• 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.24 no.4
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• pp.71-77
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• 2022

Sub-Kelvin cooling has been generally demanded for the fields of low temperature physics, such as physical property measurements, astronomical detection, and quantum computing. The refrigeration system with a small size can be appropriately introduced when the measurement system does not require a high cooling capacity at sub-Kelvin temperature. The dilution refrigerator which is a common method to reach sub-Kelvin, however, must possess a large ³He circulation equipment at room temperature. As alternatives, a sorption refrigerator and a magnetic refrigerator can be adopted for sub-Kelvin cooling. This paper describes those coolers which have been developed by various research groups. Furthermore, a cold-cycle dilution refrigerator of which the size of the ³He circulation system is minimized, is also introduced. Subsequently, a new concept of dilution refrigerator is proposed by our group. The suggested cooler can achieve sub-Kelvin temperature with a small size since it does not require any recuperator and turbo-molecular vacuum pump. Its architecture allows the compact configuration to reach sub-Kelvin temperature by integrating the sorption pump and the magnetic refrigerators. Therefore, it may be suitably utilized in the low temperature experiments requiring low cooling capacity.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2005.11a
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• pp.341-345
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• 2005

This paper is for the combustion characteristics of gas generator which drive 1.5MW-class turbo pump and runs in fuel-rich combustion regime with LOx/kerosene as propellant. The outline of development procedure of real scale high pressure gas generator is introduced and the relation between O/F ratio and outlet temperature and the molecular weight and specific heat ratio of combustion gas are described. The relation between O/F ratio and temperature is newly obtained at higher pressure and the molecular weight and specific heat ratio is modified and their validity is confirmed by the mass relation equation.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.309-309
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• 2012

Heteroepitaxial growth remains as one of the continuously growing interests, because the heterogeneous crystallization on different substrates is a common feature in the fabrication processes of many semiconductor materials and devices, such as molecular beam epitaxy, pulsed laser deposition, sputtering, chemical bath deposition, chemical vapor deposition, hydrothermal synthesis, vapor phase transport and so on [1,2]. By using the R.F. sputtering system, ZnO thin films were deposited on graphene 4 and 6 mono layers, which is grown on 400 nm and 600 nm $SiO_2$ substrates, respectively. The ZnO thin layer was deposited at various temperatures by using a ZnO target. In this experimental, the working power and pressure were $3{\times}10^{-3}$ Torr and 50 W, respectively. The base pressure of the chamber was kept at a pressure around $10^{-6}$ Torr by using a turbo molecular pump. The oxygen and argon gas flows were controlled around 5 and 10 sccm by using a mass flow controller system, respectively. The structural properties of the samples were analyzed by XRD measurement. The film surface and carrier concentration were analyzed by an atomic force microscope and Hall measurement system. The surface morphologies were observed using field emission scanning electron microscope (FE-SEM).

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.32 no.3
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• pp.232-239
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• 2008

The position sensors used in a magnetic bearing system are desirable to provide some degree of fault-tolerance as the rotor position is necessary for the feedback control to overcome the open-loop instability. In this paper, we propose an inductive position sensor that can cope with a partial fault in the sensor. The sensor has multiple poles which can be combined to sense the in-plane motion of the rotor. When a high-frequency voltage signal drives each pole of the sensor, the resulting current in the sensor coil contains information regarding the rotor position. The signal processing circuit of the sensor extracts this position information. In this paper, we used the magnetic circuit model of the sensor that shows the analytical relationship between the sensor output and the rotor motion. The multi-polar structure of the sensor makes it possible to introduce redundancy which can be exploited for fault-tolerant operation. The proposed sensor is applied to a magnetically levitated turbo-molecular vacuum pump. Experimental results validate the fault-tolerance algorithm.

