• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
• /
• 2009.06a
• /
• pp.363-364
• /
• 2009

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2005.05a
• /
• pp.123-123
• /
• 2005

• Journal of the Korean institute of surface engineering
• /
• v.23 no.1
• /
• pp.1-7
• /
• 1990

Ion implantation is a well established superior superior surface modification technique for the improvement of wear resistance, hardenece, hardness, corrosion resistance, biocompaibity, surface friction, as well as for the modification of surface electric conductance. Conventional ion implantaion is a line-of-sight process witch ues the ion beam accelerator techniques. Plasma sheath ion implantation (PSII), as a new technique, is described in this paper. In PSII high voltage pulse is applied to a target material placed directly in a plasma, forming a think ion-matrix sheath around the target. Ions accelerate through the sheath drop and bombard the traget from all sides simultaneosuslyregardless of the target shape. This paper describes the principle of PSII, which has non-line-of sight characteristics, as well as the experimental appratus.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
• /
• v.18 no.5
• /
• pp.407-413
• /
• 2005

Ion implantation provides a unique way to modify the mechanical, optical and electrical properties of polymer by depositing the energy of ions in the material on the atomic scale. Implantation of ions into the polymers generally leads to a radiation damage, which, in many cases, modifies the properties of the surface and bulk of the material. These modifications result from the changes of the chemical structure caused in their turn by changing the chemical bonding when the incident ions cut the polymer chains, breaks covalent bonds, promotes cross-linking, and liberates certain volatile species. We studied the relation among the linear energy transfer (LET) and changes of surface microstructure and surface resistivity on PPS material using the high current ion implantation technology The surface resistivity of nitrogen implanted PPS decreased to $10^{7}{\Omega}/cm^{2}$ due to the chain scission, cross linking, ${\pi}$ electron creation and mobility increase. In this case, the surface conductivity depend on the 1-dimensional hopping mechanism.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
• /
• v.11 no.5
• /
• pp.358-364
• /
• 1998

Retrograde well is a new process for ULSI fabrication. High energy ion implantation has been used for retrograde well formation. In this paper the forming condition for retrograde well using high energy ion implantation is compared with that for conventional well. TW signals for retrograde p-,n-well($900^{\circ}C$),after annealing are similar trends to those of conventional ones($1150^{\circ}C$), however the signals for RTA have the highest value because of small thermal budget. Junction depths of retrograde well are varied from about 1.2 to $3.0\{mu}m$ as for conventional well. The peak concentrations of retrograde well, however, are about 10 times higher in values than those of conventional ones so that they can be used as any types of potential barriers or gettering sites. The critical dose for phosphorus implantation in our experiments is between $3\times10^{13} and 1\times10^{14}/cm^2$. Under the above critical dose, there are many secondary defects near projected range such as dislocation lines and dislocation loops.

• Advances in materials Research
• /
• v.9 no.1
• /
• pp.1-14
• /
• 2020

The hybrid method of three-dimensional ion implantation and electric arc is presented as a novel plasma-ion technique that allows by means of high voltage pulsed and electric arc discharges, the bombardment of non-metallic and metallic ions then implanting upon the surface of a solid surface, especially out of metallic nature. In this study AISI/SAE 4140 samples, a tool type steel broadly used in the industry due to its acceptable physicochemical properties, were metallographically prepared then surface modified by implanting titanium and simultaneously titanium and nitrogen particles during 5 min and 10 min. The effect of the ion implantation technique over the substrate surface was analysed by characterization and electrochemical techniques. From the results, the formation of Ti micro-droplets upon the surface after the implantation treatment were observed by micrographs obtained by scanning electron microscopy. The presence of doping particles on the implanted substrates were detected by elemental analysis. The linear polarization resistance, potentiodynamic polarization and total porosity analysis demonstrated that the samples whose implantation treatment with Ti ions for 10 min, offer a better protection against the corrosion compared with non-implanted substrates and implanted at the different conditions in this study.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.08a
• /
• pp.228-228
• /
• 2012

