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[반도체]direct/indirect band gap(밴드갭) 평가D별로예요

Direct & indirect transition semiconductor 특징solid에서 absorption process는 그 유형에 따라 5가지로 나뉜다. 이중 valence band에서 conduction band로의 transition을 band-to-band transition이라고 하며 material의 fundamental absorption edge의 원인이 되고, 이 process는 크게 2가지로 나뉜다. 가장 핵심적인 기준은 다음과 같다.Direct transition : transition에 오직 photon만이 관여한다.Indirect transition : transition에 photon과 phonon이 같이 참여한다.Direct transition과 indirect transition의 E vs K plot을 각각 살펴보면먼저 direct transition의 경우 energy conservation은ħwpt = EGd + ħ2k02 / 2m*r여기서 ħwpt은 photon energy이며 EGd은 direct band gap, k0은 optical transition이 일어난 k값, m*r은 reduced mass이다.momentum conservation은Δk = Kpt ≈ 0여기서 Kpt는 photon wave vector이다. 즉 photon 흡수에 의한 전자의momentum 변화량은 매우 작아서 무시할 수 있고 direct optical transition은 위의 그림과 같이 valence band에서 conduction band로의 수직선으로 나타내질 수 있다.Indirect transition의 경우는 마찬가지로 energy conservation과 momentum conservation을 각각 식으로 표현하면ΔE = ħwpt + ħwpn 또는 ħwpt - ħwpnΔk = Kpt + Kpn 또는 Kpt - Kpn ≈ KpnOptical band gap 측정 방법direct transition의 경우 quantum theory를 이용하여 the transition probability를 계산한다면 다음의 관계식을 얻을 수 있다.α ∞ ( ħwpt- EGd )1/2따라서 α2 vs ħwpt의 그래프에서 x축으로 직선을 그어 외삽을 하면 direct transition의 band gap energy를 계산할 수 있다.indirect transition의 경우는 Bose-Einstein Distribution을 이용하면α = { (ħwpt + ħwpn - EGi )2 / exp(ħwpn/kT) - 1} +{ (ħwpt - ħwpn - EGi )2exp(ħwpn/kT) / exp(ħwpn/kT) - 1}위와 같은 다소 복잡한 관계식을 얻을 수 있다. 여기서 first term은 phonon absorption에 해당하고, second term은 phonon emission에 해당한다. 여기서 first term을 0으로 만드는 ħwpt을 ħw1라고 하고 second term을 0으로 만드는 ħwpt을 ħw2라고 한다면, indirect band gap energy와 반응에 참여한 phonon의 energy를 각각 구할 수 있다.즉, EGi = (ħw2 + ħw1) / 2Epn = (ħw2 - ħw1) / 2

공학/기술| 2009.06.09| 4페이지| 1,000원| 조회(4,169)

