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- 저자 : 석진우(Jin-Woo Seok) (검색결과 4 건)
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전극 구조 변화에 따른 Cold Hollow Cathode Ion Source의 특성 변화
석진우,한성,백영환,고석근,윤기현,Seok, Jin-Woo,Chernysh, V.S.,Han, Sung,Beag, Young-Hwoan,Koh, Seok-Keun,Yoon, Ki-Hyun 한국세라믹학회 2003 한국세라믹학회지 Vol.40 No.10
직경 5 cm cold hollow cathode 이온원을 박막의 이온보조증착법 또는 이온보조반응법에 사용하기에 적합한 이온빔으로 넓은 면적을 균일하게 조사할 수 있는 이온원을 설계, 제작하기 위한 방안으로 연구하게 되었다. 이온원은 글로우 방전을 위한 음극과 이온화 효율의 증가를 위한 자석, 플라즈마 챔버, 그리드 전극으로 이루어진 이온광학시스템, 직류전원공급장치로 이루어진다. 전자인출전극의 구조 및 형태로 구분하여 한개의 노즐로 이루어진 (I) 형태와 복수개의 노즐로 변형된 (II) 형태로 제작하였다. 서로 다른 구조의 전자인출전극 (I)형태와 (II) 형태를 부착한 이온원에 beam profile을 측정한 결과 (I) 형태의 전자인출전극을 부착한 경우에는 이온원의 중심에서 140 $\mu\textrm{A}$/$\textrm{cm}^2$으로 측정되어 졌으며, 외곽으로 멀어질수록 급격히 전류밀도가 감소하여 균일한 영역(최대값의 90%)은 직경 5 cm로 측정되어졌다. (II) 형태로 변형되어진 이온원의 경우 중심에서 65 $\mu\textrm{A}$/$\textrm{cm}^2$으로 (I) 형태와 비교하여 상대적으로 낮은 전류밀도가 측정되었지만 외각으로 멀어졌을 경우에도 전류밀도는 완만하게 감소하여 균일한 영역은 직경 20 cm로 측정되었으며, 본 연구목적에 부합되는 특성이 측정되었다. 이온빔 균일도가 증가한 (II) 형태의 전자인출전극을 부착한 이온원으로 주입하는 아르곤 가스량의 변화, 이온광학시스템의 플라즈마 그리드 전극과 가속 그리드 전극 간격의 조절, 이온빔 에너지 변화에 따른 beam profile 및 특성을 괸찰하였다. The inner-diameter 5 cm cold hollow cathode ion source was designed for the high current density and the homogeneous beam profile of ion beam. The ion source consisted of a cylindrical cathode, a generation part of magnetic field, a plasma chamber, convex type ion optic system with two grid electrode, and DC power supply system. The cold hollow cathode ion sources were classified into standard type (I), electron output electrode modified type (II). The operation of the ion source was done with discharge current, ion beam potential and argon gas flow rate. The modification of electron output electrode resulted in uniform plasma generation and uniform area of ion beam was extended from 5 cm to 20 cm. Improved ion source was evaluated with beam uniformity, ion current, team extraction efficiency, and ionization efficiency.
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이온보조반응법에 의한 Polyethylene(PE) 표면의 친수성 증가
석진우(Jin-Woo Seok),최성창(Sung-Chang Choi),장홍규(Hong-Gui Jang),정형진(Hyung-Jin Jung),최원국(Won-Kook Choi),고석근(Seok-Keun Koh) 한국진공학회(ASCT) 1997 Applied Science and Convergence Technology Vol.6 No.3
고분자 Polyethylene(PE) film 표면을 1 keV의 산소 이온 빔만을 사용하여, 또는 산소 분위기에서 1 keV의 아르곤 이온 빔으로 조사하는 이온보조반응(ion assisted reaction)법을 이용하여 개질을 하였다. 개질된 polyethylene 표면의 친수성(wettability)과 표면 에너지를 측정하기 위해 접촉각 측정기(contact angle micrometer)를 사용하였으며, 개질 된 표면의 화학적 변화를 측정하기 위해 x-ray photoelectron spectroscopy(XPS)를 이용하였다. 표면 개질을 위한 이온 조사량은 1×10¹⁴-1×10^(17) ions/㎠, 산소 가스는 0~4 sccm(ml/min.) 까지 변화 시켰다. 산소 이온 빔만으로 조사 후 polyethylene 표면과 물과의 접촉각은 95˚에서 최대 62˚까지 변화하였으며, 산소를 4 sccm(ml/min.) 주입하면서 아르곤 이온 빔으로 조사하면 물과의 접촉각이 최대 28˚까지 감소하였으며, 이 때 이온 조사량은 1×10^(17) ions/㎠ 이었다. 또한 polyethylene을 산소 이온 빔으로만 표면 개질시 표면 에너지는 작은 증가를 보였으며, 산소 분위기에서 아르곤 이온 빔으로 표면 개질 하였을 때에는 표면 에너지가 2배에 가까운 증가를 하였다. 이와 같은 표면의 친수성과 표면 에너지의 증가는 이온보조반응법에 의해 polyethylene의 표면을 산소 분위기에서 아르곤 이온 빔으로 조사한 시료의 XPS의 spectra 결과로 보아 PE의 표면에 C-O 또는 C=O와 관련된 결합의 증가로 인한 친수성 작용기가 polyethylene 표면에 형성되었기 때문이라고 사료된다. Surface of polyethylene film was modified by ion assisted reaction in which ion beam is irradiated on polymer in reactive gas environments. Ion (argon and oxygen) beam energy was 1 keV, doses were varied from 1×10¹⁴-1×10^(17) ions/㎠, and amount of blowing oxygen from 0 to 4 sccm(ml/min). Wettability was measured by water contact angle measurement, and the surface functionality was analyzed by x-ray photoelectron spectroscopy. The contact angles of water to polyethylene modified by oxygen ion beam only decrease from 95 to degrees, and surface energy was not changed much. The contact angles remarkably decrease to 28 degrees and surface energy increase to 67 erg/㎠ when the films were modified by argon ion with various ion doses with blowing oxygen gases near the polyethylene surface. Improvement of wettability and surface energy are mainly due to the new functional group formation such as C-O or C=O, which are known as hydrophilic groups from the XPS analysis, and the ion assisted reaction is very effective to attach oxygen atoms to form functional groups on C-C bond chains of polyethylene.
