• 제목/요약/키워드: Sonoluminescence

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마이크로 이하 기포로부터의 소노루미네센스 특성 (Sonoluminescence Characteristics from Submicron Size bubbles)

  • 변기택;강상우;김기영;곽호영
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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    • pp.1201-1206
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    • 2004
  • Sonoluminescence (SL) characteristics such as pulse shape, radiance and spectrum radiance from submicron bubbles were investigated. In this study, a set of analytical solutions of the Navier-Stokes equations for the gas inside bubble and equations obtained from mass, momentum and energy equations for the liquid layer adjacent the bubble wall were used to estimate the gas temperature and pressure at the collapse point, which are crucial parameters to determine the SL characteristics. Heat transfer inside the gas bubble as well as at the liquid boundary layer, which was not considered in the most of previous studies on the sonoluminescence was taken it into account in the calculation of the temperature distribution inside the bubble. It was found that bremsstrahlung is a very possible mechanism of the light emission from either micron or submicron bubbles. It was also found that the peak temperature exceeding $10^{6}$ K in the submicron bubble driven at 1 MHz and 4 atm may be due to the rapid change of the bubble wall acceleration near the collapse point rather than shock formation.

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디지털 영상처리를 이용한 초음파 소노루미네센스 이미지 개선 (Enhancement of Ultrasonic Sonoluminescence Image Using Digital Image Processing)

  • 김정순;조미선;문관호;하강렬;전병두;김무준
    • 한국음향학회지
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    • 제26권8호
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    • pp.409-414
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    • 2007
  • 소노루미네센스를 이용한 음향가시화법에 관한 연구가 많이 수행되었음에도 불구히필 그 응용사례를 찾기 힘든 것은 소노루미네센스 현상이 임계음압 이상에서만 나타난다는 단점 때문이다. 최근 개발된 고감도 디지털 카메라는 큰 메모리 용량과 높은 해상도를 이용하여 육안으로 관측하기 힘든 미약한 빛의 영상에 대해서도 그 디지털 데이터를 취득할 수 있게 되었다. 본 연구에서는 방사음압에 대한 소노루미네센스 현상의 발광 강도 변화를 조사하여 이 결과로부터 방사음압에 따른 강도변화를 선형화시키는 역함수의 형태를 구하였다 이 역함수의 형태로부터 매칭함수의 형태를 예측할 수 있었고 이를 소노루미네센스 현상으로부터 얻어진 디지털 영상데이터에 적용한 결과 영상데이터의 히스토그램의 분포를 적절히 제어하여 비교적 약한 음향강도에 의해 생성되는 소노루미네센스의 영상을 개선시킬 수 있었다.

금속 이온이 다중기포 Sonoluminescence 스펙트럼에 미치는 영향 연구 (Color Changes of Multi-Bubble Sonoluminescence Due to Metallic Ions in Water)

  • 한문수;이제욱;백승찬;백정환;김영환
    • 한국음향학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.111-117
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    • 2010
  • 본 연구에서는 액체 내에서 초음파에 의해 빛이 발생하는 현상인 Sono-Luminescence (이하 SL)에 대해 연구하였다. 알칼리 금속과 알칼리 토금속 화합물을 녹인 용액에서의 SL을 관찰 하였으며, 금속 이온 농도, 금속이온의 종류를 바꾸어 가며 SL에 미치는 영향을 조사하였다. 이 때 각각의 SL에서 나오는 빛을 사진으로 찍어 RGB 성분 분석을 통해 금속 이온을 녹인 용액의 SL이 증류수에서 SL과 금속 불꽃 반응 색 또는 선스펙트럼에서 강한 세기로 방출되는 색의 합성으로 표현될 수 있는지 연구하였다. 알칼리 금속의 경우 두 색의 합성으로 잘 표현되었으나 알칼리 토금속의 경우는 그렇지 않았다. 그 이유로 SL 방출시 온도가 그리 높지 않아서 알칼리 토금속의 선스펙트럼에서 에너지가 큰 단파장의 빛이 SL에서 잘 방출되지 않기 때문인 것으로 추론하였다.

메가소닉 세정시 발생되는 패턴손상 최소화에 대한 연구 (Evaluate the Effect of Megasonic Cleaning on Pattern Damage)

  • 유동현;안영기;안덕민;김태성;이희명;김정인;이양래;김현세;임의수
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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    • pp.2511-2514
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    • 2008
  • As the minimum feature size decreases, techniques to avoid contamination and processes to maintain clean wafer surfaces have become very important. The deposition and detachment of nanoparticles from surfaces are major problem to integrated circuit fabrication. Therefore, cleaning technology which reduces nanoparticles is essential to increase yield. Previous megasonic cleaning technology has reached the limits to reduce nanoparticles. Megasonic cleaning is one of the efficiency method to reduce contamination nanoparticle. Two major mechanisms are active in a megasonic cleaning, namely, acoustic streaming and cavitation. Acoustic streaming does not lead to sufficiently strong force to cause damage to the substrates or patterns. Sonoluminescence is a phenomenon of light emission associated with the cavitation of a bubble under ultrasound. We studied a correlation between sonoluminescence and sound pressure distribution for the minimum of pattern damage in megasonic cleaning.