반도체, 재료공학, 금속공학

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[역사 사회] 일본의 교과서 왜곡

* 일본교과서 왜곡1. 일본 교과서 왜곡문제의 대두2. 일본은 어떻게 교과서를 왜곡하였나?3. 일본은 왜 교과서를 왜곡하는가?4. 일본 주장에 대한 반론 및 정리1. 일본교과서 왜곡 문제의 대두-일본 문부과학성은 지난 4월 3일 2002년부터 중학교에서 배우게 될 역사 교과서 8종의 검정 합격을 발표한 바 있다. 그 중에 '새 역사 교과서를 만드는 모임'(이하 '모임')에서 만든 후소샤(扶桑社) 교과서가 과거 일본의 침략전쟁과 식민지 지배에 관련된 내용을 현행 교과서보다 대폭 축소하거나 오히려 미화하는 방향으로 역사를 왜곡하고 있어 피해 당사국인 한국·북한·중국 등에서 비판의 대상이 되고 있다.일본의 역사 교사서 왜곡이 문제가 된 것은 이번이 처음이 아니다. 이미 1960년대 일본 역사 교과서의 좌파적 편향 문제가 제기되면서 일본 내에서는 물론 국제적으로도 주목을 받게 되었다. 이러한 문제에 대하여 당시의 집권 세력은 교과서 검정 제도와 교과서 조사관의 권한 강화에 의한 관권이 개입하여 역사 교과서 통제에 나섰던 것이다. 이러한 관권의 통제 강화에 대한 반발로 32년의 세월이 걸리게 되는 '이에나가(家永) 교과서 재판' 소송이 제기되어, 일본 역사 교과서의 문제가 세계에 알려지기도 했다. 그러나 역사 교과서에 대한 관권의 통제를 날로 강화하고 분명한 역사적 사실을 왜곡, 은폐하는 단계를 넘어서게 되자, 국내 문제뿐 만 아니라 마침내 국제적인 교과서 파동이 일어나게 되었다. 이 파동이 1982년 외교 문제로 비화되었던 "일본 역사 교과서 왜곡 파동"이다.1982년 6월에 일본 문부성의 검정을 통과한 역사 교과서(고교용 24종)상에 한국침략을 '진출'로, 3.1독립운동을 '폭동'으로, 신사참배 강요를 '장려'로 기술하는 등 과거사 관련 기술을 의도적으로 왜곡한 것이 문제가 되었던 것이다. 1982년 8월 우리 정부는 이를 외교 문제로 제기, 일제 침략 등 명백한 역사적 사실을 왜곡한 것에 대한 수정을 일본측에 강력히 요청하면서 외교적 쟁점이 되었다. 처음에 일본 본의 승복으로 끝나면서 실제로 교과서의 내용이 부분적으로 개정되기도 하였다. 이러한 상황에서 1986년에 유명한 『신편 일본사』(原書房) 교과서의 내용이 문제가 되어 2차 교과서 왜곡 사건이 발생하였다. 이 교과서는 '일본을 지키는 국민회의'가 편집한 고등학교 역사 교과서로 일본의 아시아 침략 사실을 은폐하는 논지를 담고 있었다. 그해 5월 한국정부는 이에 대해서 공식적으로 비판·항의하였다. 이때 후지오 문부상이 "한일합병은…양국의 합의 위에 성립되었다. 설사 어느 나라가 침략당했다고 치자, 침략당한 쪽에도 문제가 있다고 생각한다"고 망언을 하여 교과서 문제를 둘러싼 양국간 대립을 격화시켰다.한국측의 계속되는 항의에 못이겨 결국 일본 정부는 후지오 장관을 사임시키고 나카소네 총리가 중의원 본회의에서 후지오 발언에 대한 유감의 뜻을 표함과 동시에 중국에 대한 침략사실을 인정함으로써 대립 상황을 정리하였다. 그러나 이 나카소네의 발언도 기본적으로 '외교전략상'의 필요성에 의한 발언이었다. 문제의 『신편 일본사』교과서는 4회에 걸친 수정을 거쳐 1987년 7월에 출간되었다. 결국 2차 교과서 사건도 한국 측의 공세에 일본이 일정 정도 응함으로써 일단락 될 수 있었다.2. 