• 제목/요약/키워드: Langmuir Probe (LP)

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중형과학로켓, KSR-II를 이용한 이온층 전자 밀도 및 온도 분포 측정에 관한 연구 (A STUDY OF THE IONOSPHERIC ELECTRON MEASUREMENT ON THE MEDIUM-SIZED SCIENTIFIC ROCKET , KSR-II)

  • 이재진;김준;이수진;민경욱;표유선;조광래;이황재
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제15권2호
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    • pp.401-415
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    • 1998
  • 1998년 6월 11일 오전 10시(KST)에 태안 반도(37。N, 126。E)에서 발사된 국산 로켓 KSR-II는 73km에서 130km고도에 걸쳐 전자 밀도, 전자 온도, 부동 전위 등을 관측하는데 성공하였다. 이 지역은 이온 층의 E-region에 해당하는 지역으로 전자 온도가 낮고 특히 Probe의 오염 효과에 의해 오차가 생길 수 있기 때문에 전자 온도에 대한 정확한 데이터를 얻기가 쉽지 않다. 본 실험에서 사용된 장비는 Langmuir Probe (LP)와 Electron Temperature Probe (ETP)로 두 가지 서로 다른 probe를 통해 얻은 전자 온도를 비교하여 검증된 전자 온도를 구할 수 있었다. 실험 결과 전자 밀도는 약 90km지점에서 급격히 증가하여 약 102km지점에서 최대 전자 밀도를 갖고 이 이상의 고도에서는 점차 감소하는 것으로 나타났다. 이는 최대 전자밀도가 110km에서 나타나는 IRI(International Reference Ionosphere)95-model이나 PIM(Parameterized Ionospheric Model)과 비교해 보면 다소 낮은 고도에서 최대 전자 밀도가 존재하였음을 알 수 있으며 측정된 값은 모델 계산에 비해 약간 큰 값을 갖는 것으로 나타났다. 한편 ETP로 측정된 전자 온도는 200$^{\circ}$K에서 700$^{\circ}$K에서 LP에 의한 교란 효과로 추정되는 요동현상을 보였으며 이를 제외하면 전자 온도가 고도에 따라 다소 증가하는 경향을 볼 수 있었다. LP를 통해 구한 전자 온도는 125km이상의 고도에서 ETP를 통하여 구한 전자 온도와 어는 정도 일치한다는 점에서 신뢰할 만한 측정값을 얻었다고 판단된다.

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KSR-3 과학로켓용 전자환경 측정기 개발 (DEVELOPMENT OF LANGMUIR AND ELECTRON PROBE FOR KSR-III)

  • 황승현;김준;김준규;이수진;장영순;박정주;조광래;원영인
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제18권3호
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    • pp.249-256
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    • 2001
  • 한국항공우주연구원에서는 지난 1998년 KSR-2 촤학로켓에 이온층 전자환경 측정기를 탑재하여 한반도 상공의 전자 밀도, 전자 온도, 부동 전위등을 측정하는데 성공하였다. 이온층 전자환경 측정기는 한반도 상공 이온층의 전자 온도와 밀도를 측정하는데 목적이 있다. 이번 연구에서는 2002년 상반기 발사 예정인 KSR-3 과학로켓에 탑재될 전자환경 측정기를 개발하였고 일본에서 우주 환경 모사 실험을 수행하여 측정기의 성능을 확인하였다. 전자환경 측정기는 랑뮈어 프로브(Langmuir Probe)와 전자 온도 프로브(Electron Temperature Probe)로 구성되어 있으며 이 센서들의 측정 결과로부터 이온층의 전자 밀도와 온도에 대한 정보를 얻을 수 있다. 이렇게 개발된 전자환경 측정기로부터 신뢰성 있는 자료를 얻는다면 IRI(International Reference Ionosphere) 모델이나 PIM(Parameterized Ionospheric Model)과 비교하여 한반도 상공의 이온층 전자 환경에 대한 이해를 돕는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

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아리랑 1호에서의 야간 이온층 관측 (OBSERVATION OF NIGHTTIME IONOSPHERE USING KOMPSAT-l)

  • 이재진;민경욱;이은상;김준
    • 천문학논총
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    • 제15권spc2호
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    • pp.37-44
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    • 2000
  • Two different types of plasma probes have been developed and are currently in operation on board the KOMPSAT-l. One is the cylindrical Langmuir Probe (LP) that measures the electron density and temperature from its current-voltage characteristics in thermal plasmas, and the other is the Electron Temperature Sensor (ETS) which directly gives the information of the ambient electron temperatures. These plasma probes provide the electron properties of the local nighttime ionosphere at the KOMPSAT-l altitudes. In this paper we briefly describe the probes and the initial results obtained from these probes since the beginning of their normal operation in April, 2000.

