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[분석기기] XRF에 대하여 평가A좋아요

..PAGE:1X-ray Fluorescence analysis광전자재료협동과정신상훈..PAGE:2목 차연속,특성 X선이란?XRF의 원리기기 구성시료의 전처리데이터 분석장점 및 응용..PAGE:3연속 X선전자가 Target에 충돌하면서 전자가 가지고 있던 운동에너지 일부가 X선(X- rays) 광양자로 변화되면서 생기는 제동방사 (Bremsstrahlung)선.연속X선(Continuous X-rays)의 Intensity열전자의 가속전압에 따라 비례전류, Target 원소의 원자번호에 비례X선(X-rays)의 발생효율도 같은 Target 에서 전압에 따라 비례..PAGE:4특성 X 선입사전자의 운동 에너지가 전자의 결합 에너지 보다 크면, 그 각의 전자를 떼어냄. (광전효과 Photoelectric effect)K각의 전자가 여기 되어 그 빈자리에 L, M, N, ... 각의 전자가 들어올 때, K계열의 특성X선이 발생.특성X선(Characteristic X-rays)의 파장은 Target 물질을 구성하고 있는 원소에 따라 그 고유의 값을 갖음,,,, K, L, M, ... 등의 계열로 분류.각 계열의 파장은 K < L < M ... 순이며,같은 계열에서도 근접한 몇개의 파장군으로 구성됨. K계열(K series)는 Ka1, Ka2, Kb1, ...,L계열(L series)는 La1, La2, Lb1, Lb2, Lb3, Lg1, ...,..PAGE:5XRF의 원리X선 Tube내에서 1차 X 선에서 걸어준 전압에 따른 최소파장에서부터 연속 X-선이 방출되어 시료에 있는 원소들을 들뜨게 하여 특성 X-선을 내게 함.이 특성 X-선들은 분석용 결정판에서 Bragg의 회절식 (nλ=2dsinθ)에 의하여 파장 별로 분광되고 검출기에서 검출됨.파장은 시료중의 존재원소를 정성적으로 알아내고,특성 X-선의 세기를 측정하여 표준시료의 함량과 비교하여 정량 분석...PAGE:6모즐리의 법칙 (Moseley's Law)특성 X선의 파장과 원자번호 사이의 관계에 대하여 특성X선의장치를 통과시켜 측정하고자 하는 특정파장만을 분리, 검출기에서 그 X선 광자를 전압펄스로 변화시켜 측정함으로써 정성 및 정량하는 방법.에너지분산형 X선 형광분석법-슬릿이나 결정회절장치 없이 바로 에너지 분해능이 높은 검출기로 가서 측정하고자 하는 X선광자를 바로 파고펄스로 변환시켜 측정함으로써 정성 및 정량하는 방법...PAGE:8X-선 Tube일차 X 선에서 걸어준 전압에 따른 최소파장에서부터 연속 X-선이 방출따라서 x-선 발생을 위해서는 전자 발생기+가속기+금속 타겟+냉각기가 필요.(99% 이상이 열로 소비되고 x-선은 1%미만)고전압 발생장치로 부터 High Voltage Cable 을 통하여 X선관(X-ray Tube)에 음의 고전압이 공급.* W: : 용융점이 높고, 열전도가 좋음., 무거운원소라 세기가 큰 스펙트럼을 방출...PAGE:9검출기사진검출법에멜젼의 사진감광작용 이용전리함,비례계수관,GM계수관,X선과 물질과 작용하여 전자와 양이온을 생성하는데 이온쌍에 의하여 전류를 흐르게 함.섬광계수기높은 에너지의 광자가 입사되면 섬광체는 가시광을 방출하며, 알칼리금속의 음극표면에 흡수되어 전자를 발생 시킴반도체검출기고체의 이온화 작용 이용..PAGE:10Sample Preparation for XRF정량분석시 시료의 전처리과정이 매우 중요 분석오차의 주 요인-이물질 오염 정상 여기와 다르게 여기됨-크랙 거친표면이 오차 요인 (표면과 내부의 조성차이때문)-샘플크기 감도에 영향 줌 (32~45um)*비파괴 분석30~50um 정도 표면안마 실시*파괴 분석분말시료, 액체, glass beadMany different types of samples can be analysed with XRF: liquids such as oils, waste waters, acids. Solids such as rocks, ores, metals, plastics and all kind of sludges, slurries, wastes, food products and manngbinding aidpressure and pressure timeA sample has to be representative for the whole bulk. Once the sample is taken it has to be prepared into a specimen for measurement with the X-ray spectrometer.The solid sample (e.g. iron ore, clinker,...) has to be ground in order to reduce the grain size and homogenise the formed powder. Different types of grinding vessels can be applied depending on the hardness and the application. Contamination can be subject of