일본은 어떻게 교과서를 왜곡하였나?일본의 `새 역사교과서를 만드는 회'가 만들어 문부성에 검정 신청한 중학교 사회과 역사교과서와 공민교과서의 내용 가운데 새롭게 문제되고 있는 부분은 다음과 같다.◇ 일본의 한반도 남부 지배=고구려는 313년에 중국영토였던 낙랑군을 멸망시켰다. 중국을 중심으로 한 동아시아 제 민족의 질서가 이완되면서 야마토 조정도 이에 대응해 (한)반도에서 활발하게 움직였다. 고구려는 반도 남부의 신라와 백제를 압박했다. 백제는 야마토 조정에 구원을 요청했다. 일본 열도인들은 원래 철 자원을 구해 조선반도 남부와 교류하고 있었다. 그리하여 4세기 후반 야마토 조정은 바다를 건너 조선에 출병했다. 야마토 조정은 반도 남부의 임나(가라)라는 땅에 세력권을 차지했다. 뒤에 일본 역사서는 아 일대에 그때까지 여러나라 움직임을 봐서는 생각할 수 없는 새로운 사태가 발생했다. 고구려가 돌연 야마토 조정에 접근해와 조공을 한 것이다. 이어서 신라도 백제도 마찬가지로 조공했다. 3국이 서로 견제한 결과였다. 그뒤 589년에 중국대륙에서 수가 통일을 이룩했다. 이것이 새로운 위협이 돼 3국은 더욱 일본에 접근했다.(40쪽)◇ 독자적 율령국가 일본=동아시아에서 중국에서 배워 독자적인 율령을 만들어낸 국가는 일본뿐이다.(서기 701년) 신라는 당의 율령 중에서 자국에 필요한 내용만을 추려내 사용했으며 스스로의 율령을 만들려고 하지 않았다. 우리나라에서는 일본이라는 국호가 정해진 이 시기 이래 연호를 계속 사용하게 됐다. 신라는 당의 연호를 사용하도록 강제 당해 이것을 수용했다. 일본의 율령과 연호의 독자성은 우리나라가 중국에 복속되는 것을 거부하고 자립국가로 가려는 의사를 내외에 과시한 것이었다.(54쪽)◇ 왜구=14세기 후반 중국에서 건국한 명은 일본에 왜구 단속을 요구해왔다. 왜구란 이 무렵 조선반도와 중국대륙 연안에 출몰하던 해적집단이다. 그들 중에는 일본인 외에 조선인도 많이 포함돼 있었다.(97쪽)◇ 한일합방=일본은 유라시아대륙에서 조금 떨어져 바다에 떠있는 섬나라다. 이 일본을 향해 대륙에서 팔 하나가 돌출해 있다. 그것이 조선반도다. 조선반도가 일본에 적대적인 대국의 지배하에 들어가면 일본을 공격하는 절호의 기지가 돼 배후지가 없는 섬나라 일본은 자국 방위가 곤란하게 된다. 그런 의미에서 조선반도는 항상 일본에 들이댄 흉기가 될지도 모르는 위치관계에 있었다.(218쪽)조선반도는 전략적으로는 중요했으나 군사적으로 불안정했다. 영국, 미국, 러시아 3국은 모두 지배를 노리고 있었지만 실제 통치를 유지하기는 곤란하다고 생각하고 있었다. 자기부담은 피하고 싶지만 나머지 다른 2국 어느쪽이 통치하는 것은 곤란한 지역에 대해 신흥국 일본이 통치자로 등장한 것은 3국에게는 환영할 일이었다.1910년 일본은 한국을 병합했다. 이것은 동아시아를 안정시키는 정책적으로 통고하고 이것을 혁명외교라고 칭했다. 일본도 일찌기 구미열강과의 불평등조약 개정이 과제였지만 일본은 근대적 법질서 확립에 노력하면서 어디까지나 상대국과의 정규 교섭에 의해 목적을 달성했다. 장제스의 태도는 그것과는 정반대였다.(268쪽)만주사변은 일본정부 방침과는 무관하게 일본육군 일선부대인 관동군이 일으킨 전쟁이었다.(271쪽)중국 사정에 밝은 외국인 중에는 일본의 행동을 중국쪽 파괴활동에 대한 자위행위로 인정한 사람도 있었다.