Quadrupole Mass Spectrometer의 기체별 감도 특성

신용현(Y. H. Shin),홍승수(S. S. Hong),이철로(C. R. Lee),임재영(J. Y. Leem),박재홍(J. H. Park),정광화(K. H. Chung) 한국진공학회(ASCT) 1993 Applied Science and Convergence Technology Vol.2 No.1

부분압 분석 장비의 감도 측정 시스템을 설계 제작하였다. 이 시스템을 이용하여 부분압측정기기로 많이 쓰이는 Quadrupole Mass Spectrometer의 N₂, O₂, Ar, CO, H₂에 대한 감도를 10^(-4)~10^(-8)torr 영역에서 측정하여 감도의 압력 의존성을 보고 검출 방식, Emission current, Secondary Electron Multiplier 전압 등이 감도에 미치는 영향도 측정하였다. 실험 결과 기체 종류에 따라서는 물론 사용조건에 따라서도 감도의 절대값 변화 및 압력 의존성 변화가 아주 심한 것을 알 수 있었다. 따라서 Quardrupole Mass Spectrometer를 정량적인 측정에 이용하기 위해서는 이에 대한 감도 측정 및 특성조사가 반드시 선행되어야 한다. The calibration system for partial pressure analyzer was designed and set up. Using this system, the linearity of two commercial Quardrupole Mass Spectrometer and the influence of operating parameter (emission current, detection mode, SEM voltage) on the sensitivity has been investigated over the pressure range of 10^(-4)~10^(-8) torr for N₂, O₂, Ar, CO and H₂ gases. Sensitivities of Quadrupole mass spectrometers were greatly influenced not only by gas species but also by operating parameters. Thus for all the quantitive applications, it is necessary to characterize and calibrate quadrupole mass spectrometer carefully.

CO와 H₂ 혼합기체에 대한 Quadrupole Mass Spectrometer의 감도 특성

신용현(Y. H. Shin),홍승수(S. S. Hong),정광화(K. H. Chung) 한국진공학회(ASCT) 1993 Applied Science and Convergence Technology Vol.2 No.3

Quadrupole mass spectrometer는 부분압 측정 및 잔류기체 분석에 널리 이용되고 있는 장비이다. CO, H₂ Ar이 혼합되어 존재할 때 quadrupole mass spectrometer의 감도를 10^(-4)~10^(-8)torr 영역에서 측정하고 단일기체로 존재할 때의 감도와 비교하였다. 그 결과 일정한 부분압을 유지하고 있는 경우라도, 주위 분위기 기체 종류와 분위기 기체 압력에 따라 감도 변화가 심한 것을 알 수 있었다. 따라서 QMS를 부분압 측정이나 조성분석에 이용하기 위해서는 이에 대한 특성조사가 반드시 필요하다. Quadrupole mass spectrometer is a widely used instrument for partial pressure measurement and residual gas analysis. Sensitivities of QMS has been investigated over the pressure range of 10^(-4)~10^(-8)torr for CO, H₂ Ar and their mixed gases. The dependence of the signal developed from a constant partial pressure trace gas as a function of the pressure of matrix gas was studied. The results demonstrated that sensitivities 6f CO, H₂ were greatly influenced by matrix gas species and pressure. Thus for all the quantitive applications, it is necessary to characterize quadrupole mass spectrometer carefully.

크라이오 펌프를 이용한 스테인레스 스틸 고진공용기 배기에서 2차 냉각판 온도와 용기 내부의 기체 부분압 관계

홍승수,임종연,신용현,정광화,Hong S. S.,Lim J. Y.,Shin Y. H.,Chung K. H.,Arakawa Ichiro 한국진공학회 2004 Applied Science and Convergence Technology Vol.13 No.4