• KSTLE International Journal
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• v.4 no.2
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• pp.37-42
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• 2003

One of the obstacles for a magnetic bearing to be used in the wide range of industrial applications is the failure modes associated with magnetic bearings, which we don't expect for conventional passive bearings. These failure modes include electric power outage, power amplifier faults, position sensor faults, and the malfunction of controllers. Fault-tolerant magnetic bearing systems have been proposed so that the system can operate in spite of some faults in the system. In this paper, we designed a fault-tolerant magnetic bearing system for a turbo-molecular vacuum pump. The system can cope with the actuator/amplifier faults which are the most common faults in a magnetic bearing system. We implemented the existing fault-tolerant algorithms to experimentally prove the adequacy of the algorithms for industrial applications. As it turns out, the system can operate even with three simultaneously failing poles out of eight actuator poles.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.265-266
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• 2012

의료용 X-ray의 발전에 따라, 영상의 Digital화가 필요하게 되었다. Digital 영상 구현을 위해 다양한 형태의 영상 검출기가 개발되었다. 진단 영상의 조건으로는 구현 시간이 빠르고 해상도가 높아야 한다. 조건에 부합하는 Flat panel 형태의 직접방식과 간접방식 검출기의 개발이 주로 이루어졌으며, X-ray 검출 효율이 높고 공간 분해능이 높은 직접 방식의 검출기에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존 직접방식의 X-ray 검출물질로는 A-Se이 이용되었다. 하지만 A-Se의 경우 낮은 원자번호로 인해 X-ray에 대한효율이 낮으며, 제조 공정과 수율의 문제로 인해 대체 물질의 개발과 공정의 개선이 필요하다. 선행 연구를 통해 X-ray 검출물질의 전기적 특성을 파악을 통해 대체 물질로서 가능성을 알아보았다. 본 연구에서는 기존에 제작된 X-ray 검출물질의 상부전극 증착 물질과 증착법 선정에 대한 연구이다. 선행 연구를 통해 선정된 X-ray 검출물질은 HgI2이다. 상, 하부 전극 선택에 있어 HgI2의 일함수 값(4.15eV)을 고려하여 그와 비슷한 일함수 값을 가진 물질로 전기적 장벽을 제거하여야 한다. 따라서, ITO (일함수 4.45eV)와 Au (일함수 5.1eV)을 선택하였다. ITO의 증착으로 이용된 방법으로는 on-axis 형태의 magnetron plasma sputtering을 이용하였으며, Au의 증착으로 이용된 방법은 Thermal evaporation deposition을 이용하였다. plasma sputtering에 이용된 타겟은 In2O3;SnO2 (조성비:90:10wt%)를 사용하였으며, Chamber의 크기는 넓이 456 ${\phi}cm^2$ 높이 25 cm이며, 로 target과 기판과의 거리는 15cm이다. plasma발생에 필요한 가스로는 Ar과 O2를 이용하였다. 고 진공 환경 조성에 이용된 장비로는 Rotary pump와 Turbo molecular pump이다. plasma 발생 전 진공도는 $3.2{\times}10^{-5}$ Torr, 발생 후 진공도는 $5.1{\times}10^{-5}$ Torr이다. plasma 환경이 조성된 후 증착 시간은 1분 30초이다. Au는 순도 99.999%를 이용하였으며, 이용된 금은 1회 증착에 0.3 g을 이용하였다. Chamber의 넓이 1,444 ${\phi}cm^2$이며, 높이 40 cm, boat와 기판과의 거리는 25 cm이다. 고 진공 환경 조성에 이용된 장비로는 Rotary pump와 diffusion pump를 이용하였다. Au의 승화 전 진공도는 $2.4{\times}10^{-5}$ Torr 증착 시 진공도는 $4.2{\times}10^{-5}$ Torr이며, Boat에 가해준 전압, 전류는 0.97 V, 47 A이며, 증착 시간은 1분 30초이다. 광도전체 층에 각각 증착된 전극의 저항을 통해 증착상태를 판단하였다. DMM (Digital Multimeter)로 1 cm 간격으로 측정된 표면의 저항은 ITO 약 $8{\Omega}$, Au 약 $3{\Omega}$으로 전극으로서 이용이 가능한 상태이다. Au와 ITO가 증착된 HgI2 시편의 전기적 특성은 기존에 이용된 X-ray 변환물질의 성능보다 우수하였다. 하지만 Au와 ITO가 각각 증착된 시편의 전기적 특성은 큰 차이를 보이지 않았다. ITO의 경우 진공 상태에서 이용되는 Gas가 이용되며, Plasma 환경 조성 유지가 어려운 점이 있다. Au전극은 증착 환경 조성이 쉽지만, 전극 물질 이용효율이 떨어지는 단점이 있다. 본 연구를 통해 X-ray 변환물질인 HgI2의 전극물질로 Au와 ITO의 이용가능성을 알아보았다. 두 전극으로 제작된 검출기의 성능은 큰 차이 없이 우수하였고, 전기적 장벽 상태가 낮아 높은 검출 효율을 보였다. 상대적으로 Au 전극의 공정이 간단하고 수율이 높다. 하지만 Au Source의 이용 효율이 떨어지는 단점이 있다. 본 연구의 결과를 통해 공정상의 유리함과 Source의 이용효율을 고려한 분석에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.185-185
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• 2011