(272쪽)◇ 독도=구나시리·에토로후·시코탄·하보마이 열도 등 북방영토, 일본해 해상의 다케시마(죽도), 동지나해 해상의 센가쿠열도에 대해서는 러시아, 한국, 중국이 각각 그 영유를 주장하며 일부를 지배하고 있으나 역사적으로 보아 우리나라 고유 영토다.(104~105쪽)3. 일본은 왜 역사를 왜곡하는가?얼마 전까지 일본에서는 '국제화' 라는 말이 가장 매력적인 화두였다. 그런데 지금은 왜 그와 역행하는 황국사관적 민족주의가 기승을 부리고 있는가. 그것도 일시적 유행이 아니라 장기적이고 조직적인 태세를 갖추고 말이다. 그 배경과 내용을 몇 가지로 나누어 살펴보자.첫째, 국내외 정세의 변화를 교묘하게 활용한 국가 전략적 차원의 움직임이다. 1990년을 전후해 불어닥친 사회주의권의 붕괴와 걸프전은 국익 우선주의 역사관의 고양에 불을 댕겼다. 일본 자민당은 93년 재빨리 '역사 검토위원회'를 만들어, 일본을 침략국가로 죄악시하는 자학적(自虐的) 역사인식에서 벗어나 건전한 일본인을 양성하겠다는 뜻을 분명히 밝혔다. 그 이면에는 세계 제일의 채권국가로서의 일본이 미국의 힘에만 의지해 해외재산을 지키기는 곤란하다는 위기의식이 깔려 있었다. 이런 맥락 속에서 그 후 자위대의 해외파병을 가능하게 하고, 히노마루와 기미가요를 국기. 국가로 공인하는 법안이 속속 만들어졌다.둘째, 일본적 자신감의 표현이다. 사회주의 붕괴와 아시아의 통화위기 등을 지켜보면서 일본은 역시 강하다는 인식이 새삼스럽게 부상했다. 새 역사교과서는 이것을 역사적으로 형성된 특府) 를 비롯해 왜구와 임진왜란. 청일전쟁. 러일전쟁. 한국강점. 아시아 태평양전쟁 등을 미화한 반면, 한국은 열강에 복속한 연약하고 비주체적인 나라로 묘사했다. 심지어 한국은 '끊임없이 일본에 들이대어진 흉기' 와 같아서 일본의 자위를 위해서는 제거해야 할 대상이라든지, 자신의 힘으로는 근대화를 이룩할 수 없는 '잠만 자고 있던 나라'였다는 식의 극단적 언설을 늘어놓고 있다.따라서 일본의 교과서 왜곡은 단순히 부끄러운 역사를 숨기기 위한 것뿐만 아니라 그 뒷 배경에는 다른 의도를 품고 있는 것이다.4. 정리일본의 역사교과서는 명백히 사실이 아니라는 것을 미리 말하고 싶다. 왜곡된 교과서의 내용 중에서 임나일본부설에 대한 반론만을 이야기해보고 주장이 아닌 나의 생각으로 정리 하고자 한다.임나일본부설에 대한 학자들의 주장을 살펴보면 다음과 같다. 우선 북한학자인 김석형씨는 1950년대 삼한, 삼국의 일본열도 분국설을 주장했다. 그의 주장에 따르면 일본의 임나일본부설과 완전히 다르게 해석해 삼한시대 이래 삼국시대에 이르기까지 한반도의 여러 세력들이 일본열도로 진출하여 그 곳에 수많은 한국계통 소국, 즉 분국을 설치하고 있었다고 주장했다. 또 재일 사학자인 이진희씨는 광개토대왕 비문 조작설을 주장했는데. 그 증거로 일본에서 발간된 광개토대왕 비문의 탁본이 발간 시기마다 모양과 그 글자가 변하는 것(과거의 탁본에는 없었던 글자가 새로 나오는 것, 과거에 있었던 글자가 없어지는 일, 글자의 모양이 조금씩 변하는 것등) 그리고 광개토대왕 비문에 적외선 조사를 실시하여, 석회가 검출되었다는 것 등을 증거로 삼았다. 석회가 검출되었다는 것은 일본인이 비문의 글씨를 고쳤다는 것을 증명하는 것이 되는 것이다. 그리고 다른 많은 학자들이 임라일본부에서의 일본이라는 용어자체가 광개토대왕비가 세워진 4세기에는 만들어지지도 않은 명칭이라는 것과 그 내용들이 그 시대의 나라들간의 관계나 역사의 흐름과 맞지 않다는 것을 주장했다. 이러한 근거들에 의해 임나일본부설은 일본인들에 의해 조작되다.

