• 제목/요약/키워드: in situ spectroscopy

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In Situ Single Cell Monitoring by Isocyanide-Functionalized Ag and Au Nanoprobe-Based Raman Spectroscopy

  • Lee, So-Yeong;Jang, Soo-Hwa;Cho, Myung-Haing;Kim, Young-Min;Cho, Keun-Chang;Ryu, Pan Dong;Gong, Myoung-Seon;Joo, Sang-Woo
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제19권9호
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    • pp.904-910
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    • 2009
  • The development of effective cellular imaging requires a specific labeling method for targeting, tracking, and monitoring cellular/molecular events in the living organism. For this purpose, we studied the cellular uptake of isocyanide-functionalized silver and gold nanoparticles by surface-enhanced Raman scattering (SERS). Inside a single mammalian cell, we could monitor the intracellular behavior of such nanoparticles by measuring the SERS spectra. The NC stretching band appeared clearly at ${\sim}2,100cm^{-1}$ in the well-isolated spectral region from many organic constituents between 300 and 1,700 or 2,800 and $3,600cm^{-1}$. The SERS marker band at ${\sim}2,100cm^{-1}$ could be used to judge the location of the isocyanide-functionalized nanoparticles inside the cell without much spectral interference from other cellular constituents. Our results demonstrate that isocyanide-modified silver or gold nanoparticle-based SERS may have high potential for monitoring and imaging the biological processes at the single cell level.

Ge 기판 위에 HfO2 게이트 산화물의 원자층 증착 중 In Situ 질소 혼입에 의한 전기적 특성 변화 (Improved Electrical Properties by In Situ Nitrogen Incorporation during Atomic Layer Deposition of HfO2 on Ge Substrate)

  • 김우희;김범수;김형준
    • 한국진공학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.14-21
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    • 2010
  • Ge은 Si에 비하여 높은 이동도를 갖기 때문에 차세대 고속 metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSFETs) 소자를 위한 channel 물질로서 각광받고 있다. 그러나 화학적으로 안정한 게이트 산화막의 부재는 MOS 소자에 Ge channel의 사용에 주요한 장애가 되어왔다. 특히, Ge 기판 위에 고품질의 계면 특성을 갖는 게이트 절연막의 제조는 필수 요구사항이다. 본 연구에서, $HfO_xN_y$ 박막은 Ge 기판 위에 플라즈마 원자층 증착법(plasma-enhanced atomic layer deposition, PEALD)을 이용하여 증착되었다. 플라즈마 원자층 증착공정 동안에 질소는 질소, 산소 혼합 플라즈마를 이용한 in situ 질화법에 의하여 첨가되었다. 산소 플라즈마에 대한 질소 플라즈마의 첨가로 성분비를 조절함으로써 전기적 특성과 계면 성질을 향상시키는데 초점을 맞추어서 연구를 진행하였다. 질소 산소의 비가 1:1이었을 때, EOT의 값의 10% 감소를 갖는 고품질의 소자특성을 보여주었다. X-ray photoemission spectroscopy (XPS)와 high resolution transmission electron microscopy (HR-TEM)를 사용하여 박막의 화학적 결합 구조와 미세구조를 분석하였다.

칼릭스아렌 포로젠을 이용한 다공성 박막의 초기 나노기공 형성과정에 관한 연구 (A study on the Initial Nanopore Formation in the Calix Arene Based Porogen Templated Porous Thin Film)

  • 김도헌;임진형
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제49권5호
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    • pp.669-675
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    • 2011
  • 다공성 구조로 되어있는 차세대 저유전 박막(k<2.0)의 나노 기공의 초기 형성 과정을 이해하기 위하여 실세스퀴옥산(silsesquioxane; SSQ) 매트릭스에서 분산된 4-tert-butyl calix[4]arene-O,O',O",O"'-tetraacetic acid tetraethyl ester(CA[4]) 포로젠이 열분해에 의해서 나노 기공으로 전환되는 과정을 Fourier Transform Infrared Spectroscopy(FT-IR)와 in-situ Position Annihilation Lifetime Spectroscopy(PALS) 연구를 통해 분석하였다. SSQ/CA[4] 하이브리드 시스템은 열 경화에 따라 효과적인 기공 구조의 균일한 박막을 제공하였다. SSQ/CA[4] 10, 20% 두 종류의 하이브리드 박막을 in-situ PALS 분석을 시행한 결과, CA[4] 포로젠의 분해 거동이 달랐다. SSQ/CA[4] 10% 하이브리드 박막은 $300^{\circ}C$ 이상부터 단분자 포로젠으로부터 기인한 메조포어(~1.5 nm)가 생성되기 시작하였으나, SSQ/CA[4] 20% 하이브리드 박막은 상대적으로 낮은 온도인 $250^{\circ}C$부터 상태로 CA[4] 분자들이 자가 조립된 마이셀로부터 기인한 메조포어(2.5~3.0 nm)가 생성되었다. 이는 SSQ/CA[4] 20% 하이브리드 박막에서 생성된 기공의 구조가 매우 연결된 상태이기 때문에 초기에 포로젠이 분해되었을 때, 분해된 분자조각들이 쉽게 박막 외부로 빠져나올 수 있기 때문이라고 생각된다.