importance. For example: when Iron (Fe) has to be measured in a SiO2 matrix it is not advisable to use a stainless steel vessel as the sample could be contaminated by Iron (and other elements) from the vessel. The vessel needs to be cleaned very well after use, especially when the next time you want to grind a sample in which you want to analyse a low concentration of an element that was a matrix element in the former sample. It could be that the sample is contaminated by the former, we talk about cross contamination. A possible soluer grinding.To reduce the grinding time or improve the homogenising a grinding aid (such as cellulose or tetraborate) may be used.All ground sample should be smaller than a certain sieve diameter. This diameter can change from sample to sample, e.g. smaller than 50 mm.Once the sample is ground it can be measured directly in a liquid cup or it can be pressed into a pressed pellet. Sometimes a binding aid can be used to make the specimen stick better. The applied pressure and the pressure time may be important to make a stable pressed powder...PAGE:12Sample Preparation-Glass beads불균일하거나 매트릭스 영향의 차이가 큰 고체나 분말시료일 경우붕사같은 용제와 함께 용융하여 glass bead를 만들어 사용하는 방법붕사:시료=1:3 비율로 섞어서 백금도가니에 넣어 1100도에서 융융The best way for completely removing the formerly described effects is to employ a fusion. A fusion is transforming the powdered sample with help of a (borate) flux into a homogeneous solid button, a glass bead.A minimum quantity of 1g of sample is necessary to prepare a not too diluted specimen of a sn in XRF.The most modern fluxes are based on Li - borates. Some additional reagents, such as oxidisers or non-wetting agents, may be added to improve the fusion or to improve the elemental analysis...PAGE:13Sample Preparation-Liquids가장이상적인 시료 형태-완전한 균일한 상태로 만들수 있음-표준용액도 쉽게 만들수 있음-시료를 녹여야 하는 단점.-시료의 깊이가 충분해야 함.-분석시료와 표준시료의 부피는 같아야 함.-시료용기의 용해에 의하여 시료가 오염되지 않아야 함.A large variety of liquids can be analysed with X-ray fluorescence.A helium device is necessary as the vapour pressure of the liquid to be analysed is to great to allow the use of vacuum (starts boiling in the spectrometer, meaning contamination of the equipment).In principle liquids are homogeneous. Depending on the sampling the measurement can happen in a liquid cup (direct pouring) or it may happen that particles are present. In the latter case the liquids can be filtered over a filter with a hydrofobic ring and both filter and filtrate can be measured.It may be necessary for whatever reason that a liquid needs to be diluted,ent:

공학/기술| 2005.04.18| 20페이지| 1,500원| 조회(3,287)

X-Ray, XRF, X선형광분석

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LD/PD에 관하여 평가B괜찮아요

레이저 다이오드 Photodiode 광변조소자레이저 다이오드1. 변환효율이 좋아야 함 2. 선폭이 좁아야 함 3. 온도, 진동등과 같은 외부 여건 변화에 대하여 특성이 변하지 않아야 함 4. 변조 대역폭이 넓어야 함 5. 입력 대 출력 특성 곡선이 선형이어야 함 6. 출력빔의 방사각도가 작아야 함 7. 수명이 길어야 함 8. 가격이 저렴해야 함광원이 가져야할 특성광-전류 특성 곡선발진 조건One round trip 후 field의 크기R  단면 반사율   confinement factor G  이득계수   흡수계수  방출파장방출조건i) 이득계수:ii) 방출파장:여러 형태의 레이저 다이오드 구조Broad Area Laser이득에 의해 구속되는 구조굴절율에 의해 구속되는 구조P-N homojunctionP-N heterojunction정상상태 특성g(N) 단위길이당 이득 a=dg/dN 미분이득 상수 N 캐리어 밀도 N0  활성층이 투명해지기 위하여 필요한 캐리어 밀도내부 양자 효율로서 주입되는 전자중 유도 방출에 의해 광자로 변환되는 비율 외부양자효율로서 주입전자의 증가분 중 유용한 방출광자들로 변환되는 비율문턱전류의 온도에 따른 변화장파장 레이저 다이오드단파장 레이저 다이오드Double heterojunction laserDouble Heterostructure 레이저의 장점i) Carrier Confinement 효과  Energy gap 차이 ii) Photon Confinement 효과  굴절율 차이Quantum Well, Quantum Wire , Quantum dotCarrier를 confine시키는 또 다른 technique = 전자나 hole이 있을 수 있는 energy state를 confine 시킴Density Of States* 양자우물소자의 -k diagram*양자우물소자의 density of statesBulk laser에 비하여 다음과 같은 장점을 가짐1. Lower threshold current 2. Lo는 현상을 경과시간에 따라 나타낸 다이아그램Side-mode suppression시간에 따른 캐리어 밀도 N(t) , 주모드의 광자 밀도P(t), 인접 측 모드의 광자밀도 의 변화 광자 수명시간 (보통 수ps)  공진기내 존재하는 광자의 밀도  이득이 양수인 파장폭  Spontaneous emission rate  longitudinal mode spacingLinewidth, phase noise and intensity noise대역폭의 중심 주파수를 가지는 정현파 에 좁은 대역폭을 가지는 가우시안 잡음을 더한 잡음 모델(a) 위상이 초기치에서 잡음에 의해 달라짐을 나타내는 페이저 표현 (b) 위상 (t) 의 시간에 따른 변화를 나타낸 세 가지 예 (c) Lorentzian 스펙트럼* LD의 경우 gain이 변화하면 굴절율이 변화함Relative Intensity NoiseSp() = the spectral density of P(t) at  f = the filter bandwidth of the measurement apparatus과도 상태 특성 해석Turn-on delay : 전류 주입에서 광 방출에 필요한 주입 캐리어 밀도가 커질 때 까지 필요한 시간 random한 값을 가짐Relaxation oscillation : 광자의 밀도와 캐리어 밀도가 주기적 (완화진동) 으로 감소와 증가를 번갈아 가며 반복 하는 현상  완화 진동 주파수는 직접 변조시 변조 대역폭을 제한Instantaneous chirp  완화진동 발생시 LD 굴절율 변화에 의한 방출 파장의 변화Adiabatic chirp  주입 전류의 최종값에 따라 LD의 굴절율의 변화에 의한 방출 파장 변화모드 호핑  random fluctuation 에 의하여 다른 모드가 방출되는 현상 SMSR이 높을수록 모드 호핑이 작게 발생열 효과  10 MHz 이하의 낮은 주파수로 LD 변조시 발생하는 온도 변화에 의한 특성 변화열효과Relaxation oscillation 효eneous chirp 두번째 항  Adiabatic chirp단일주파수 레이저 다이오드표면방출 레이저 다이오드표면 방출 레이저 다이오드의 장점1. 캐비티가 매우 짧아 공진 파장들 사이의 간격이 매우 넓음  단일 모드 발진이 쉬움 2. 방출 광의 형태가 원형이고 직경을 쉽게 조절함 광 섬유와의 결합 효율이 좋음 광 정보 장치 광원으로 적당 3. 2차원 array를 쉽게 만들 수 있음 4. 