인문/어학| 2003.09.12| 7페이지| 1,000원| 조회(438)

일본, 역사, 한국, 교과서, 왜곡

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[재료 금속 박막 증착] PVD CVD(박막)

◎ 박막과 박막 증착최근에는 덩어리재료(Bulk materials)에는 없거나, 혹은 나타나기 어려운 물성을 얻기 위하여 덩어리 재료인 기판(Substrate)위에 박막(Thin Film)을 성장시키고 이용하고자 하는 연구가 큰 관심을 끌고 있다. 박막의 응용은 이용되는 물성에 따라 크게 아래와 같이 나눌 수 있다.Thin-film property category-Typical applicationOptical-Reflective/Antireflective coatings-Interference filters-Decoration (color, luster)-Memory discs (CDs)-WaveguidesElectrical-Insulation-Conduction-Semiconductor devices-Piezoelectric driversMagnetic-Memory discsChemical-Barriers to diffusion or alloying-Protection against oxidation or corrosion-Gas/liquid sensorsMechanical-Tribological(wear-resistant) coatings-Hardness-Adhesion-MicromechanicsThermal-Barrier layers-Heat sinks위에서 알 수 있는 바와 같이 박막의 응용범위는 상당히 넓으며, 많은 경우 박막은 하나 이상의 유용한 특성을 동시에 갖는다.박막의 기능성은 다양한 박막재료들로부터 혼합박막이나 다층박막을 만듬으로써 더욱 더 다양해진다. 혼합박막의 예로써는 금속과 유전체의 혼합박막 혹은 유전체와 유전체의 혼합박막들을 쉽게 떠올릴 수 있는데, 필요에 따라 전도도, 흡광계수, 굴절율, 결정성 등의 물성을 조성물질의 혼합비 조절에 따라 바꾸어 줄 수 있다. 이와 같은 혼합박막들은 일종의 비평형상으로써 구성물질들의 물성과 전혀 다른 특성을 나타낼 수 있다. 가장 잘 알려진 다층박막의 예로써 굴절율이 높은 물질과 낮은 물질을 수십에서Cyclotron Resonance)을 이용한 sputter로부터 해결이 가능하다. 이러한 sputter증착은 진공 chamber 중에서 이루어진다. chamber 내의 진공도는 공 정에 따라 다르지만 대개 10-6∼10-10 Torr 정도이고, Ar 기체의 압력은 대략 1∼10 mTorr 정 도 되고 , 양이온을 target 으로 날아오게 하기 위해서 target 의 전압은 -0.5∼-5 kV정도 걸어 주고, substrate 는 접지 시키거나 약간의 (-)전압을 걸어준다. sputter deposition 은 전자산업에서 유용하게 쓰이고 있으며 활용도가 높다. 예를 들면 알루 미늄에 금속층 증착, 금속에 산화물층 증착, 투명전극증착, 비정질 광학 박막 증착, 압전전극변 환기 증착, display 장치를 위한 발광 박막 증착, 박막 저항, 박막 축전기, video discs, 고체 전 극, 박막 lasers, 미소 Photolithopraphics, 마모 저항(wear resistance), 색상, 부식저항 등을 향상시키기 위해 사용되고 있다.● 진공증착법진공증착법은 진공중에서 박막을 만들려는 물질을 가열하여 증발시켜 그 증기를 적당한 면 위에 부착시키는 방법으로서 증발의 과정이 열교환 과정이다.진공중에서 물질을 가열하는 방법에는 저항가열법, 전자충격법 등이 있다.저항가열법은 고융점의 금속(W, Mo, Ta 등)의 박 또는 선을 적당한 형상으로 만든 증발원에증착 재료를 놓고, 전류를 흘려 직접가열하여 물질을 증발시키는 방법과 고융점 산화물인 Al2O3와 BeO와 같은 도가니 주변에 열선을 감아서 간접적으로 가열하는 방식이 있다.전자충격법은 증착 재료에 전자선을 조사해서 가열, 증발시킨다.이것의 특징으로는 전자선의 집속에 의해 국부적인 고온을 얻을 수 있어 고순도의 박막 형성이 가능하고, 고융점 금속을 포함한 모든 재료에 적용할 수 있다.그러나 증발 분자와 잔류 가스를 이온화시켜 막질에 영향을 미치는 경우가 있으며, 또한 장치가 복잡해지는 단점이 있다.●Spu문에 많이 사용되기도 한다.Sputtering은 그 능력을 향상시키기 위해 많은 응용이 이루어져 있는데, 가장 일반적인 것으로 DC plasma sputtering, RF plasma sputtering, magnetron sputtering등이 있다.그러나 sputtering은 장비가 비싸다는 단점이 있다.◎Sputtering YieldSputtering Yield = number of target atoms / incident particle로 정의된다. 