CVD로 in-situ 도핑된 다결정 3C-SiC 박막의 전기적 특성 (Electrical characteristics of in-situ doped polycrystalline 3C-SiC thin films grown by CVD)

  • 김강산;정귀상
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.199-200
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    • 2009
  • This paper describes the electrical properties of polycrystalline (poly) 3C-SiC thin films with different nitrogen doping concentrations. The in-situ-doped poly 3C-SiC thin films were deposited by using atmospheric-pressure chemical vapor deposition (APCVD) at $1200^{\circ}C$ with hexamethyldisilane (HMDS: $Si_2$ $(CH_3)_6)$ as a single precursor and 0 ~ 100 sccm of $N_2$ as the dopant source gas. The peaks of the SiC (111) and the Si-C bonding were observed for the poly 3C-SiC thin films grown on $SiO_2/Si$ substrates by using X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) analyses, respectively. The resistivity of the poly 3C-SiC thin films decreased from $8.35\;{\Omega}{\cdot}cm$ for $N_2$ of 0 sccm to $0.014\;{\Omega}{\cdot}cm$ with $N_2$ of 100 sccm. The carrier concentration of the poly 3C-SiC films increased with doping from $3.0819\;{\times}\;10^{17}$ to $2.2994\;{\times}\;10^{19}\;cm^{-3}$, and their electronic mobilities increased from 2.433 to $29.299\;cm^2/V{\cdot}S$.

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Virtual Metrology for predicting $SiO_2$ Etch Rate Using Optical Emission Spectroscopy Data

  • Kim, Boom-Soo;Kang, Tae-Yoon;Chun, Sang-Hyun;Son, Seung-Nam;Hong, Sang-Jeen
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.464-464
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    • 2010
  • A few years ago, for maintaining high stability and production yield of production equipment in a semiconductor fab, on-line monitoring of wafers is required, so that semiconductor manufacturers are investigating a software based process controlling scheme known as virtual metrology (VM). As semiconductor technology develops, the cost of fabrication tool/facility has reached its budget limit, and reducing metrology cost can obviously help to keep semiconductor manufacturing cost. By virtue of prediction, VM enables wafer-level control (or even down to site level), reduces within-lot variability, and increases process capability, $C_{pk}$. In this research, we have practiced VM on $SiO_2$ etch rate with optical emission spectroscopy(OES) data acquired in-situ while the process parameters are simultaneously correlated. To build process model of $SiO_2$ via, we first performed a series of etch runs according to the statistically designed experiment, called design of experiments (DOE). OES data are automatically logged with etch rate, and some OES spectra that correlated with $SiO_2$ etch rate is selected. Once the feature of OES data is selected, the preprocessed OES spectra is then used for in-situ sensor based VM modeling. ICP-RIE using 葰.56MHz, manufactured by Plasmart, Ltd. is employed in this experiment, and single fiber-optic attached for in-situ OES data acquisition. Before applying statistical feature selection, empirical feature selection of OES data is initially performed in order not to fall in a statistical misleading, which causes from random noise or large variation of insignificantly correlated responses with process itself. The accuracy of the proposed VM is still need to be developed in order to successfully replace the existing metrology, but it is no doubt that VM can support engineering decision of "go or not go" in the consecutive processing step.

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이상상태 분무 화염에서의 레이저 점화 및 분광 측정을 통한 피드백 제어 연구 (Simultaneous optical ignition and spectroscopy of a two-phase spray flame for feedback control System)

  • 이석환;김현우;도형록;여재익
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2015년도 제51회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.215-218
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    • 2015
  • Simultaneous laser ignition and spectroscopy is a scheme that enables rapid determination of the local equivalence ratio and condensed fuel concentration during a reaction in a two phase spray flame. We have conducted quantitative analysis of the LIBS signals according to the equivalence ratio, droplet size, droplet number density and droplet concentration as a part of novel feedback control strategy proposed for flame ignition and stabilization with simultaneous in situ combustion flow diagnostics. This is a desirable scheme since such real time information onboard an engine for instance can be constantly monitored and fed back to the control loop to enhance the mixing process and minimize emissions of unwanted species and potential combustion instability.

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PCDS: 반도체 및 디스플레이 공정 시 실시간 입자 분석 및 모니터링 방법

  • 김득현;김용주;강상우;김태성;이준희
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.70.2-70.2
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    • 2015
  • 현재 반도체 및 디스플레이이 공정 분야는 1 um 이상의 입자에서부터 10 nm이하 크기의 오염입자를 제어해야 한다. 현재 오염원인을 파악하기 위해서 사용하는 방법은 공정 완료 후 대상물(웨이퍼 및 글래스)을 CD-SEM (Critical Dimension Scanning Electron Microscope)와 같은 첨단 분석장비를 사용하여 사후 (Ex-situ) 진행하고 있다. 이러한 방법은 오염원이 이미 공정 대상물을 오염시키고 난 후 그 원인을 분석하는 방법으로 그 원인을 찾기가 어려울 뿐만 아니라, 최근 공정관리가 공정 진행 중(In-situ) 행해져야 하는 추세로 봤을 때 합당한 방법이라 할 수 없다. 이를 해결하기 위해 진공공정 중 레이저를 이용하여 측정하고자 하는 여러 시도들이 있었지만, 여전히 긍정적인 답변을 보여주지 못하고 있다. 본 발표에서 소개하는 PCDS (Particle Characteristic Diagonosis System)은 PBMS (Particle Beam Mass Spectrometer)와 SEM (Scanning Electron Microscope), 그리고 EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)를 통합하여 만든 시스템으로 진공공정 중 (In-situ) 챔버 내부에서 발생하고 있는 입자의 크기 분포, 입자의 형상, 그리고 입자의 성분을 실시간으로 분석할 수 있는 방법을 제공한다. 이러한 방법 (PCDS)에 대한 개념과 원리, 그리고 현재까지 개발된 단계에서 얻어진 결과에 대해 소개할 것이다.

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