• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.59-59
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• 1999

DLC(diamond-like carbon)필름은 다이아몬드와 유사한 강도, 낮은 마차계수, 높은 Optical band gap, NEA(negative electron affinity)등의 우수한 특성을 가지고 있어, 내마모 코팅이나 정보저장 매체의 윤활 코팅, FED(field emission display)의 전계방출소자등 다양한 분야에의 응용이 연구되고 있다. DLC 필름은 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition), IBAD(ion beam assisted deposition), Laser ablation, Cathodic vacuum arc등의 process를 이용하여 증착되고 있다. 특히 이러한 필름의 물성은 입사되는 이온의 에너지에 의해 좌우되는데, Lifshitz 등의 연구에 의하여 hyperthermal species를 이용한 DLC 필름의 성장은 초기에 subsurface로의 shallow implantation이 일어난 후 높은 sp3 fraction을 갖는 필름이 연속적으로 성장한다는 subplantation model이 제시 되었다. 본 연구에서는 기판과 subplantation 영역이 이후 계속하여 증착되는 순수 DLC 필름의 특성 변호에 미치는 영향에 대하여 관심을 가지고 실험을 행하였다. 본 실험에서는 상기 제시되어 있는 방법보다도 더욱 정확하고도 독립적으로 탄소 음이온의 에너지와 flux를 조절할 수 있는 Cs+ ion beam sputtering system을 이용하여 탄소 음이온의 에너지를 40eV에서 200eV까지 변화시키며 필름을 증착하였다. Si(100) 웨이퍼를 기판으로 사용하였고 증착 압력은 5$\times$10-7torr 였으며 인위적인 기판의 가열은 하지 않았다. 또한 Ion beam deposited DLC film의 growth process를 연구하기 위하여 200eV의 탄소 음이온을 시간(증착두께)을 변수로 하여 증착하였고, 이 때에는 Kaufman type의 gas ion beam을 이용하여 500eV의 Ar+ ion으로 pre-sputering을 행하였다. 탄소 음이온의 에너지와 증착두께에 따라 증착된 film 내의 sp3/sp2 ratio 의 변화를 XPS plasmon loss 와 Raman spectra를 이용하여 분석하였다. 또한 증착두께에 따른 interlayer의 결합상태를 관찰하기 위하여 AES와 XPS 분석을 보조로 행하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1998.02a
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• pp.27-27
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• 1998

진공기술의 응용과 진공환경의 이용은 더 이상 논하지 않더라도 산업 전반에 그 충요성이 점점 더 커가고 있다. 이러한 여건에도 불구하고 진공율 이용하는 system 개밟의 국산화는 수 입하는 system으$\mid$ 수에 비하여 절대적으로 부족하며, 또한 개발하는 system의 자동화는 거의 이 루어지지 않고 있으며, 자동화된 진공판련 system은 거의 대부분 수입에 의흔하고 있다. 실험 실 규모에서부터 System올 하나하나 개밭하고, 이톨 자동화하는 노력과 일이 진행됨다면 산업 응용에 있어서도 자연스럽게 자동화된 system으$\mid$ 개발이 이루어 질 것이다 .. system 자동화는 상 품수명의 단축과 이에 따른 다품종 소량을 요구하는 시장수요에 대응하고, 인력절감과 고풀짙 화로 생산성 향상의 요구에 대응하기 위하여 필요하다. 본 연 구에 서 는 e-beam evaporator로 evaporation하면 서 ion beam으로 assist하여 thin film율 제 작하는 IBAD vacuum system율 싫 계 및 제 작하고[1,2], PLC[3,떼톨 이 용하여 system 자동화톨 하였다 .. thin film 제작 process는 먼저 기본 진공상태로 만뚫고 난 뒤, e-beam evaporator로 e evaporation하면서 ion beam source로 assist하여 substrate 011 thin film율 제조한다 226;. thin film올 제 조하면서 thickness monitor로 sample의 thickness rate톨 control 하고, sample의 균얼성과 밀착 성을 고려하여 substrate톨 rotation 및 heating 할 수 있도록 싫계, 제작하였다. 양질의 박막올 제조하기 위해서 진공환경이 좋은 상태로 제공되어야 한다. 이톨 위하여 oil free operation 0 I 가 능한 dry pump와 turbo molecular pump로 고진공 배기 하였다. 진공도의 흑점은 thermal effect 툴 고려하여 cold cathode ion gauge률 사용하였고, intro chamber와 main chamber 사이에는 g gate valve톨 설치하여 벌도로 운용되도록 하였다. 이러한 process를 박막의 두께, 진공도, 시 간, 온도, 공정 동의 조건올 기훈으로 자동화한 것이다. 또한 정전과 단수에 대한 interlock 기능 도 고려하였다.하였다.