이에 영향을 미치는 주요 변수로는 target의 종류, 입사 에너지, 입사각도, target surface의 crystal structure등이 있으며, 온도나 incident particle이 이온화된 여부와는 큰 상관이 없다고 알려져 있다.Sputtering시 입사하는 particle로는 target이나 substrate 표면에서의 chemical reaction을 막기위해 inert gas ion을 사용하며, 가격등의 문제로 인해 주로 Ar이 많이 쓰인다.1) Alloy, Compound의 Sputtering YieldSputtering의 장점은 다음의 이상적인 조건을 만족한다면 deposited film의 조성을 target의 조성과 같게 할 수 있다는 점이다.Target material이 충분히 차가워서 bulk에서 surface로의 확산이 없다.Target이 decompose되지 않는다.Reactive contamination이 없다.Component들의 gas-phase transport가 같다.Component들이 substrate에 붙을 때 sticking coefficient가 같다.이러한 경우는 element에 따라 sputtering Yield가 다르기 때문에 처음에는 target의 조성과는 다른 composition을 갖는다.그러나 곧 steady state에 도달하여 sputtered flux의 조성은 bulk target의 조성과 같게 된다. 또 각각의 element에 대해서도 조건은 각각의 primary electron이 충분히 이온을 발생시켜서 cathode에서 전자를 하나 더 발생시켜야 한다는 점이다. 이러한 이유로 인해 전극간의 거리는 전자의 mean free path에 비해 충분히 길어야 한다.예를 들어 Ar의 압력이 1 mTorr인 경우 500eV의 에너지를 가지는 전자의 mean free path는 약 300cm 정도로서 일반적인 전극간의 거리보다 훨씬 길어지게 된다. 따라서 위의 그림과 같은 조건에서 glow discharge를 유지하기 위해서는 50 ~ 100mTorr 정도의 높은 압력이 요구된다.Discharge current를 증가시키는 방법으로는 부하 전압을 높이는 방법이 있으나 이것은 전자의 에너지가 증가할수록 ionization cross section의 감소를 가져오기 때문에 바람직하지 않다.Sputtering rate를 증가시킬 수 있는 효과적인 방법은 Ar의 압력을 증가시키는 것이다. Working gas의 압력이 증가하면 전자의 mean free path가 감소해서 큰 current가 흐르게 된다.그러나 이 압력이 너무 높게되면 ion과 sputtered atom의 운동이 충돌에 의해 방해받게 되어 오히려 deposition rate가 감소하는 결과를 가져오므로 적당한 압력의 조정이 필요하다.★ (참고) Deposition rate를 감소시키는 요인Sheath 영역에서의 ion의 운동은 gas 원자와의 충돌로 인해 방해받게 된다. 이러한 충돌에서의 charge exchange의 확률이 매우 높다. 빠르게 움직이는 ion은 느린 atom으로부터 전자를 빼앗고 빠르게 움직이는 중성원자가 된다. 또한 느린 중성원자는 느린 positive ion이 되어 target쪽으로 가속된다. 이러한 결과로 target은 sheath에 걸리는 전압만큼의 에너지 보다 10~20%정도 에너지가 낮은 ion과 빠른 중성원자에 의해 bombard가 일어나게 된다.Target과 substrate 사이에서 이동하는 과정에서 발생하는림이고, 그림 -e-는 전기장에 의해 얻는 것과 비슷한 정도일 경우를 나타내는 그림이다.◎ Cylindrical Post MagnetronPrimary electron은 ionization collision시 cross section이 작기 때문에 electron을 orbit에 가두어서 cathode 근처에서 길게 움직이게 함으로 해서 충분한 ion이 발생하도록 하여야 한다.다음 그림 -12-, -13-은 cylindrical post magnetron이라 불리는 것으로 magnetron의 작동을 가장 간단하게 설명할 수 잇는 구조이다.Cathode는 cylindrical barrel로 구성되어 있으며 전체가 sputter될 물질이다. 여기에 cathode axis와 평행하게 magnetron field가 생성되어져 있다.Magnetron field의 크기는 적당히 작은 값으로 조절되어서 plasma electron에만 영향을 미치고 ion에는 영향을 미치지 않도록 한다. 이러한 system에서는 자기장 뿐만 아니라 전기장도 존재한다.Cathode에서 방출되는 secondary electron은 그림 12-e 형태의 운동을 하게 되며 cathode 주위를 돌도록 trap된다.Cathode sheath에서 방출되는 전자는 그림 11-d와 같은 운동을 하고 cathode 주위의 orbit에 trap된다. 이들 전자가 바깥으로 나갈 수 있는 방법은 collision에 의한것 또는 plasma의oscillation에 의한 electric field로 drift가 있을 경우이다. cathode sheath를 떠나는 전자의 에너지가 크기 때문에 gas 원자와의 충돌시 ionization이 일어날 확률은 매우 크게 된다. 따라서 매우 많은 수의 ion들이 생성되기 때문에 sputtering rate가 매우 크다.이러한 field에서는 axial 방향으로 움직임이 자유롭기 때문에 cathode의 길이 방향으로는 균일한 field를 가지는 형태가 된다.전자가 많은 충돌에 의해점이다.

