• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.15 no.4
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• pp.325-330
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• 2004

We fabricated a vacuum ultraviolet spectre-reflectometer which consists of a deuterium light source, a vacuum monochromator, and a sample chamber and detector module. The operation was performed in the ultraviolet spectral ranges between 115 nm and 330 nm at the vacuum pressure of 3.0 ${\times}$ 10$^{-4}$ Pa. The wavelength of the vacuum monochromator was calibrated with the line spectrum of a low pressure Mercury lamp of 253.652 nm and 184.95 nm wavelengths, and its resolution was 0.012 nm, and the precision of wavelength was $\pm$ 0.03 nm. With this reflectometer and a deuterium lamp, we measured the spectral regular transmittance and reflectance of materials(MgF$_2$, CaF$_2$, BaF$_2$, SiO$_2$, Sapphire) used as optical components over the spectral range between 115 nm and 230 nm.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.233-233
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• 1999

본 연구에서는 2성분계 gas(Ne+Xe)를 사용하여 기체압력(p), 진동수(f)에 따라 VUV(Vacuum Ultra Violet) spectrum 147, 173nm 파장과 IR(Infrared) spectrum 823nm, 828nm을 Vacuum Monochromator(Acton-VM 507)를 통해 측정하였다. 휘도(Luminance)와 전력(Power)측면에서 Ne+ Xe 최적의 가스 조성비를 찾기 위해서 Xe의 혼합비에 따른 IR영역인 823nm, 828nm을 측정결과, Xe 4%일 때 좋은 효율을 나타냈다. 기체압력이 200Torr에서는 Xe(3P1)에 기인하는 147nm가 주요한 파장이며, 기체압력이 400Torr, 600Torr일때는 Xe(3P2)에 기인하는 173nm 파장이 주요함을 알 수 있었다. 또한 공간 방전 이미지를 전압 pulse 인가후 ICCD Camera(V-Tek)의 Ready time, On Time을 조절하면서 50ns delay로 관측하였다. 향후 실험계획은 실제 상용화되고 있는 혼합가스 He+Ne+Xe의 조성비에 따른 자세한 실험을 할 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.475-475
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• 2010

We have generated Ar plasma in dense plasma focus device with coaxial electrodes for extreme ultraviolet (EUV) lithography and investigated an emitted visible light for electro-optical plasma diagnostics. We have applied an input voltage 4.5 kV to the capacitor bank of 1.53 uF and the diode chamber has been filled with Ar gas of pressure 8 mTorr. The inner surface of the cylindrical cathode has been attatched by an acetal insulator. Also, the anode made of tin metal. If we assumed that the focused plasma regions satisfy the local thermodynamic equilibrium (LTE) conditions, the electron temperature and density of the coaxial plasma focus could be obtained by Stark broadening of optical emission spectroscopy (OES). The Lorentzian profile for emission lines of Ar I of 426.629 nm and Ar II of 487.99 nm were measured with a visible monochromator. And the electron density has been estimated by FWHM (Full Width Half Maximum) of its profile. To find the exact value of FWHM, we observed the instrument line broadening of the monochromator with a Hg-Ar reference lamp. The electron temperature has been calculated using the two relative electron density ratios of the Stark profiles. In case of electron density, it has been observed by the Stark broadening method. This experiment result shows the temporal behavior of the electron temperature and density characteristics for the focused plasma. The EUV emission signal whose wavelength is about 6 ~ 16 nm has been detected by using a photo-detector (AXUV-100 Zr/C, IRD). The result compared the electron temperature and density with the temporal EUV signal. The electron density and temperature were observed to be $10^{16}\;cm^{-3}$ and 20 ~ 30 eV, respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.155.1-155.1
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• 2015

Nowadays, Plasma has been used in biological, medical such as wound healing, plant grow, killing cancer. When plasma generated, UV light and ROS(Reactive oxygen species), RNS(Reactive nitrogen species) can generated and those things effect to biological material. So we made simple plasma device using needle type of electrode and generated plasma. We used three kinds of gas and measured applied voltage and current. Also we observed optical emission spectrum. Using deuterium ramp, we can observed absorption spectrum and calculated radical density by lambert-beer's law. It is around ~1016cm3. And we can see the time-resolved absorption spectrum from monochromator, PMT(photo multiply tube), IV-converter, oscilloscope.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.227.1-227.1
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• 2016