ZnTe semiconductor is very attractive materials for optoelectronic devices in the visible green spectral region because of it has direct bandgap of 2.26 eV. The prototypes of ZnTe light emitting diodes (LEDs) have been reported [1], showing that their green emission peak closely matches the most sensitive region of the human eye. Another application to photovoltaics proved that ZnTe is useful for the production of high-efficiency multi-junction solar cells [2,3]. By using the pulse laser deposition system, ZnTe thin films were deposited on ZnO thin layer, which is grown on (0001) Al2O3substrates. To produce the plasma plume from an ablated ZnO and ZnTe target, a pulsed (10 Hz) YGA:Nd laser with energy density of 95 mJ/$cm^2$ and wavelength of 266 nm by a nonlinear fourth harmonic generator was used. The laser spot focused on the surface of the ZnO and ZnTe target by using an optical lens was approximately 1 mm2. The base pressure of the chamber was kept at a pressure around $10^{-6}$ Torr by using a turbo molecular pump. The oxygen gas flow was controlled around 3 sccm by using a mass flow controller system. During the ZnTe deposition, the substrate temperature was $400^{\circ}C$ and the ambient gas pressure was $10^{-2}$ Torr. The structural properties of the samples were analyzed by XRD measurement. The optical properties were investigated by using the photoluminescence spectra obtained with a 325 nm wavelength He-Cd laser. The film surface and carrier concentration were analyzed by an atomic force microscope and Hall measurement system.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.120-120
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• 2018