공학/기술| 2003.09.12| 19페이지| 1,500원| 조회(1,166)

증착, 박막, cvd, PVD, sputter

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[화학] PH 미터의 원리와 유리 전극의 구조

1. pH미터의 원리pH는 용액의 산성 또는 알칼리성의 정도를 양적으로 나타내는 수단으로 0～14의 수치로 표시하며, 몰/ℓ로 나타낸 수소 이온 농도의 역수의 대수값이다.1). pH를 측정하는 방법a. 산-염기 지시약의 수소 이온 농도에 의하여 변색되는 것을 보고pH를 결정b. pH미터를 이용한 전기적 측정법2). pH미터는 전극을 사용하는 전기적 pH측정 장치로서, pH 전역에 걸쳐서 측정할 수 있으며, 산화성 및 환원성 물질이나 비수용액뿐만 아니라, 착색된 용액의 pH도 측정할 수 있다.3). pH미터에 의한 전기적 측정법: 용액 속에 담근 지시 전극(indicator electrode)과 표준 전극(reference electrode)사이의 전위차 측정에 의하여 pH를 결정하는 방법4). 지시 전극의 특징a. pH의 변화에 비례하며, 전위가 변한다.b. 종류: 안티몬 전극, 퀸히드린 전극, 유리 전극(일반적인 측정에 사용)5). 표준 전극은 수소 전극(hydrogen electrode)이지만 사용하기가 불편하므로, 유리 전극의 내부 전극과 같은 종류, 같은 조성을 가진 포화 칼로멜 전극(calomel electrode)이 쓰이며, 그 특징은 용액의 pH에 따라 일정한 전극 전위를 나타낸다. 따라서, 유리 전극과 표준 전극을 용액에 담그면 하나의 전지가 만들어지는데, 두 전극의 전위의 차, 즉 이 전지의 기전력(electromotive force)은 유리 전극 바깥의 용액의 pH에 따라 변하므로, 기전력으로부터 pH를 알 수 있다.2. 유리전극의 구조 ―≫glass electrode막전극(막전위)의 일종.주로 p H의 전기화학적 측정에 쓰인다. 수소이온농도가 각각 CA및 CB인 2종류의 용액 A와 B를 얇은 유리막을 사이에 두고 접촉시키면 두 용액 사이에 전위차 E가 생긴다. 이 전위차와 CA 및 CB의 사이에는 E=a+b log(CA/CB) (a,b는 온도·압력·전극의 종류 등에 의해 정해지는 상수)의 관계가 성립된다. 따라서 만일 CA를 이미 알고 있다면 E의 측정값으로부터 CB를 알 수 있다.유리전극의 구조는 〔그림)에 표시한 것처럼 끝에 유리막을 부착한 유리관 속에 농도를 알고 있는 염산수용액을 넣고, 그 안에 은―염화은전극이나 칼로멜전극을 삽입한 것이다. 실제로 p H를 측정하려면 〔그림)에 표시했듯이 유리전극과 적당한 기준전극을 피측정용액 속에 삽입하여 전지(電池)를 만들고, 그 기전력을 내부저항이 높은 전압계나 전위차계로 측정한다.이 목적에 사용하는 유리전극은 그 전위차 E가 수소이온농도만의 함수이며 다른 공존물질과는 관계가 없다는 것과(수소 이온 선택성이 높다), 또한 유리막의 전기저항이 되도록 낮고 기계적으로 튼튼하다는 것이 중요하다.이들 조건을 만족시키기 위해 유리 조성 등에 많은 연구를 하고 있다.유리전극에 의한 p H측정법의 이점은 다음과 같다.① 측정할 수 있는 p H범위가 넓고② 피측정 용액이 착색되어 있거나, 현탁한 콜로이드 상태라도 상관이 없으며③ 극히 소형의 튼튼한 유리전극이 개발되었으므로 생체 내 조직의 p H 등도 측정할 수 있다.또한 최근에는 수소이온에 응답하는 것 이외에 나트륨이온이나 리튬이온 등에 특이적 선택성을 가진 유리전극도 실용화되고 있다.▣부가적으로 더 설명 드리면,기본적인 구조는 위의 그림과 같습니다. 좀 더 자세히 살펴보면,위와 같은 개략도로 표현될 수 있습니다.PH 측정에 이용되는 eq. 은 위에서 보듯이 activity 와 관련이 있으며, 따라서 농도 변화에 따라 E가 달라진다는 사실을 알 수가 있습니다.Glass membrane 을 확대해보면 다음과 같습니다.정확한 PH 측정에는 복잡한 수식들을 적용시켜야 합니다. 여기에서는 수식은 생략하였습니다.ReferenceElectrochemical Methods Fundamentals and Applications 2nd Edition(Allen J. Bard, Larry R. Faulkner)