• Progress in Superconductivity and Cryogenics
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• v.18 no.3
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• pp.1-5
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• 2016

Ion-beam assisted deposition (IBAD) technology has been successfully applied to high-temperature superconductor coated conductors (CC) as textured substrates. Since the coated conductors were proposed as a potential framework for utilizing the superior transport characteristics of $YBa_2Cu_3O_7$ and related cuprate oxides, several methods including rolling-assisted bi-axial textured substrates (RABiTS) and inclined substrate deposition (ISD), as well as IBAD, have been attempted. As of 2016, most companies that are trying to commercialize CC adapt IBAD technology except for American Superconductors who use RABiTS predominantly. For the materials in the IBAD process, initial efforts to use yttria-stabilized zirconia (YSZ) or related fluorites in Fujikura in Japan have quickly given way to MgO which technique was developed by Stanford University in the USA. In this review, we present a historical overview of IBAD technology, in particular, for the application of CC. We describe the key scientific understanding of nucleation, the texturing mechanism, and the growth of large bi-axial grains and discuss some potential new IBAD materials and systems for large-scale production.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.7 no.s1
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• pp.30-36
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• 1998

The plasma-spray technique is currently the most frequently used method to produce calcium phosphate coatings. Hydroxyapatite(HAp), one form of calcium phosphate, is preferred by its ability to form a direct bond with living bone, resulting in improvements of implant fixation and faster bone healing. Recently, concerns have been raised regarding the viable use and long-term stability of plasma-spray HAp coatings due to its nature of comparatively thick, porous, and poor bonding strength to metal implants. Thin layers (maximum of few microns) of calcium phosphate were formed by an e-beam evaporation with and without ion bombardments. The Ca/P ration of film was controlled by either using the evaporants having the different ration of Ca/P with addition of CaO, or adjusting the ion beam assist current. The Ca/P ration had great effects on the structure formation after heat treatment and the dissolution bahavior. The calcium phosphate films produced by IBAD exhibited high adhesion strength.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.5
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• pp.446-451
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• 1999

Surface of Polymethylmethacrylate (PMMA) was modified by ion assisted reaction in which ion beam of Ar or$ O_2$is irradiated on polymer in reaction gas environment. Ion beam energy was changed from 600 to 1000eV, and ion doses were varied from $5\times10^{14} ions/cm^2 to 1\times10^{17} ions/cm^2$. Contact angle and surface energy of modified PMMA were measured by contact angle micrometer using distilled water and formamide. In the case of $Ar^+$ ion irradiation only, the contact angle reduced from $68^{\circ} to $35^{\circ}$ and the surface energy was changed from 46 dyne/cm to 60 dyne/cm. The contact angle significantly decreased to $14^{\circ}$and the surface energy increased to 72 dyne/cm when the surface of PMMA was modified by oxygen ion irradiation in oxygen gas environment. Improvement of wettability results from the formation of new hydrophilic group which is identified as C-O chain by XPS analysis. Recovery of wettability in dry air and maintenance of it in water condition were explained in view of the formation of hydrophilic group.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.8 no.1
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• pp.53-59
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• 2001

Surfaces of PTFE and PVDF were modified by ion-assisted reaction (IAR) in which 1 keV $Ar^{+}$ ions were irradiated on the surface of the polymer with varying ion dose in an oxygen gas environment, and Cu, Pt, Al and Ag thin films were deposited on the modified polymers. Wettability of the modified polymers was largely improved by the formation of hydrophilic groups due to chemical reaction between polymer surface and the oxygen gas during IAR. The change in wettability in the modified polymers was also related to the change in surface morphology and roughness. Adhesion between metal films and polymers modified by IAR was significantly improved, so that no detachment was possible in the $Scotch^{TM}$ tape test. The increase of adhesion strength between the metal film and the modified PVDF was mainly attributed to the formation of hydrophilic groups, which interacted with the metal film. In the case of the modified PTFE, the enhanced adhesion to metal film could be explained by the change in surface morphology together with the formation of hydrophilic groups. The electrical properties of the metal films on the modified polymers were also investigated.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.35 no.8
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• pp.795-800
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• 1998