저렴한 가격으로 대량 생산이 가능PhotodetectorsThree basic receiver types Smaller receiver SNR  Direct detection시 앞에 광 증폭기를 설치하면 coherent detection과 같은 정도의 SNR을 필요로 함Coherent detection의 이점1. high sensitivity 2. low noise 3. small size 4. low cost 5. high speed of response반도체 photodiode 의 장점3가지 형태의 반도체 photodiode1. PN diode 2. PIN diode 3. Avalanche photodiodePN photodiode의 기본 동작 원리PN photodiode의 charge, field intensity and voltage profilePhotodiode 의 기하학적 구조가 가져야 할 성질들1. 공핍층이 두꺼워야 한다 (공핍층 바깥영역에서는 전기장이 존재하지 않으므로 빛에 의해 생성된 전자-정공쌍이 외부회로로 나가지 않고 소멸됨) ---- p 영역과 n 영역 사이에 intrinsic 영역을 삽입한 PIN photodiode를 만듦 2. 공핍층에 도달하기 전 빛이 통과하는 p 영역의 두께는 짧아야 하고 흡수가 없어야 함 ---- p 영역의 bandgap을 I 영역의 bandgap 보다 큰 재료를 사용 (Heterojunction을 사용) 3. I 영역의 흡수율은 커야 함 ---- 변환효율 향상, 두께가 짧아져 response time을 짧게 할 수 있onsivity ): 양자효율ÞR소자의 반사율 P영역의 흡수계수 , P영역의 두께 공핍층의 흡수계수 , 공핍층의 두께Responsivity and quantum efficiency여러 반도체들에 대하여 파장의 함수로 도시한 PIN photodiode의 수광효율Photodiode 의 전류-전압 특성곡선(B)  photovoltaic mode 로서 (순방향 bias) 수광양 의 변화에 따른 전류 변화가 적음 (C)  short-circuit mode 로서 소자 양단에 걸리는 전압이 거의 “ 0 ” 으로서 공핍층의 영역이 좁아 비효과적임 (D)  voltage amplifier (E)  transimpedance amplifier (F)  operation as an APD광통신용 photodiode의 circuit 구성으로 사용하지 않음1. Photodiode 에 집적된 증폭기의 time constant 2. Carrier 가 공핍층을 통과 하는데 걸리는 시간수신기의 대역폭을 제한하는 요인광수신기의 Block diagram수신기의 특성을 결정짓는 중요한 부분  preamplifier1. 전치증폭기의 대역폭을 넓게 함  너무나 많은 잡음이 전치 증폭기를 통과 하므로 사용되지 않음.2. clock 추출회로로 clock 을 추출하고 low-pass filter 를 사 용하여 한 bit 동안 들어오는 신호를 더하여 판별Preamplifier 설계방법기본적인 두 종류의 전치 증폭기 회로 구성도Voltage AmplifierTransimpedance AmplifierEqualization Circuit for (A)여기서 R은 photodiode에서 본 저항 thermal noise 와 대역폭은 Trade-offEqualized voltage amplifierThe TransimpedanceEqualizer  저주파 성분 감쇄 , 고주파 성분 boostTransfer function(보통 5)* 단점:고주파 잡음이 equalizer 에서 상대적으로 증폭됨Tr. 수광량 P의 크기가 변화하여도증폭기 입력에 걸리는 전압은 거의 일정함PIN photodiode 를 사용하는 경우전기 증폭기에 도달 하기 전 신호를 증폭시켜야 함1. PIN detector 앞에 광 증폭기를 설치하여 신호를 증폭시킴2. Coherent detection 방법  local-oscillator input으로 신호를 증폭3. Avalanche-breakdown 효과를 이용하여 신호를 APD에서 증폭 전치 증폭기 input 의 열 잡음이 주요잡음Impact ionization 효과에 의하여 하나의 photon으로부터 5개의 전자-전공 쌍이 발생 (M=6) 되는 timing diagramAPD gain M(t)  randomly fluctuating  APD의 gain noise를 발생시킴 Instantaneous photocurrent average signal currentF = noise factorAPD의 randomly - varying gain 이 random shot noise에 미치는 영향APD의 charge density와 field intensity의 profileControlling the gain noiseNoise factor F여러가지 ionization rate ratio k에 대하여M 의 함수로 도시한 APD noise factorAPD의 장점 multiplication- factor noise 전기 증폭기의 열 잡음 PIN diode보다 sensitivity가 좋음APD의 단점1. Response time이 느림2. High-voltage power supply를 필요로 함3. 가격이 비쌈.Basic modulation formatsDirect ASK modulation extinction ratior=0  turn on delay 와 chirping이 발생됨Turn on delay와 chirping을 발생시키지 않으려면External modulation 사용Quantum-Confined -Stark-