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초음파 캐비테이션에 의해 생성되는 라디칼의 발생량 평가를 위한 소노루미네센스 발광강도의 측정 (Measurement of sonoluminescence intensity for evaluation of the amount of radical generated by ultrasonic cavitation)

  • 김정순;김무준
    • 한국음향학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.50-56
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    • 2023
  • 이산화티탄 현탁액에서 초음파 캐비테이션 충격파에 의해 발생하는 하이드록실 라디칼(·OH) 및 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼(·O2- )은 살균 및 소독 작용을 할 수 있어 활용 가치가 높다. 화학첨가물이 없는 살균 방법으로서의 실용화를 위하여 본 연구에서는 이산화티탄 현탁액에 방사된 강력 초음파에 의해 발생하는 라디칼의 발생 정도를 평가하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법에서는 초음파 붕괴에너지에 의해 발광하는 소노루미네센스 현상을 활용하였고, 소노루미네센스에 의한 빛 에너지의 양을 통해 라디칼 발생 정도를 평가하였다. 그 결과, 이산화티탄의 농도가 0.02 wt%인 낮은 농도에서도, 이산화티탄이 없는 경우보다 5배 이상 높은 빛 에너지가 수광되었다. 그 이후, 농도가 0.1 wt%씩 증가함에 따라 발생하는 소노루미네센스의 광도는 약 14.8×10-12 lm씩 선형적으로 증가하였다. 따라서 이산화티탄 현탁액에 강력 초음파를 방사하여 발생하는 라디칼은, 주어진 농도 범위 내에서 이산화티탄의 농도가 증가함에 따라 선형적으로 증가함을 확인할 수 있었다.

빛을 발산하는 기포내에서의 화학반응 (Chemical Reactions inside a Sonoluminescing Gas Bubble)

  • 강상우;김홍운;임경희;곽호영
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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    • pp.487-492
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    • 2001
  • The Multi-bubble sonoluminescence(MBSL) provides a unique environment, that is, very high temperature$(5,000\sim20,000K)$ and high pressure$(500\sim10,000\;atm)$. However, the mechanism for the MBSL has been elusive. Recently, it has been suggested that the mechanism be continuous and also of discrete peaks that are caused by molecular transitions. In this article, this mechanism has been examined for the Ar/water system by the combined hydrodynamics and molecular transition.

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Syntheses of CdTe Quantum Dots and Nanoparticles through Simple Sonochemical Method under Multibubble Sonoluminescence Conditions

  • Hwang, Cha-Hwan;Park, Jong-Pil;Song, Mi-Yeon;Lee, Jin-Ho;Shim, Il-Wun
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제32권7호
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    • pp.2207-2211
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    • 2011
  • Colloidal cadmium telluride (CdTe) quantum dots (QDs) and their nanoparticles have been synthesized by one pot sonochemical reactions under multibubble sonoluminescence (MBSL) conditions, which are quite mild and facile compared to other typical high temperature solution-based methods. For a typical reaction, $CdCl_2$ and tellurium powder with hexadecylamine and trioctylphosphine/trioctylphosphineoxide (TOP/TOPO) as a dispersant were sonicated in toluene solvent at 20 KHz and a power of 220W for 5-40 min at 60 $^{\circ}C$. The sizes of CdTe particles, in a very wide size range from 2 nm-30 ${\mu}m$, were controllable by varying the sonicating and thermal heating conditions. The prepared CdTe QDs show different colors from pale yellow to dark brown and corresponding photoluminescence properties due mainly to the quantum confinement effect. The CdTe nanoparticles of about 20 nm in average were found to have band gap of 1.53 eV, which is the most optimally matched band gap to solar spectrum.

The Synthesis of CuInS2 Nanoparticles by a Simple Sonochemical Method

  • Park, Jae-Young;Park, Jong-Pil;Hwang, Cha-Hwan;Kim, Ji-Eon;Choi, Myoung-Ho;Ok, Kang-Min;Kwak, Ho-Young;Shim, Il-Wun
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제30권11호
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    • pp.2713-2716
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    • 2009
  • $CuInS_{2}$ nanoparticles were synthesized by a simple sonochemical method; First, Cu nanoparticles were prepared from $CuInS_{2}$ in methanol solution by a one pot reaction through the sonochemistry under multibubble sonoluminescence (MBSL) conditions. Second, the resulting Cu nanoparticles were treated with $InCl_3{\cdot}4H_2O$ and $CH_3CSNH_2$ (thioacetamide) at the same MBSL conditions to synthesize $In_2S_3$-coated Cu nanoparticles in methanol solution. Then, they were transformed into $CuInS_{2}$ (CIS) nanoparticles of 20 $\sim$ 40 nm size in diameter by thermal heating at 300 ${^{\circ}C}$ for 2 hr. The prepared CIS nanoparticles, of which band gap is 1.44 eV, were investigated by X-ray diffractometer, UV-Vis spectrophotometer, inductively coupled plasma spectrometer, and high resolution-transmission electron microscope.