교하였다. 코팅된 사료 표면의 물리, 화학적 성질은 접촉각 측정기와 퓨리에 변환 적외선 분광광도계를 이용하여 조사하였다. 소수성 플라즈마 코팅 후 물의 접촉각 증가는 표면이 소수성으로 변화하였음을 나타냈으며, 코팅된 시료의 적외선 분광 스펙트럼을 통해 소수성 피막이 $CH_3$, Si-O-Si, Si-C로 구성되어 있음을 알 수 있었다. 코팅된 사료의 부상시간이 미코팅 사료에 비해 수초에서 3 min까지 증가하였으며, 플라즈마 코팅방법이 사료의 부상성능을 향상시키는 방법으로 사용될 수 있음을 보여 주었다. 코팅 직후 시료에 비해 6일 경과 후 시료의 물 접촉각이 크게 증가하였는데, 이를 통해 에이징 효과를 확인할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1530-1531
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• 2011

$SiO_2$ 상압 증착을 위해서 Dielectric-Barrier Diacharge를 이용한 대기압 플라즈마 Jet 상압 증착 시스템을 개발하였으며, 제작된 플라즈마에 대한 전기-광학적 특성을 분석하였다. 플라즈마 Jet은 방전 구동 gas와 증착을 위한 혹합 gas가 나오는 stainless-steel관과 유리관 그리고 외부전극으로 구성되어있다. 구동 주파수는 수십 kHz대 이고 인가전압은 1~2 $kV_{rms}$이다. 본 연구에서는 ICCD 고속 카메라를 이용하여 플라즈마의 형상을 관찰하였고, OES 분석을 통해 radical들의 분석과 rotational temperature 측정을 하였다. Driving gas인 He은 1~5 SLM의 유속으로 흘려주었으며 발생된 플라즈마의 온도는 조건에 따라서 400~850 K 이다.

• 한국재료학회지
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• 제25권2호
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• pp.100-106
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• 2015

Plasma properties of dielectric barrier discharges (DBDs) at atmospheric pressure were measured and characterized using optical emission spectroscopy. Optical emissions were measured from argon, nitrogen, or air discharges generated at 5-9 kV using 20 kHz power supply. Emissions from nitrogen molecules were markedly measured, irrespective of discharge gases. The intensity of emission peaks was increased with applied voltage and electrode gap. The short wavelength peaks (315.9 nm and 337.1 nm) measured at the middle of DBDs were significantly increased with applied voltage. The optical emission from DBDs decreased with the addition of oxygen gas, which was especially significant in argon discharge. Emission from oxygen molecules cannot be measured from air discharge and argon discharge with 4.8% oxygen. The emission intensity at 337.1 nm and 357.7 nm related with nitrogen molecule was sensitively changed with electrode types and discharge voltages. However, the pattern of argon emission spectrum was nearly the same, irrespective of electrode type, oxygen content, and discharge voltage.

• 청정기술
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• 제25권1호
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• pp.81-90
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• 2019

프로페인($C_3H_8$)의 건식 개질($CO_2$ 개질)을 통한 합성 가스($H_2$와 CO 혼합물) 제조를 위해 $Ni-CeO_2/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매가 충진된 유전체 장벽 방전 플라즈마 반응기를 사용하였다. 열 또는 플라즈마에 의해 환원된 $Ni-CeO_2/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매를 사용하여 $C_3H_8/CO_2$ 비율 1/3, 총 유량 $300mL\;min^{-1}$에서 플라즈마-촉매 건식 개질을 수행하였다. 건식 개질에 대한 촉매 활성은 온도범위 $500{\sim}600^{\circ}C$에서 평가되었다. $Ni-CeO_2/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매 제조를 위해 전구물질 수용액(질산니켈, 질산세륨)으로 함침된 ${\gamma}-Al_2O_3$를 공기 분위기에서 소성시킨 후, $H_2/Ar$ 분위기에서 환원시켰다. 촉매 특성 조사에는 X-선 회절분석기(XRD), 투과전자현미경(TEM), 전계 방출 주사전자현미경(FE-SEM), 승온 탈착($H_2-TPD$, $CO_2-TPD$) 및 라만 분광기가 이용되었다. 열로 환원된 촉매와 비교하면 플라즈마 방전하에서 환원된 $Ni-CeO_2/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매가 개질 반응을 통한 합성 가스 생산에서 보다 우수한 촉매 활성을 나타내었다. 또한, 플라즈마로 환원된 $Ni-CeO_2/{\gamma}-Al_2O_3$가 개질 반응의 문제점인 탄소퇴적 관점에서 장기 촉매 안정성을 보여주었다.