공학/기술| 2004.12.07| 74페이지| 1,000원| 조회(1,261)

PD, LD, 포토다이오드, 레이저다이오드

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SIMS에 대하여 평가D별로예요

S I M S (Secondary Ion Mass Spectrometry)Contents 장비의 원리 및 이론  장치(Hardware) : Source, Detector 등  기법의 분해능과 한계  Application 및 사례표면 분석 기술 원 리 - 수 keV ~ 10 keV의 운동 에너지를 가진 일차 이온빔을 고체시료 표면에 충돌 시켜 고체 표면이나 내부를 이온화 상태로 sputtering한 후 생성된 이차이온을 Analyzer에 통과시켜 전하와 질량비에 따라 분리하여 검출하는 분석법  분 류 - Dynamic SIMS : 비교적 큰 이온빔 전류를 이용하여 깊이에 따른 원소의 분포상태를 분석 - Static SIMS : 낮은 이온빔 전류로 표면의 원자와 분자의 조성상태를 분석Mechanism of SimsSIMS technique block diagram Energies between 1 and 20 keV.  Depths of 2 to 30 nm. Mixing zone : primary ions and displaced atoms from the sampleDiagram of Sputtering processSIMS의 구조 및 작동원리 종류 : O2+ , O- , Ar+ , Cs+  특성 - energy : 1~ 20 keV - beam current : 10nA~ 15μA - beam diameter : 10 nm ~ 10 mm일차 이온빔의 종류와 특성 The high frequency source  The penning source with a cold cathode  Source with electron impact  Plasmatron source  The liquid metal ion source  Gaseous field ionization ion source  The capillaritron ion gun  The saddle field sourceIon sources의 종류SIMS Primary Ion SoIMS Primary Ion Sources Primary ions은 sources에서 추출되어 ion column 을 통해 sample로 이동함  Mass filter는 빔에 존재하는 불순물을 제거  Electrostatic lenses와 apertures는 primary ion beam의 강도와 폭을 제어  Electrostatic deflectors는 primary beam이 sample위에 균일하게 도달하게 함SIMS Primary Ion ColummElectrostatic Lenses The end plates operate at ground potential.  The center element operates at high voltage Electrostatic lens - immersion lense + transfer lense  Dynamic emittance deflectors - secondary ion beam back on-axis를 조정  Entrance aperature - 직경이 작으면 image aberration을 감소시키는 반면에 이차이온의 강도도 감소시킴Secondary Ion Extraction and Transferdouble-focusing mass spectrometerMass Spectrometers higher resolution  2 magnets or 1 magnet 1 electrostatic fieldTime of flight spectrometer non-magnetic separation  detector - electron multiplier tube  instantaneous display of resultsQuadrupole Mass Spectrometer 4 short parallel metal rods  opposite rods same charge on DC source, AC applied ontopSIMS에서 가장 보편적으로 사용되는 4가지 detectors ◇ron multiplier ◇ Faraday cup ◇ Two ion image detectorsSecondary Ion Detectors 구성 - a series of electrodes called dynodes and resistor string - signal output : positive high voltage(~2kv) - other end of the string : ground  과정 - 한 입자(전자,이온 등)가 처음 다이노드를 때리면 이차전자가 발생하고 연속적으로 반복되어지면 전류증폭이 일어나게 됨Electron Multipliers 하전된 입자빔이(이온, 전자)이 도달했을 때 전류가 측정되는 전극  Electron repeller plate를 갖는 deep cup은 이차전자의 손실을 최소화함Faraday cup 구성 - large arrays