반도체 소자나 디스플레이 패널 제조 공정에 가장 많이 사용되는 진공 펌프인 터보 분자 펌프는 오일을 사용하지 않고, 설치 방향이 자유로우며 넓은 작동 압력 영역을 가지고 있어서 고가임에도 불구하고 점점 더 사용 영역을 넓혀 가고 있다. 상하의 두 곳에 회전축을 지지하는 베어링이 필요한데, 기계식 금속 베어링을 채용하는 경우에는 반드시 윤활유를 공급해 주어야 하고, 고온, 부식성 또는 산화성 가스의 배기 시에는 퍼지 가스로 비활성인 질소나 알곤등을 이용하여 보호를 해주어야 한다. 반면, 자기 베어링을 채택한 모델은 윤활의 걱정에서 자유로울 수 있기 때문에 채용이 늘어나고 있다. 동일극의 반발력이나 반대극의 인상력을 이용한 구조를 갖게 되는데 갑작스러운 입구 쪽 압력의 증가 시에는 자석 끼리 부딪치는 일이 발생하고 이로 인해서 로터 모듈 전체에 큰 손상을 갖게 되므로 한 곳 정도에 비상용 터치 다운 베어링을 기계식으로 윤활제 없이 설치하기도 한다. 기본적으로 자기 베어링 방식은 로터 모듈의 부상과 제어를 위해서 3축 또는 5축 제어를 하게 되는데 여기에는 전자석의 전류를 미세하게 조정하여 피드백 하는 시스템을 활용하기 때문에 외부에서의 자기장이 일정값 이상 침투하게 되면 제어 회로의 기능에 문제를 일으키게 된다. 또한 축 방향에 수직인 자기장의 강도가 높아지면 고속으로 회전하는 금속 블레이드가 자속을 자르게 되므로 표면에 와전류가 발생하여 문제가 된다. 터보 분자 펌프는 회전자와 고정자 간격이 1 mm 이내로 작아서 약간의 진동이라도 발생하면 회전자와 고정자 간에 충돌이 일어나고 이는 곧 파손으로 이어진다. 그림 1에는 파손 원인 분석을 위한 회전자 모듈의 수치 해석용 모델의 일부를 나타내었고, 그림 2에는 실제로 외부 자기장에 의한 파손이 발생한 사례의 자기 베어링 모듈의 사진을 나타내었다. 본 발표에서는 외부 자기장의 형태에 따라 제어 자기장에 미치는 영향을 CFD-ACE+(ESI corp)를 활용하여 해석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.154-154
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• 1999

금속산화막은 전자부품 및 광학적 응용에 널리 사용되고 있다. 특히 알루미늄의 산화막은 유전체의 재료로 커패시터에 많이 사용되고 있다. 이러한 알루미늄 산화막을 plasma를 이용한 ion plating에 의해 형성하였다.Activated Reactive Evaporation은 화합물의 증착율을 높이는데 좋은 증착법이다. 이러한 증착법에는 reactive ion plating와 ion-assisted deposition 그리고 ion beam sputtering 등이 있다. 본 연구에서는 알루미늄 산화막을 증착시키기 위해 plasma를 이용한 electron-beam법을 사용하였다. Turbo molecular pump로 챔버 내의 진공을 약 10-7torr까지 낸린 후 5$\times$10-5torr까지 O2와 Ar을 주입시켰다. 각 기체의 분압은 RGA(residual gas analyzer)로 조사하여 일정하게 유지시켰다. plasma를 발생시키기 위해 filament에서 열전자를 방출시키고 1kV 정도의 electrode에 의해 가속시켜 이들 기체들과 반응시켜 plasma를 발생시켰다. 금속 알루미늄을 5kV정도의 고전압과 90mA의 전류로 electron beam에 의해 증발시켰다. 기판의 흡착율을 높ㅇ기 위해 기판에 500V로 bias 전압을 걸어 주었다. 증발된 금속 알루미늄 증기들이 plasmaso의 산소 이온들과 활성 반응을 이루어 알루미늄 기판 위에 Al2O3막을 형성하였다. 알루미늄 산화막을 분석하기 위해 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)로 화학적 조성을 조사하였는데, 알루미늄의 2p전자의 binding energy가 76.5eV로 측정되었다. 이는 대부분 증착된 알루미늄이 산소 이온과 반응하여 Al2O3로 형성된 것이다. SEM(Scanning electron Microscopy)과 AFM(Atomim Force microscopy)으로 증착박 표면의 topology와 roughness를 관찰하였다. grain의 크기는 10nm에서 150nm이었고 증착막의 roughness는 4.2nm이었다. 그리고 이 산화막에 전극을 형성하여 유전 상수와 손실률 등을 측정하였다. 이와 같이 plasma를 이용한 3-beam에 의한 증착은 금속의 산화막을 얻는데 유용한 기술로 광학 재료 및 유전 재료의 개발 및 연구에 많이 사용될 것으로 기대된다.