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유도 결합 플라즈마를 이용한 MgO 박막의 식각특성 (The etching properties of MgO thin films in $Cl_2/Ar$ gas chemistry)

  • 구성모;김창일
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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    • pp.734-737
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    • 2004
  • The metal-ferroelectric-semiconductor (MFS) structure is widely studied for nondestructive readout (NDRO) memory devices, but conventional MFS structure has a critical problem. It is difficult to obtain ferroelectric films like PZT on Si substrate without interdiffusion of impurities such as Pb, Ti and other elements. In order to solve these problems, the metal-ferroelectric-insulator-semiconductor (MFIS) structure has been proposed with a buffer layer of high dielectric constant such as MgO, $Y_2O_3$, and $CeO_2$. In this study, the etching characteristics (etch rate, selectivity) of MgO thin films were etched using $Cl_2/Ar$ plasma. The maximum etch rate of 85 nm/min for MgO thin films was obtained at $Cl_2$(30%)/Ar(70%) gas mixing ratio. Also, the etch rate was measured by varying the etching parameters such as ICP rf power, dc-bias voltage, and chamber pressure. Plasma diagnostics was performed by Langmuir probe (LP) and optical emission spectroscopy (OES).

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태양 활동과 대서양 지역에서 발생하는 equatorial plasma bubble 사이의 상호 관계

  • 이재진;민경욱
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권2호
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    • pp.31-31
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    • 2003
  • Equatorial Plasma Bubble(EPB)은 적도 지역에서 Rayleigh-Taylor Instability에 의해 발생하는 이온층 플라즈마의 불안정성 현상으로, 주변의 플라즈마 밀도에 비해 좁은 영역에서 플라즈마 밀도가 급격하게 떨어지는 현상을 말한다. 지역적으로 보면, 겨울철에는 대서양 지역에서 집중적으로 발생하고 여름철에서는 태평양 지역에서 많이 관측된다. 이러한 불안정 현상은 단파 통신 장애를 유발할 수 있기 때문에 많은 연구 대상이 되어왔지만, 아직까지 태양 활동이나 지자기 변화에 의한 상호 연관성이 규명되지 못 하고 있다. 이것은 Rayleigh-Taylor Instability를 발생시키는 여러 인자들이 매우 복잡하게 관련되어 있기 때문인데, 본 연구에서는 특정 지역에서 발생하는 EPB에 한정하여 태양 활동과의 상호 연관성에 대해 분석하고자 하였다. 또한 단순한 발생 빈도에 대한 통계적인 처리가 아닌, EPB하나 하나에 대한 특성을 분석함으로써 EPB의 발생과 관련한 보다 명확한 분석이 가능하게 되었다. 분석에 필요한 data는 KOMPSAT-1의 Langmuir Probe(LP)에 의해 2000년에서 2001년 사이에 얻은 이온층의 전자 밀도를 사용하였는데, KOMPSAT-1의 LP는 같은 기간 활동한 다른 위성에 비해 좋은 시간 분해능을 가지고 있기 때문에 EPB의 통계 처리에 적당한 것으로 생각되었다.

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$Cl_2$ 플라즈마를 이용한 BLT 박막 식각 특성에 대한 Ar 첨가효과 (Ar Addition Effects in $Cl_2$ Plasma on Etching Properties for BLT Thin Film)

  • 김동표;김경태;김창일;이철인
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 센서 박막재료 반도체 세라믹
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    • pp.174-177
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    • 2003
  • $Cl_2$ 플라즈마를 이용한 BLT 박막의 식각에서 Ar 가스의 첨가에 따른 식각 속도, 선택비 및 식각 형상의 변화에 대하여 관찰하였다. BLT 박막의 식각 속도는 100% Ar 플라즈마에서 100 % $Cl_2$ 플라즈마에서의 식각 속도보다 약 1.5배정도 빨랐으며, 80% Ar/20% $Cl_2$ 조건에서 $503{\AA}/min$ 최대 식각의 최대 시각 속도를 얻었다. RF 전력과 직류 바이어스 전압을 증가함에 따라 식각 속도는 증가하였으며, $Ar/Cl_2$ 플라즈마의 식각 속도가 $Cl_2$ 플라즈마의 식각 속도 보다 높았다. 식각 공정 변수의 변화에 의한 플라즈마 변수가 BLT 식각 속도에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 LP(Lanmuir porbe)와 OES(optical emission spectroscopy)분석을 수행하였다. Ar 첨가량이 증감함에 따라 LP 분석에서 전자의 온도는 증가하였으나 전자밀도는 감소하였다. 이는 Ar의 이온화 준위가 Cl 보다 높기 때문에 이온화 윷이 낮아지기 때문으로 판단된다, 또한, OES 분석에서 Ar 첨가량이 증가함에 따라 Cl 원자의 부피 밀도는 감소하였다. Ar 첨가에 의한 BLT 박막의 식각 속도의 변화와 LP 및 OES 분석을 고려하면, BLT 박막은 화학적 식각의 도움을 받는 무리적 식각에 의하여 식각됨을 확인하였다,