of small channel electron multipliers 보통 SIMS는 직경이 10µ인 채널 2000 arraysdual microchannel plate (DMCP)Two ion image detectors Depth profiling - sputter되어 나온 이차이온 중에서 분석대상 원소의 이온만을 선택하여 그 세기를 시간에 따라 측정하여 깊이에 따른 분포도를 알 수 있음  Mass spectrum - 이차이온들의 질량 대 전하비(m/z)에 따른 이온의 개수를 측정하여 시료 표면에 있는 원소의 종류와 조성을 알 수 있음  Ion imaging - 직경이 1um정도의 일차 이온빔을 시료상에 scanning하면서 이차 이온의 세기를 측정하거나, 시료상의 이차이온의 발생 위치를 보존하면서 이차 이온을 측정하여 시료 표면에서의 원소의 분포도를 측정Common modes of analysis and Examples시간에 따른 이차이온의 세기측정 깊이에 따른 이차이온의 농도Depth profilingOxygen primary ion bombardmentCesium primary mbardment Total secondary ion signal : 3.681×106(ions)  Average secondary ion signal : 2.692×e4/s  Average implant concentration : 1×e15cm-2/0.74um=1.35×e19atom/cc  Silicon ion counts : 2.2×e8/sRSF = CI × IM / II = 1.35×e19atom/cc (2.2×e8s- / 2.692×e4s-) = 1.092×e23atom/ccRSF equationCE = RSF × IE/IM CE : element concentration IE : element intensity IM : matrix element intensity RSF : masured relative sensitivity factor 이차 이온들의 m/z에 따른 이온의 개수를 측정하여 시료표면에 있는 원자의 종류와 조성  질량값의 범위 : 1~ 300 amu  분자상태, cluster, 동위원소 측정Mass spectra from surfaces of bare silicon (left) And RIE silicon (right)Mass Spectrum Scanning imaging - 일차 이온빔을 시료상에 scanning 하면서 이차이온의 세기를 측정  lateral resolution : 50nm정도  Ion microscopy - 이차이온의 발생위치를 보존하면서 이차이온을 측정하여 시료표면에 원자분포도를 측정  lateral resolution : 1um정도Ion imaging1. Mass interference effect - 분자이온, multiply charged 이온 등이 단원자 이온과 질량간섭을 일으키는 현상Artifacts 제거방법 - voltage offset and high mass resolution techniquesArtifacts2. Surface transient effect - 표면의 오염물질과 주입효과로 인해 표면에서의 depth profile이 실제와는 다르게 나타나는 현상 3. Interface effect - 시료 표면의 거칠기, 이온 수율의 변화, 입자들의 혼합, 여러 물질의 오염 등으로 인해 계면을 이루는 두 물질 사이에 생기는 모든 profile의 변화 4. Charging effect - non-conducting물질의 분석 시 일차이온의 충돌과 이차이온 및 전자의 발생으로 인해 시료표면에 전하의 축적이 일어나는 현상  제거방법 - Electron beam 사용 시료표면에 electron flooding - 표면 gold coating - Negative primaryn ion 사용ArtifactsSurface chemical analysis, Particularly organics, polymersMeasurment of compositon and trce-level impurities solid materialsMain useSolids, liquids, powdersSolid condutors and insulatorsSmaple requirementsDown to ~100um50nm ~ 2umLateral resolutionOuter 1 or 2 monolayers2nm ~ 100umDepth probedYesIn rare casesChemical bonding informatinYes, if sputtered long enoughYesDestrutiveH to U ; all isotopesH to U ; all isotopesRange of elementsStatic SIMSDynamic SIMSDynamic SIMS / Static SIMS 표면 원소의 규명  극미량 원소의 깊이에 따른 농도 분포분석  반도체 재료의 불순물 농도 분포 분석  박막/재료의 첨가물 농도분석  금속재료의 불순물 비교조사  고분자 화합물의 조성 분석  표면 원소의 물리, 화학적 특성 연구Applications{nameOfApplicatow}