Recently, the importance of clean vacuum and partial pressure measurement of gas species has been increased in the vaccum process. In this study, the partial pressures of $H_2$, He, C, N, $O_2$, $H_2O $, Ar/2, $N_2$(CO), Ar, $CO_2$ were measured by residual gas analyzer according to temperature of cryogenic pump which is used to clean vacuum generation and compared. The experimental results showed that the cryopanel temperature was reached to 12K after 72 minutes of pumping and after 25hours, the partial pressures in percent were 24.9 %, 6.6%, 5.5 %, 2.2 %, 3.8%, 30.7%, 6.5%, 6.1 %, 5.5%, 8.2% for $H_2$, He, C, N, $O_2$, $H_2O $, Ar/2, $N_2$, Ar, $CO_2$ respectively. The dominant gases were $H_2$ and $H_2O $, and the partial pressures were relatively high compare to other gases. 최근에는 진공공정에서 용기내의 청정도와 잔류기체의 부분압에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 청정진공 발생에 많이 사용되고 있는 크라이오 펌프의 냉각판 온도에 따른 $H_2$, He, C, N, $O_2$, $H_2O$, Ar/2, $N_2$(CO), Ar, $CO_2$의 부분압을 잔류기체분석기로 측정하여 비교하였다. 크라이오 펌프를 켜고 약 72분이 지났을 때 펌프의 냉각판 온도가 12K에 도달하였으며, 25시간이 경과하여 온도가 충분하게 낮아졌을 때 부분압은 $H_2$, He, C, N, $O_2$, $H_2O$, Ar/2, $N_2$, Ar, $CO_2$순으로 24.9%, 6.6%, 5.5%, 2.2%, 3.8%, 30.7%, 6.5%, 6.1%, 5.5 %, 8.2%로 $H_2$와 $H_2O $압력이 상대적으로 높은 것을 알 수 있었다.

초고진공, 고진공, 대기압에서 SUS 316의 오염 구조와 오염 과정 연구

서지근(J. Seo),이규장(K. J. Lee),신용현(Y. H. Shin),홍승수(S. S. Hong),정광화(K. H. Chung) 한국진공학회(ASCT) 1997 Applied Science and Convergence Technology Vol.6 No.1

SUS 316 합금의 노출 조건에 따른 오염 과정과 구조를 x-ray photoelectron spectroscopy 실험을 통해 보았다. SUS 표면에 부착된 오염 물질은 주로 metal-oxide, metal-H-oxide, CO, COH, 그리고 C_xH_y임을 보았다. 오염 물질의 층별 형성 구조는 C_xH_y/CO(COH)/metal-H-oxide/metal-oxide 가 SUS 합금 위에 있는 형태이다. 오염 과정은 주로 금속 구성물의 산화와 C_xH_y의 흡착 과정 두 가지에 의해서 이루어지는 것을 볼 수 있었다. 초고진공 환경에서는, 오염은 주로 산화층 형성에 의한 것으로 노출 시간이 증가함에 따라 산화층의 두 께가 계속 증가하였다. 고진공 또는 높은 압력 환경에서는 노출 초기에 대부분의 산화층이 형성되고, 노출 시간의 증가에 대해서는 주로 C_xH_y에 의한 오염이 계속 증가하였다. 스테인레스 표면 안에 깊이 분포하고 있는 metal-oxide의 농도는 지수형으로 감소하는 형태의 분포를 가지며 그 두께는 대기 노출된 시료의 경우 광전자의 평균자유행로 규모로 형성되는 것을 보았고, 특히 Fe-oxide가 Cr-oxide를 덮고 있는 표면 편석 현상이 보였다. The contamination structure and process on SUS 316 under various exposure conditions were investigated using x-ray photoelectron spectroscopy. The metal-oxide, metal-H-oxides, CO, COH, and C_xH_y are the main components of contaminants on the SUS surface. The compositional profiles of the contaminants are shown to be C_xH_y/CO(COH)/metal-oxide on SUS. The contamination proceeds in two steps. The oxidation of the metallic constituents followed by adsorption of hydrocarbons. Under UHV conditions the contamination is mainly due to the oxidation, and, as the exposure time increases, the oxidation continues. In HV or higher pressure, most of the oxides are formed almost immediately after exposure and as the exposure time increases the contamination of hydrocarbons continues to grow. For the SUS sample exposed to atmosphere, the metal oxide is distributed deep inside the surface with an exponentially decreasing concentration, and its thickness is nearly in the order of photoelectron mean free path. It is also seen that the Fe oxide is segregated over Cr oxide in the highly oxidized samples.