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2006.10a
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• pp.533-534
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• 2006

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.7 no.3
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• pp.221-228
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• 1998

Enhancement of adhesion between polymer films and metal films are obtained by forming the hydrophilic functional groups on the polymer surfaces by ion assisted reaction which uses ion beam in reactive gas environments. In ion assisted reaction, ion dose, blown gas flow rate and ion energy were changed from $5\times 10^{14}$ to $1\times 10^{17}\textrm{ions/cm}^2$, from 0 to 8 sccm, and 0.3 to 1.2 kV, respectively. Wetting angle of water on polymer films modified by $ Ar^+$ ion without blowing oxygen decreases to ~$40^{\circ}$. Contact angle of water on polymer films modified by $ Ar^+$ ion with blowing oxygen decreases to ~$20^{\circ}$, and the surface free energy increases to ~70 dyne/$\textrm{cm}^2$. However, contact angle of water on polytetraflouroethylene (PTFE) modified by ion assisted reaction increases with ion dose. The adhesion strength of metal film deposited on the polymer surface was investigated. In the case of the metal film deposited on the untreated polymers, the metal films are detached from the polymer surface. While, In the case of the metal film deposited on the polymers treated by ion assisted reaction, the metal films are strongly adhere to the polymer surfaces.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.117-117
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• 2000

높은 광학적 투과성과 전기전도성을 갖는 ITO film은 solar cell같은 optoelectronic device나 휴대용 소형 TV, flat panel display 등의 투명전극으로 그 응용 분야가 광범위하여 많은 연구가 수행되어져 왔다. 기판으로서 유리를 사용할 때 생기는 활용범위 제한을 극복하고자 최근 유기물 위에 증착이 가능한 저온 증착방법에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그 가운데 이온빔과 같은 energetic한 beam을 이용한 박막의 제조는 기판을 플라즈마 발생지역으로부터 분리시켜 이온빔의 flux 및 에너지, 입사각 등의 자유로운 조절을 통해 상온에서도 우수한 성질의 박막형성 가능성이 제시되어 지고 있다. ITO박막을 형성하는 방법 중 스프레이법이나 CVD법과 같은 화학적 증착방법은 증착시 350-50$0^{\circ}C$의 고온이 필요하고 현재 가장 많이 응용되어 지고 있는 sputter법은 15$0^{\circ}C$정도의 가열이 필요하므로 앞으로 응용가능성이 매우 커서 많은 연구가 진행중인 플라스틱과 아크릴 같은 flexible 한 기판위 증착에 적용이 불가능하다. 본 실험에서는 IBAD(Ion Beam Assisted Deposition)법을 이용하여 저온 ITO film을 유리와 유기막위에 증착하는 연구를 수행하였다. 유기막위에 증착된 ITO는 보다 가볍고 충격에 강하고 유리에 못지 않은 투과성을 가지고 있으나 현재 film의 quality 향상에 대한 요구가 증대되어 지고 있는 실정이다. 따라서, 본 실험에서는 dual oxygen ion gun의 조건변화에 따른 ITO film의 특성변화를 관찰하였다. 고정된 증？율에 한 개 ion gun에 ion flux를 고정시킨 후 또 다른 ion gun에서 발생하는 oxygen radical의 영향을 조사하였으며 oxygen radical의 rf power에 따른 변화는 OES(Optical emission spectroscopy)를 사용하였다. 너무 적은 oxygen ion beam flux나 oxygen radical은 film의 전도도 및 투과도를 저하시켰고 반면 너무 과도한 flux의 증가 시는 전도도는 감소하였고 투과도는 증가하는 경향을 보였다. 기판에 도달하는 oxygen ion flux는 faraday cup을 이용하여 측정하였으며 증착된 ITO film은 XPS, UV-spectrometer, 4-point probe를 이용하여 분석하였다.