공학/기술| 2004.11.09| 34페이지| 1,000원| 조회(1,749)

분석, 박막, SIMS

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PLD에 대하여

Pulsed laser deposition1. 서 론 2. 기본원리 3. 응용분야전자재료 실험실 신상훈1. 서론Physical vapor deposition (Sputtering) - 비교적 쉽게 증착이 가능 - 박막의 조성이 박막 증착 조건에 크게 의존 - 원하는 조성의 박막을 얻기가 어려움 Chemical vapor deposition - 박막의 증착속도가 빠름 - 복잡한 형상의 기판에도 우수한 step coverage - 박막의 증착 온도를 비교적 높게 설정하여 실제 소자 적용시 여러가지 제약 발생Pulsed laser deposition - Eximer laser를 Target에 조사하여 Target 표면으로부터 융발(ablation)된 원자 혹은 분자들을 기판에 증착시키는 방법 - 금속, 절연체, 산화물, 폴리머 등 모든 고체물질의 박막증착이 가능 - Target 조성이 박막조성과 유사하게 됨2. PLD의 원리① Excimer Laser beam 의 에너지 ② Target 표면에서 ablation 현상이 발생 ③ Target 물질이 기판부위에 이동하여 증착2.1 Excimer laser 1Excimer - Excited dimer (Diatomic molecule) - Stable in its excited state - Unstable in its ground state Typical materials / Rare gas halides - ArF(193), KrF(248), XeCl(308nm) Gas Laser - Light Amplification by Stimulated Emission of RadiationKrF reactions ① Ionization e- + Kr  Kr+, Kr*, Kr2+ e- + F2  F- + F ② Negative ions combines with positive ions Kr+ + F- + X  KrF* + X Kr2+ + F-  KrF* + Kr Kr* + F2  KrF* + F X : third body (He , Ne)2.1 Excimer laser2Ground state - repulsive, weakly bound - Excimer molecule dissociated rapidly  = ~ 2.5 ns Excited state  = ~ 5 ns  Population inversion  Lasing action2.1 Excimer laser 2Potential energy curves for the KrF excmer laserLaser beam 입사 ① Electronic excitation ② Evaporation Ablation Plasma 형성 Exfoliation  원자, 분자, 전자, 이온, Cluster, 미세입자 로 구성된 Plume 형성2.2 Plume의 발생 1Ablation 입자의 방출거동 - 좁은 분포 특성 - 속도 분포가 Maxwell-Boltzmann 분포를 따르는 것이 아님 - 각각의 ablation 입자의 운동에너지는 통상의 증발입자의 에너지보다 큼2.2 Plume의 발생2시간에 따른 Laser ablation Mechanism2.2 Plume의 발생2Target 표면으로 부터 생성, 방출되어진 Ablation 입자는 Target 바로 위에서 Plasma 상태 (Plume) 형성 Plume의 구성 및 비행거동 - 대부분의 중성입자 (~102m/s)  90% - 전자 (~106m/s) - 이온 (~104m/s) 10% - Cluster (~101m/s) 입자들의 속도는 Maxwell-Boltzmann 분포에 비해 폭이 좁고 입자의 운동에너지 및 속도는 챔버내의 분위기에 의존2.3 Plume의 비행거동1Shock front - Ablation 입자와 챔버내의 분위기 gas 의 상호작용 반복 - 바깥부분에서는 Ablation 입자의 운동에너지, 속도 분포가 분위기 gas종의 상태와 유사하게 됨2.3 Plume의 비행거동2Ablation 기구를 통해 높은 에너지를 가진 증발원들이 기판에 도달되어 양질의 박막형성에 유리 다른 증착법과 다른점은 거의 없음2.4 박막형성과정2.4 박막형성과정분위기 gas 에 따른 증착율Target 조성에 따른 증착율장점 - Target 의 조성이 박막의 조성과 대단히 유사 하여 다성분계 재료의 박막형성에 유리하며 조성조절이 용이 - 기판에 도달되는 원자 및 분자의 에너지가 높아 양질의 박막형성에 유리 - 거의 모든 고체의 박막형성이 가능 - 증착속도가 빠르며, 증착속도의 제어가 용이 - 증착조건의 변수가 상대적으로 적으며, 증착시스템이 단순함 - 챔버내 분위기의 종류 및 압력조절의 폭이 넓음2.5 PLD의 장단점단점 - Ablation이 일어나는 영역이 좁고 Ablation입자의 지향성이 강해 다른 증착법에 비해 균일한 두께의 대 면적 박막을 형성하기 어려움  레이저 빔을 조사 할때 빔을 주사(scanning) - Target으로부터 미세한 액적상 입자가 박막의 표면에 부착하여 박막의 표면 평활성을 저하  shadow mask 법, off-axis 법2.5 PLD의 장단점3. PLD의 응용 ( 단점보완의 예)3. PLD의 응용 ( 단점보완의 예)3. PLD의 응용 ( 단점보완의 예)3. PLD의 응용 ( 단점보완의 예){nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2004.11.09| 20페이지| 2,000원| 조회(938)