플라즈마 방출광 진단법은 플라즈마에 특별한 영향을 주지 않으면서도 진단 정보를 안정적으로, 지속적으로 취득할 수 있는 우수한 진단 방법이다. 이러한 분광 진단의 신뢰성을 확보하기 위해서는 방출광의 정확한 측정과 해석이 중요하다. 방출광의 측정에 이용되는 분광 장비는 모노크로메터(monochromator)와 소형 스펙트로메터(spectrometer)가 주로 사용된다. 스펙트로메터의 경우 모노크로메터보다 분광 성능은 다소 부족하지만 가볍고 작은 크기로 인해 장비의 설치가 용이하고 가격이 저렴하다는 장점이 있다. 또한 모노크로메터에 비해 분광 성능이 낮은 대신 넓은 범위의 파장을 동시에 측정할 수 있는 장점이 있다. 따라서 스펙트로메터는 플라즈마의 모니터링에 주로 사용된다. 그런데 스펙트로메터의 기기적 선폭 증대(instrumental broadening)보다 조밀하게 위치한 스펙트럼들은 서로 중첩이 일어나 진단이 어려워진다. 특히 분자 띠 스펙트럼(molecular band spectrum)과 같은 경우 선 스펙트럼들이 매우 밀집된 형태를 이루고 있어 범용적인 스펙트로메터로 진단하기가 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 합성 스펙트럼 해석법(synthetic spectrum method)을 이용할 수 있다. 본 연구에서는 수소 플라즈마의 Fulcher-${\alpha}$ 띠 스펙트럼 해석에 합성 스펙트럼법을 적용하여 분자의 회전 온도가 측정 가능한지 확인하고, 고성능의 모노크로메터를 이용한 온도 측정 결과와 서로 비교하였다. 그리고 분자의 진동 상태(vibrational state)가 분자 회전 온도 측정에 미치는 영향과 이에 따른 측정의 한계 등을 제시하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.549-549
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• 2013

고전압 펄스 플라즈마를 액체 속에서 발생시켜 수소 스펙트럼의 광학적 특성을 연구하였다. 고전압 펄스 발생 장치인 막스 제네레이터는 용량이 $0.5{\mu}F$인 축전기 5개로 이루어져 있다. 각각의 축전기는 전원 장치를 이용하여 저항을 통해 병렬로 충전되며, 방전 시에는 불꽃 방전 스위치에 의해 동시에 직렬로 연결되어 고전압을 발생시킨다. 따라서, 출력 전압과 전류는 40kV, 3 kA이며 총 에너지는 약 125 J이다. 직육면체 모양의 폴리카보네이트 용기 내부의 양쪽면에는 탐침 모양의 전극이 구성되어 있으며 전극 사이에서 고전압을 가진 플라즈마가 형성된다. 실험에서 액체로는 증류수를 사용하였다. 액체 방전 시 발생하는 수소 스펙트럼을 관측하기 위해 초점거리 30 cm의 monochromator를 이용하였고, 수소 알파선의 656.3 nm와 수소 베타선의 434.1 nm를 관측하였다. 전자 밀도의 측정법으로는 Stark broadening법을 이용하여 측정하였으며, 전자 온도는 Stark profile의 상대적인 전자 밀도의 비를 이용하여 계산하였다. 전자밀도는 실험조건에서 약 $3{\times}10^{15}cm^{-3}$, 전자온도는 약 2.5 eV가 측정되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.191-191
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• 1999

Extended X-ray Absorption Fine Structure (EXAFS)는 일반적으로 널리 사용하는 X선 회절분광기로 분석하기 힘든 chemical 또는 biological system의 structural analyses에 매우 유용한 분석방법이다. 특히 세라믹이나 유전체 비정질 재료의 미세 원자 구조에 관한 정보를 얻는데는 가장 강력한 분석방법중의 하나로 알려져 있다. 현재까지 대부분의 EXAFS 실험은 방사광 가속기를 이용하여 수행하였다. 그런데 신제품 개발의 순환주기가 급속하게 단축되는 현실적인 문제에 부응하기 위하여 실험실에서 EXAFS 실험을 수행할 수 있는 system을 개발하게 되었다. 개발한 XIEES 장비는 rotating anode 형의 18kW X-ray source, Optical system, Detection system, Stepping motor control system, vacuum system, Utility 등으로 구성하였다. Optical system에서의 6개의 Johanson type monochromator를 사용하여 분석가능한 x-ray energy range를 480eV에서 41keV까지 구현하였다. 이는 산소에서 우라늄까지 분석이 가능함을 의미하는 것으로, 산화물 연구에 많이 활용할 것으로 기대한다. XIEES는 투과 및 형광 X-ray를 검출할 수 있는 기능과 X-ray에 의해 여기 되는 모든(광전자, Aiger 전자, 이차전자)들을 검출할 수 있는 기능을 갖추고 있는데 이를 Total Electron Yield 측정이라고 한다. Total Electron Yield 측정은 박막 시료와 같이 투과가 되지 않는 시료를 분석할 뿐만 아니라, 경원소 분석, 낮은 에너지에서 흡수 edge가 나타나는 L-edge 측정을 통한 전자 구조 분석 등에 유용한다. 실험실용 XIEES 장비는 방사광가속기에 비해 x-ray flux가 크게 뒤지는 문제와 Total Electron Yield를 측정하는 데 있어서 source에서 나오는 x-ray beam이 진공용기 안에서 산란되어 이차전자를 여기하고 이 이차전자들이 전자검출기에 유입되어 측정에 영향을 미치는 background 문제 등이 있다. 이 두 가지 문제를 해결하기 위하여 Capillary tube를 사용하였다. 본 연구에서는 실험실용 XIEES 장비를 소개하고 이를 이용하여 Cu standard 시료에서 측정한 EXAFS 결과와 Capillary tube를 사용하여 얻은 x-ray flux 증진 및 background 제거 효과에 대해서 발표한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.74-74
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• 2010