인공관절은 노인성 질환이나 자가 면역질환, 신체적인 외상 등으로 인하여 발생하는 관절의 손상 부위를 대체하기 위하여 고안된 관절의 인공 대용물이다. 인공 관절 중 인공 고관절의 경우 관절 운동을 하는 라이너(Liner)와 헤드(Head) 부분이 마모에 관여하여 인공관절의 수명에 영향을 미치게 되는데, 헤드 소재로서는 Co-Cr-Mo 합금이, 라이너 소재로서는 고분자 소재인 UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene)가 주로 사용되고 있다. 이러한 MOP (Metal-On-Polymer) 구조의 인공관절의 경우, 충격흡수의 장점이 있는 반면, 관절 운동시 발생하는 UHMWPE의 wear debris에 의한 골용해로 인하여 관절이 느슨해지는 문제점이 발생하여 재시술을 필요로 하게 된다. 또한 메탈 헤드의 마모로 인한 금속이온의 용출은 세포 독성의 문제를 야기하여 인공관절의 수명을 낮추는 또 하나의 요인이 되고 있다. 이러한 문제점들을 해결 하기 위하여, 본 연구에서는 PIII&D (Plasma Immersion Ion Implantation & Deposition)공정을 이용하여 Co-Cr-Mo 합금 소재 위에 niobium nitride (NbN) 박막을 증착하여 상대재인 UHMWPE의 마모를 줄이고자 하는 연구를 진행하였다. 마모량의 감소를 위하여, 박막을 증착하기 전에 Co-Cr-Mo 합금 위에 질소를 이온주입 하는 pre-ion implantation 공정을 도입하였으며, Co-Cr-Mo 합금과 NbN박막 사이의 접착력을 증가시키기 위하여 박막의 증착 초기에 이온주입과 증착을 동시에 수행하는 dynamic ion mixing공정을 수행하였다. 실험 결과 pre-ion implantation 공정을 도입한 경우 현재 상용화 되어있는 Co-Cr-Mo 합금에 비하여 마모량을 2배 이상 감소시키는 것을 확인 할 수 있었으며, dynamic ion mixing 공정을 도입한 경우 장시간의 마모 시험에서도 UHMWPE의 마모량을 2배 가까이 줄일 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.08a
• /
• pp.189-189
• /
• 2011

인공관절은 노인성 질환이나 자가 면역질환, 신체적인 외상 등으로 인하여 발생하는 관절의 손상 부위를 대체하기 위해 고안된 관절의 인공 대용물이다. 인공 관절 중 인공 고관절의 경우 관절 운동을 하는 라이너(Liner)와 헤드(Head) 부분이 인공관절의 수명을 결정하게 되는데, 헤드 부분에 메탈소재와 라이너 부분에 고분자 소재를 사용하는 MOP (metal on polymer) 구조의 인공관절은 충격흡수의 장점이 있는 반면 wear debris에 의한 골용해로 인하여 관절이 느슨해지는 문제점이 발생하여 재 시술의 주요 원인이 되고 있다. 또한 메탈 헤드의 마모로 인한 금속이온의 용출은 세포 독성의 문제를 야기하여 인공관절의 수명을 낮추는 또 하나의 요인이 되고 있다. 따라서 인공관절의 수명을 늘리기 위해 DLC, ZrO, TiN 등의 높은 경도 값을 갖는 박막을 금속 헤드 위에 증착하여 상대재인 인공관절용 고분자 소재의 마모량을 줄이고자 하는 연구가 활발하게 진행 되고 있다. 본 연구에서는 PIII&D (Plasma Immersion Ion Implantation & Deposition)공정을 이용하여 Co-Cr-Mo 합금 소재 niobium nitride (NbN) 박막을 증착하여 상대제인 UHMWPE (ultra high molecular polyethylene)의 마모를 줄이고자 하는 연구를 진행하였다. 마모량을 감소시키기 위하여, 박막 증착전에 질소를 이온주입하는 pre-ion implantation 공정을 도입하였으며, 또한 Co-Cr 합금과 NbN박막 사이의 접착력을 증가시키기 위하여 박막의 증착 초기에 이온주입과 증착을 동시에 수행하는 dynamic ion mixing공정을 수행하였다. NbN 박막의 특성을 평가하기 위해 XRD, XPS, AFM 등의 분석을 수행하였으며, 상대재인 초고분자량 폴리에틸렌의 마모량을 측정하기 위해 Pin-on-disk tester를 이용하여 마모 실험을 진행하였다. 마모 실험 결과, pre-ion implantation 공정을 도입한 경우 현재 상용화 되어있는 Co-Cr 합금에 비하여 마모량을 2배 이상 감소시키는 것을 확인 할 수 있었으며, dynamic ion mixing 공정을 도입한 경우 장시간의 마모 시험에 대한 마모 특성이 향상 되는 것을 확인 할 수 있었다.

• Proceedings of the IEEK Conference
• /
• 2003.07b
• /
• pp.735-738
• /
• 2003

In this paper, we report a molecular dynamics (MD) simulation of the ion implantation for nano-scale devices with ultra-shallow junctions. In order to model the profile of ion distribution in nanometer scale, the molecular dynamics with a damage model has been employed. As an exemplary case, we calculate the dopant profile during the ion implantation of B, As, and Ge.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
• /
• v.7 no.4
• /
• pp.712-718
• /
• 2003

The effects of nitrogen ion implantation on vacuum evaporated cadmium sulphide (CdS) thin films were investigated by X-ray diffraction, optical transmittance spectra, and Raman scattering studies. The as-deposited CdS films have a hexagonal structure with preferential (0 0 2) orientation. Formation of Cd metallic clusters was observed in ion implanted films from the XRD patterns. The band gap of N+ implanted films decreased, whereas the optical absorption coefficient values increased with the increase of implantation dose. The Raman peak position appeared at 299 cm-1 and the FWHM increased with the ion dose. A decrease in the area of Raman peak of CdS Al(LO) mode is seen on implantation.