박막, 박막증착, pld

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sol gel법

SOL-GEL 공정 기술의 기술동향 및 전망전자재료 실험실 신 상 훈1. 목 차SOL-GEL 법의 정의 및 개요 SOL-GEL 법의 장단점 SOL-GEL 공정의 연구개발 동향 가. 기능성 코팅제 개발분야 나. 광촉매 개발분야 다. Sol-Gel법을 이용한 광도파로 제작 방법 4) SOL-GEL 공정의 전망1. SOL-GEL 법의 정의 및 개요SOL-GEL 공정이란? : 금속 알콕사이드 혹은 금속 염이 용액상에서 가수분해되어 생성된 입자 형태의 SOL 혹은 고분자 형태의 SOL이 축중합 반응에 의한 결합 작용으로 GEL화 하는 공정을 이용하는 기술.1. SOL-GEL 법의 정의 및 개요SOL 이란? : 가수분해와 축합반응이 일어났으나 1-1000nm 크기의 입자들로 구성되어 있으며, 입자의 표면에 하전을 띠고 있어 정전기적 반발력에 의해 안정화 되어있는 상태 GEL 이란? : SOL이 계속적인 가수분해 축합과정을 거침으로써 용액내에 있는 모든 SOL들이 하나의 덩어리로 이루어지게 된 상태1. SOL-GEL 공정1. SOL-GEL 공정 (산화 세라믹 제조 공정)2. SOL-GEL 법의 장단점장점 가. 저온생성 및 고도의 균질성 나. 새로운 조성의 유리 및 세라믹스 제조 가능 다. 미세하고 균일한 입자로 다결정 세라믹스 합성 라. Sputtering이나CVD 에 비해 생산효율이 높다. 마. 유기물과 무기물 결합이 분자수준에서 가능 바. 가열을 거치지 않고 상온에서의 화학반응 가능 사. SOL, GEL을 이용한 우수한 가공성2. SOL-GEL 법의 장단점단 점 가. 용매의 증발, 수축으로 인한 성형품의 재현성 저하 나. 건조시 발생하는 모세관압에 의한 미세CRACK 다. 금속 알콕사이드의 가격이 고가3. SOL-GEL 공정의 연구개발 동향1) 기능성 코팅제 개발분야가. 일반적인 코팅공정나. 딥코팅 공정나. 딥코팅 공정내 마모성 하드코팅 ( 안경렌즈등) 내 오염/ 발수 코팅 ( 친수, 소수, 친유, 소유 특성) 정전기 방지코팅 기체차단성 코팅 내후성 코팅 (UV 흡수제) 안개서림 방지코팅 눈부심 방지코팅1) 기능성 코팅제 개발분야1) 기능성 코팅제 개발분야- 내후성 코팅(UV 흡수제)1) 기능성 코팅제 개발분야- 눈부심 방지 코팅3. SOL-GEL 공정의 연구개발 동향2) 광촉매 개발분야광 촉매란? : 광반응을 가속시키는 촉매 반응에 직접 참여하되 자신은 소모되지 않음 반응속도를 가속. 광감응체와는 약간 다름.광 촉매의 분류 a. 균일계 광촉매 (각종 전이금속 착물) b. 불균일계 광촉매 (매질에 입자상으로 분산된 광촉매(1) 광촉매의 정의 및 분류(2) 반도체 광촉매의 원리가. 금속의 경우 전자와 정공의 재결합시 Fluorescence Lattice vibration나. 반도체의 경우 Energy Band가 전자와 정공의 재결합을 막음. 긴 Lifetime을 가짐.반응식으로 나타내면.(3) 반도체를 광산화, 환원반응에 이용하는 방법가. 광전기화학 셀을 이용 - 반도체를 광전극(Photoanode) 금속전극을 상대전극 (Counter electrode/cathod)으로 사용하는 방법. - Band bending 에 의한 Space charge region 에 의한 전자, 정공의 재결합 최소화 나. 반도체 입자나 콜로이드 형태를 이용 - 입자 각각이 광전기화학셀로 작용 - 입자크기가 10nm 이하이면 Chrge carrier는 양자역학적으로 상자안에 갇힌 입자처럼 행동나. 반도체 입자나 콜로이드 형태를 이용반도체 광촉매 표면에서 전자전이가 일어나려면가. 각각의 산화, 환원전위의 상대적 위치가 반도체의 Energy gap 내에 존재 나. 화학적 광화학적 안정성 (TiO2)반도체 광 촉매의 개선기술산화물계 반도체는 가시광선을 잘 흡수하지 못함 - 반도체 격자 내에서의 빠른 전자-정공쌍의 결합전자-정공의 분리를 증가시켜 재결합억제 반도체의 띠간격을 좁힘 - 가시광선에 의해 활성을 나타내도록 특정 생성물의 선택도나 수율증가a. 반도체 표면의 금속도금b. 복합 반도체 광촉매c. 표면 광감응3) Sol-Gel 법을 이용한 광도파로 제작 공정Sol-Gel 공정의 전망제조된 제품의 안정성 - 가수분해 및 축합반응 속도의 제어 - 형성된 졸의 안정화 건조과정에서의 수축에 의한 크랙발생 제어 초기의 성장기구 제어 무기물 네트워크의 구조 조절{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2004.11.09| 29페이지| 1,500원| 조회(2,737)

박막, 박막증착, sol gel

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