공학/기술| 2003.12.17| 5페이지| 1,000원| 조회(8,889)

pH, 재료, 화학, pH 미터, 유리 전극

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[재료금속] 피로(fatigue)

● 피로파괴 : 부하방향이 변동하는 하중이 되풀이 될 때= 부하(loading)와 제하(unloading)= 모든 기계 및 구조물의 파괴, 파손과 밀접한 관계● 주요특징1. 되풀이 응력진폭이 정적 파괴응력보다 훨씬 낮은 값일 지라도, 또는 항복점, 경우에 따라서는 탄성한도 이하일 때에도 피로파괴가 일어난다.2. 피로수명 즉, 파괴될 때 까지의 응력 되풀이 수는 응력진폭의 크기에 의존하나, 어떠한 응력진폭이하에서는 무한히 되풀이해도 파괴되지 않는 경우가 있다. 이러한 응력진폭을 피로한도(fatigue limit), 또는 내구한도(endurance limit)라 한다.3. 응력 진폭이 특히 커, 파단까지의 되풀이수가 적은 저되풀이수(low cycle)피로의 경우, 또는 평균응력이 커서 이른 바 피로변형을 동반하는 경우를 예외로 하면, 일반적으로 피로파괴에 있어서는 연성재료라 할지라도 거의 거시적(macroscopic)인 소성변형을 크게 일으킴이 없이 파괴가 일어난다.4. 피로에 의해 파단된 단면은 피로 특유의 특징이 있어, 이 피로 파단면으로부터 파괴원인등을 어느 정도 추측할 수가 있다.5. 피로파괴(fatigue fracture)부하방향이 변동하는 하중이 되풀이 될 때 일어나는 파괴형식으로서, 특히 부하되는 응력이 탄성한도 이하일 경우에도 일어나며, 파괴에 이르기까지 거시적으로 인지할 수 있는 소성변형을 동반하지 않는 것이 특징(high-cycle fatigue의 경우)이기도 하다. 실제의 기계, 구조물의 대부분은 정도의 차이는 있으나 부하방향이 변동하는 하중을 받고 있는 것이 일반적이므로 파괴의 대부분은 피로와 직접적 또는 간접적으로 관계를 갖고 있는 것이 보통이다.

공학/기술| 2003.09.12| 1페이지| 1,000원| 조회(1,169)

강도, 재료, 금속, 파괴, 피로

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