The aqua-plasma is the non-thermal plasma in electrical conductive electrolyte by generates the vapor film layer on the immersed metal electrode surface. This plasma can generate the hydroxyl radical by dissociate the water molecule with the plasma electron. To develop the plasma discharge device for high efficiency in the hydroxyl radical generation, proper model for estimation of plasma power is necessary. In this work, the 1-D spherical model was developed, considering temperature dependence material constants. The relation between the plasma power and hydroxyl generation was also studied by the comparison between the optical emission intensity from the hydroxyl radical using monochromator and estimated plasma power. First, the thickness of vapor layer thickness was estimated using the Navier-Stokes fluid equation in order to calculate the discharge E-field inside vapor layer. Using the E-field magnitude and power balance on the plasma generation, it was possible to estimate the plasma power. The plasma power was assumed to uniformly fill the vapor layer and the temperature of vapor layer was fixed in the boiling temperature of electrolyte, 375K. In the experiment, the aqua-plasma was discharged in the saline by applied the voltage on the bipolar electrode. The range of applied voltage was 234 to 280V-rms in the frequency of 380 kHz. Two type electrodes were produced with two ${\Phi}0.2$ tungsten. The plasma power was estimated from the V-I signal from the two high voltage probes and current probe. The estimated plasma power agreed with the profile of emission intensity when the plasma discharged between the metal electrode and vapor layer surface. However, when the plasma discharged between the metal electrodes, the increasing rate of emission intensity was lower than the increase of plasma power. It implies that the surface reaction is more sufficient rather than the volume reaction in the radical generation, due to the high density of water molecule in the liquid.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.259.1-259.1
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• 2014

Recently non-thermal plasma has been frequently applied to various research fields. The liquid plasma have received much attention lately because of interests in surgical and nanomaterial synthesis applications. Especially, intensive researches have been carried out for non-thermal plasma in liquid by using various electrode configurations and power supplies. We have developed a bioplasma source which could be used in a liquid, in which outer insulator has been covered onto the outer electrode. Also we have also put an insulator between the inner and outer electrode. Based on the surface discharge mode, the nonthermal bioplasma has been generated inside a liquid by using an alternating current voltage generator with peak voltage of 12 kV under driving frequency of 22 KHz. Here the discharge voltage and current have been measured for electrical characteristics. Especially, We have measured discharge and optical characteristics under various liquids of deionized (DI) water, tap water, and saline by using monochromator. We have also observed nitric oxide (NO), hydrogen peroxide (H2O2), and hydroxyl (OH) radical species by optical emission spectroscopy during the operation of bioplasma discharge inside various kinds of DI water, tap water, and saline. Here the temperature has been kept to be $40^{\circ}C$ or less when discharge in liquid has been operated in this experiment. Also we have measured plasma temperature by high speed camera image and density by using either H-alpha or H-beta Stark broadening method.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.14 no.3
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• pp.132-137
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• 2005

Neutron reflectometer has been installed at HANARO, research reactor in Korea. It has vertical sample geometry and the wavelength of incident neutron beam is $2.459\;\AA$ Neutron fluxes at monochromator and sample position were $4.5\times10^9\;n/cm^2/sec,\;6.64\times10^6\;n/cm^2/sec4 those were measured by gold wire activation method. Also, some reference thin films such as d-PS, $SiO_2$ were measured and analyzedwith HANARO neutron reflectometer. As result of the work, it was certified that minimum reflectivity and available Q range were $10^{-6},\;and\;0.003\sim0.3\;\AA^{-1}$ respectively.