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상압 플라즈마를 이용한 Polystyrene (PS)의 표면개절
이종수,신현석,석진우,장규완,백영환,Lee, Jong-Su,Shin, Hyun-Seok,Seok, Jin-Woo,Jang, Gyu-Wan,Beag, Yeong-Hwan 한국진공학회 2009 Applied Science and Convergence Technology Vol.18 No.1
고분자 Polystyrene (PS)의 표면에 친수성을 가지게 하기 위하여 RF power를 150 W에서 350 W로 처리 시간을 1회에서 4회로 처리하며, 압축된 공기와 산소 가스를 사용하여 상압 플라즈마로 개질하였다 압축된 공기로 처리한 시료의 접촉각은 $91^{\circ}$에서 $20^{\circ}$까지 접촉각이 낮아졌으며, 이 때 표면 에너지는 45.74에서 68.48 dyne/cm 증가하였다. 동일한 조건에서 산소 가스로 300 W의 RF Power로 4회 처리하였을 때 접촉각이 $91^{\circ}$에서 $17^{\circ}$로 변화하였으며, 표면에너지는 45.74에서 69.73 dyne/cm 증가하였다. 표면에너지의 증가는 dispersion force의 증가보다는 polar force의 증가에 의한 것으로 보인다. 상압 플라즈마로 처리된 시료의 접촉각 감소와 표면에너지의 증가는 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)의 spectra 결과로부터 PS의 표면에 C-O, C=O 결합의 증가로 인한 친수성 작용기가 표면에 형성되었기 때문이라고 생각된다. 상압 플라즈마 처리 후 대기 중에 보관된 시료의 접촉각은 시간이 경과함에 따라 증가하지만 물 속에 보관된 시료의 경우는 상압 플라즈마 처리 후의 접촉각을 그대로 유지하였다. 상압 플라즈마를 이용하여 PS의 표면을 개질하고, 그 위에 $4,000\;{\AA}$과 $8,000\;{\AA}$의 구리 박막을 열증착법을 이용하여 증착하였다. 각 시료와 구리 박막의 계면과의 접착력은 테이프 테스트 (ASTM D3359)를 이용하여 처리된 PS 표면이 처리하지 않은 시편에 비하여 접착력이 향상되었음을 확인하였다. Hydrophilic Surface modification of Polysarene (PS) was performed by Atmospheric Pressure Plasma (APP). Air or 0, gases were used for carrier gases and RF power was changed from 150 to 350 W. We controlled the treatment time as 1 time to 4 time passing through the plasma region. when the carrier gas was air, the water contact angle on the PS surface was decreased from $91^{\circ}$ to $20^{\circ}$. And the surface energy increased from 45.74 dyne/cm to 68.48 dyne/cm. In case of the $O_2$ plasma treatment, at 300 W of RF power and 4 times treatment, the water contact angle on the PS. Surface was decreased from $91^{\circ}$ to $17^{\circ}$ and the surface energy was increased from 45.74 dyne/cm to 69.73 dyne/cm. The surface energy was increased by polar force not by dispersion force. Improvement of surface properties can be explained by the formation of new hydrophilic groups which is identified as C-O, C=O by XPS analysis. The contact angle of APP treated PS surface kept in air was increased with time elapse, but maintained same value when it was kept in water. We treated the PS surface by APP and deposited Cu as $4,000\;{\AA}$ and $8,000\;{\AA}$ by thermal evaporation. The adhesion between sample and Cu thin film improvement of treated PS surface against untreated sample. could be verifiable by Tape test (ASTM D3359)
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