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과학위성 1호의 우주 플라즈마 관측 시스템 (SPACE PHYSICS PACKAGE ON KAISTSAT-4)

  • 황정아;이재진;이대희;이진근;김희준;박재홍;민경욱;신영훈
    • 천문학논총
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    • 제15권spc2호
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    • pp.45-52
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    • 2000
  • Four plasma instruments are currently under development for KAISTSAT-4 (K-4) which is scheduled for launch in 2002. They are the Solid-State Telescope, Electro-Static Analyzer, Langmuir Probe, and the Scientific Magnetometer, that will respectively allow in-situ detection of high energy and low energy components of auroral particles, ionospheric thermal electrons, and magnetic field disturbances. These instruments, together with the Far-ultraviolet IMaging Spectrograph, will provide micro-scale physics of Earth's polar ionosphere with detailed spectral information that has not been previously achieved with other space missions. In this paper, we review the concept of the four space plasma instruments as well as the anticipated results from the instruments.

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이온층 고에너지 입자 상태와 저궤도 위성의 위성체 전위 사이의 상관관계

  • 이준현;이은상;김관혁;선종호;이재진;이동훈;진호
    • 천문학회보
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    • 제37권2호
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    • pp.124.2-124.2
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    • 2012
  • 위성체의 전위는 위성 주변의 우주 환경에 크게 영향을 받는다. 본 연구에서는 과학기술위성 1호(STSAT-1)에 탑재된 LP(Langmuir Probe)와 ESA(Electro-Static Analyzer) 관측 자료를 이용하여 위성체의 전위에 위성 주변 고에너지 입자들이 미치는 영향을 분석하였다. 일반적으로 위성체가 대전되어 위성체의 부동전위가 감소할 때 위성 주변의 플라즈마 밀도는 감소하고 온도는 증가한다. 또한 DMSP 위성 등을 비롯한 이전 관측에서는 고에너지 입자의 플럭스가 증가하는 지역을 위성이 통과할 때 위성체의 전위가 감소하였다. 본 연구에서는 위성이 수 ~ 수 십 keV 정도의 고에너지 입자 플럭스가 증가한 후 감소하는 지역을 통과할 때에도 위성체의 전위가 감소하는 현상을 관측하였다. 고에너지 입자의 플럭스가 감소하는 지역에서 일어나는 위성의 대전현상을 통계적으로 분석해 보고 이러한 결과를 토대로 위성체 전위 변화에 우주환경 변화가 어떤 영향을 주는지 연구하였다.

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Variation of Floating Potential in the Topside Ionosphere Observed by STSAT-1

  • Lee, Junhyun;Lee, Ensang;Lee, Jaejin;Kim, Khan-Hyuk;Seon, Jongho;Lee, Dong-Hun;Jin, Ho;Kim, Eung-Hyun;Jeon, Hyun-Jin;Lim, Seong-Bin;Kim, Taeyoun;Jang, Jaewoong;Jang, Kyung-Duk;Ryu, Kwangsun
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제31권4호
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    • pp.311-315
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    • 2014
  • In this study, we investigated the effect of space plasmas on the floating potential variation of a low-altitude, polar-orbiting satellite using the Langmuir Probe (LP) measurement onboard the STSAT-1 spacecraft. We focused on small potential drops, for which the estimation of plasma density and temperature from LP is available. The floating potential varied according to the variations of plasma density and temperature, similar to the previously reported observations. Most of the potential drops occurred around the nightside auroral region. However, unlike the previous studies where large potential drops were observed with the precipitation of auroral electrons, the potential drops occurred before or after the precipitation of auroral electrons. Statistical analysis shows that the potential drops have good correlation with the temperature increase of cold electrons, which suggests the small potential drops be mainly controlled by the cold ionospheric plasmas.

VHF-CCP 설비에서 Ar/SF6 플라즈마 분포가 Si 식각 균일도에 미치는 영향 분석 (Analysis of Si Etch Uniformity of Very High Frequency Driven - Capacitively Coupled Ar/SF6 Plasmas)

  • 임성재;이인규;이하늘;손성현;김곤호
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.72-77
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    • 2021
  • The radial distribution of etch rate was analyzed using the ion energy flux model in VHF-CCP. In order to exclude the effects of polymer passivation and F radical depletion on the etching. The experiment was performed in Ar/SF6 plasma with an SF6 molar ratio of 80% of operating pressure 10 and 20 mTorr. The radial distribution of Ar/SF6 plasma was diagnosed with RF compensated Langmuir Probe(cLP) and Retarding Field Energy Analyzer(RFEA). The radial distribution of ion energy flux was calculated with Bohm current times the sheath voltage which is determined by the potential difference between the plasma space potential (measured by cLP) and the surface floating potential (by RFEA). To analyze the etch rate uniformity, Si coupon samples were etched under the same condition. The ion energy flux and the etch rate show a close correlation of more than 0.94 of R2 value. It means that the etch rate distribution is explained by the ion energy flux.