CRT 부품용 탈가스 및 Thermal Desorption 측정장치 개발

신용현(Y. H. Shin),홍승수(S. S. Hong),문성주(S. J. Moon),서일환(I. H. Suh),정광화(K. H. Chung) 한국진공학회(ASCT) 1997 Applied Science and Convergence Technology Vol.6 No.4

CRT부품 탈가스(outgassing)를 온도를 변화시켜가며 측정할 수 있고 시료의 열탈착 특성을 측정할 수 있는 TDS(Thermal Desorption Spectroscopy) 측정 장치를 설계 제작하였다. 제작된 시스템은 유효 배기 속도를 조절할 수 있는 진공 장치와 시료의 온도조절 장치, 탈가스 측정 장치로 구성되어 있다. 제작된 시스템의 최저 도달 진공도는 1×10^(-7) Pa 이하였고 가변 콘덕탄스(conductance)를 채택하여 유효 배기 속도를 조절 할 수 있도록 제작되었다. 가변 콘덕탄스 조절에 따른 시료위치에서의 유효 배기 속도 변화를 측정하였다. 텅스텐 히터와 온도조절기를 이용하여 시료의 온도는 600℃까지 ±1℃ 이내 오차로 조절 할 수 있었으며 온도 상승률도 조절할 수 있었다. 측정계기로 사용한 이온 진공계(ion gauge)와 사중극 질량분석기(quadrupole mass spectrometer)의 감도를 측정하여 정량적인 측정을 할 수 있도록 하였다. 제작된 시스템을 이용하여 CRT 공정에서의 부품별 온도별 측정 예와 공정분석에의 적용 예를 보였다. TDS (Thermal Desorption Spectroscopy)system, for diagnosis of CRT manufacturing process, was designed and constructed. Outgassings and thermal desorptions from the part or materials of CRT can be measured and analysed with this system at various temperatures. The system is consisted of 3 parts, vacuum chamber and pumping system with variable conductance, sample heating stages & their controller, and outgassing measurement devices, like as ion gauge or quadrupole mass spectrometer. The ultimate pressure of the system was under 1×10^(-7) Pa. With the variable conductance system, the effective pumping speed of the chamber could be controlled from sub l/s to 100 l/s. The effective pumping speed values were determined by dynamic flow measurement principle. The temperatures and ramp rate of sample were controlled by tungsten heater and PID controller up to 600℃ within ±1℃ difference to setting value. Ion gauge & QMS were calibrated for quantitative measurements. Some examples of TDS measurement data and application on the CRT process analysis were shown.

2019년 낙농경영 실태조사 (한농대 졸업생 관련)

조광현,여준모,이원영,신용광,박진기,Cho, K.H.,Yeo, J.M.,Lee, W.Y.,Shin, Y.K.,Park, J.K. 국립한국농수산대학교 교육개발센터 2020 현장농업연구지 = Journal of practical agricultural resear Vol.22 No.2

알람 컨텍스트 기반의 EMS 운전기록저장 시스템

강동현(D.H Kang),이용익(Y.I Lee),명진희(J.H Myung),박종호(J.H Park),신용학(Y.H Shin) 대한전기학회 2012 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2012 No.10

미성숙 돼지 정소 내에서의 pregnancy-associated plasma protein-A 특성 분석

이원영,조광현,여준모,신용광,박진기,Lee, W.Y.,Cho, K.H.,Yeo, J.M.,Shin, Y.K.,Park, J.K. 국립한국농수산대학교 교육개발센터 2020 현장농업연구지 = Journal of practical agricultural resear Vol.22 No.1

생체 조직 내에서 표지인자의 발견은 해당 세포의 특성과 기능을 이해하는 데 매우 중요하다. 기존에 밝혀진 돼지 정원세포의 표지인자로는 PGP9.5, PLZF, NANOG, SSEA1 등의 단백질이 알려져 있다. 본 연구에서는 최근 새로이 발굴된 돼지 정원세포 표지인자인 IGFBPs 의 기능을 분석하기 위해 IGFBPs 의 발현과 이를 조절하는 단백질인 PAPP-A 단백질의 발현을 5일령 돼지 정소에서 확인하였다. IGFBP 2, 3, 4, 6 의 발현이 돼지 정원세포 특이적으로 높게 나타났으며 PAPP-A의 발현은 세르톨리세포 특이적으로 나타났다. PAPP-A 의 발현을 PGP9.5, GATA4 등의 표지 인자와 함께 확인해 본 결과 PGP9.5를 발현하는 정원세포에서는 발현하지 않았으며, 세정관 내의 세르톨리세포 특이적으로 발현하였다. 이러한 사실로 미루어 볼 때 세르톨리세포에서 발현하는 PAPP-A 단백질은 정원세포에서 발현하는 IGFBPs 의 조절을 통하여 알려진 바와 같이 IGF axis 를 통해 정소내 세포들의 발달 및 분화를 조절할 것으로 판단된다. The identify of biomarkers in living tissues is useful to understand the characteristics and functions of the cells. Proteins such as protein gene product 9.5, promyelocytic leukemia zinc finger, NANOG, and stage-specific embryonic antigen-1 have been identified as markers for porcine undifferentiated spermatogonia. In this study, the expression of insulin-like growth factor binding proteins (IGFBPs), a newly discovered porcine spermatogonia marker and pregnancy-associated plasma protein-A (PAPP-A), a protein regulator of IGFBPs, were characterized in 5-day-old porcine testis. To analyze the function of IGFBPs, RT-PCR was performed. IGFBP 2, 3, 4, and 6 were detected in porcine spermatogonia and PAPP-A was detected in basement regions in 5day old porcine seminiferous tubules. PAPP-A was not expressed in spermatogonia, but it was expressed in Sertoli cells. These results suggest that the expression of PAPP-A protein in Sertoli cells may regulate the development and differentiation of testicular cells through the IGF axis in porcine neonatal testis.

초음파 음향임피던스 변환기를 이용한 저압 저진공 측정기술 연구

홍승수,신용현,조승현,안봉영,임종연,최인묵,Hong, S.S.,Shin, Y.H.,Cho, S.H.,Ahn, B.Y.,Lim, J.Y.,Choi, I.M. 한국진공학회 2010 Applied Science and Convergence Technology Vol.19 No.5

Pressure vacuum measurement technique using acoustic impedance change of ultrasonic transducers was studied. The sensor has been setup using two air-coupled ultrasonic transducers, one as a transmitter and the other as a receiver, and put it into vacuum chamber and measured pressure versus ultrasonic amplitude. The result confirms that the standard deviations of four repeat measurements were from 0.0093 to 0.3325 at pressure 6.66 kPa to 202.65 kPa(about two atmosphere), and the relative percents were 0.018% and 0.164% at pressure 133.32 kPa and 202.65 kPa, respectively. 초음파 변환기의 기체 음향임피던스 변화를 이용해서 압력진공 측정기술을 연구하였다. 상용화된 한 쌍의 500 kHz 공중 초음파 변환기(air-coupled ultrasonic transducer)를 진공용기에 넣고 초음파 진폭을 측정하였다. 그 결과 6.66 kPa에서 202.65 kPa (약 2기압)까지 4회 반복 측정값으로부터 계산된 표준편차는 0.0093에서부터 0.3325 사이에 있었으며, 표준편차를 압력으로 나누어서 백분율로 나타낸 값은 133.32 kPa에서 0.018%이었고 202.65 kPa에서는 0.164%이었다.

물의 증기압을 이용한 진공도눈금의 생성

성대진,신용현,정광화,Seong D. J.,Shin Y. H.,Chung K. H. 한국진공학회 2005 Applied Science and Convergence Technology Vol.14 No.4

The possibility of generation of the vacuum scale using the vapour pressure of water was evaluated. The range of vacuum from 3.3 kPa to 101.3 kPa was corresponds the vapour pressure of water in the temperature range from $25^{\circ}C$ to $100^{\circ}C$ The measured values of the vapour pressure of water were agreed within the deviation of $5\%$ comparing to reference value. This result shows the vapour pressure of water can be used as an secondary reference of the vacuum scale. Moreover it shows the thermo-dynamical properties such as, triple point, temperature-pressure curve of a material have a applicability in the vacuum scale as a reference in corresponding range of vacuum. 물의 증기압을 진공도 눈금으로 이용 할 수 있는지에 대한 가능성에 대하여 평가하였다. 실온($25^{\circ}C$)과 비등점 사이에서 물의 증기압은 3.3 kPa에서부터 101.3 Ha 사이의 압력을 나타낸다. 측정된 물의 증기압은 문헌값에 비해 $5\%$ 이내의 편차로 일치하였다. 이 결과는 물의 증기압이 진공도 눈금의 한 보조적 수단으로 사용될 수 있음을 보여준다. 더 나아가 삼중점이나 온도-압력곡선과 같은 물질의 고유한 열역학적 성질을 이용하면 해당 진공도 범위로 확장이 가능함을 보여준다.