2008-09-25
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이재훈(gogohoya82)
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플라즈만에 대해 공부하기 시작한 학생입니다. 질문좀 드리겠습니다.
우선 감압플라즈마와 상압플라즈마의 차이점에 대해 확실히 알고싶습니다
그리고 상압플라즈마를 사용할때 주가스로 Ar을 사용하고 부가스로 산소나 질소를 사용하던데 감압에서는 산소 하나만으로도 사용하던데 상압플라즈마에서는 주가스(Ar)이 꼭필요한건가요? 여기서 Ar의 역할이 무엇인지 알고싶습니다. 그리고 감압이나 상압에서의 Ar가스의 역할은 같은건가요?
(라디칼을 형성해 주는것이라고 알고있습니다만)
그리고 플라즈마의 각 가스의 역할에 대해서도 알고싶습니다.
- plasma
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답변 5
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이근우님의 답변
2008-09-25- 0
>플라즈만에 대해 공부하기 시작한 학생입니다. 질문좀 드리겠습니다. >우선 감압플라즈마와 상압플라즈마의 차이점에 대해 확실히 알고싶습니다 >그리고 상압플라즈마를 사용할때 주가스로 Ar을 사용하고 부가스로 산소나 질소를 사용하던데 감압에서는 산소 하나만으로도 사용하던데 상압플라즈마에서는 주가스(Ar)이 꼭필요한건가요? 여기서 Ar의 역할이 무엇인지 알고싶습니다. 그리고 감압이나 상압에서의 Ar가스의 역할은 같은건가요? >(라디칼을 형성해 주는것이라고 알고있습니다만) >그리고 플라즈마의 각 가스의 역할에 대해서도 알고싶습니다. > 우선 상압에서는 진공상태에 비하여, 플라즈마 방전이 어렵다는 것을 알고 계실겁니다. 감압은 저진공과 상압 상태의 중간상태로 생각하시면되고, 상압에서도 RF전원을 사용하느냐, MF 전원을 사용하느냐에 따라 사용되는 가스도 틀립니다. 물론 전원 종류에 따라 가스가 정해진 것은 아닙니다. 일반적으로 RF 전원에서는 아르곤, MF 전원에서는 질소를 사용하고 있습니다. 상압에서는 산소 가스 만으로 플라즈마 방전이 매우 어렵습니다. 따라서, 플라즈마 방전이 쉬운 아르곤 가스를 사용하여, 플라즈마 생성 후 산소 가스를 주입하여, 산소 라디칼을 생성하는 것입니다. 아르곤 가스가 라디칼을 생성하는 것이 아니라, 아르곤 플라즈마가, 산소를 분해하여, 산소 라디칼이 생성 되는 것입니다. 일반적으로 산소 라디칼은 표면 개질이나, 애싱, 세정등에 사용됩니다. -
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구일교님의 답변
2008-09-26- 0
>플라즈만에 대해 공부하기 시작한 학생입니다. 질문좀 드리겠습니다. >우선 감압플라즈마와 상압플라즈마의 차이점에 대해 확실히 알고싶습니다 >그리고 상압플라즈마를 사용할때 주가스로 Ar을 사용하고 부가스로 산소나 질소를 사용하던데 감압에서는 산소 하나만으로도 사용하던데 상압플라즈마에서는 주가스(Ar)이 꼭필요한건가요? 여기서 Ar의 역할이 무엇인지 알고싶습니다. 그리고 감압이나 상압에서의 Ar가스의 역할은 같은건가요? >(라디칼을 형성해 주는것이라고 알고있습니다만) >그리고 플라즈마의 각 가스의 역할에 대해서도 알고싶습니다. > 위의 재혁이 형이 물리의 입장에서 아주 잘 설명을 해주셔서 더이상의 물리적인 설명은 필요없을거 같구요. 저도 화학을 기반으로 플라즈마를 연구하는 입장이라 하나만 첨부해 드립니다. 일단 알곤이 플라즈마에 꼭 필요한 것은 아닙니다 플라즈마를 만드는 입장에서. 왜냐 글로우방전만 플라즈인것은 아니기 때문이지요 코로나도 플라즈마이고, 글로우도 플라즈마, 아크도 플라즈마이기 때문이지요.알곤이나 헬륨의 경우는 플라즈마를 균일하게 안들어 주기는 하나 화학자의 입장 그러니 화학반응을 필요로 한경우에서 특히 표면반응이 아닌 가스의 개질이나 이런 반응의 경우 꼭 알곤이나 헬륨등의 레어 가스가 필요한것은 아닙니다. 다만 플라즈나의 경우 일반 화학반응계 특히 수용액상에서 일어나는 반응에서 가질수 없었던 높은 상태의 전자 온도를 이용하여 화학반응을 촉진시킬수 있다는 장점이 있습니다. 여기에 또하나 알곤이난 혹은 헬륨을 이용하는 이유가 있습니다. 특히 대기압 플라즈마의 경우 헬륨이나 알곤의 경우 매우 높은 메타 스테이블 상태를 가진 상태가 많이 만들어 지게 됩니다. 여기서 우리 화학자들은 이 높은 에너지를 가지는 메타스테이블을 본인이 원하는 화학반응에너지로 전이 시켜 사용할 수 가 있는 것입니다. 이 메타 스테이블의 경우 보통 헬륨>알곤>질소 순으로 달라지게 됩니다. -
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최재혁님의 답변
2008-09-26- 0
>플라즈만에 대해 공부하기 시작한 학생입니다. 질문좀 드리겠습니다. >우선 감압플라즈마와 상압플라즈마의 차이점에 대해 확실히 알고싶습니다 >그리고 상압플라즈마를 사용할때 주가스로 Ar을 사용하고 부가스로 산소나 질소를 사용하던데 감압에서는 산소 하나만으로도 사용하던데 상압플라즈마에서는 주가스(Ar)이 꼭필요한건가요? 여기서 Ar의 역할이 무엇인지 알고싶습니다. 그리고 감압이나 상압에서의 Ar가스의 역할은 같은건가요? >(라디칼을 형성해 주는것이라고 알고있습니다만) >그리고 플라즈마의 각 가스의 역할에 대해서도 알고싶습니다. > 일반적으로 플라즈마는 구동압력(p)와 전극간격(d)의 곱에 따라 플라즈마의 특성이 변하게 됩니다. 파센법칙이 바로 p*d와 방전전압과의 상관관계를 다룬 것인데, p*d값이 적을 경우 균일한 플라즈마로, p*d값이 클 경우 불균일한 플라즈마가 형성되기 쉬워집니다. 따라서 저압플라즈마에 비해 상압플라즈마의 경우는 균일한 플라즈마의 형성이 더 어렵고, 글로우방전보다는 불균일한 필라멘터리방전,스트리머방전이 일어나기 쉽습니다. filamentary discharge나 streamer discharge 등으로 검색하시면 기본적인 내용을 확인하실 수 있습니다. 무엇보다, 플라즈마 생성을 위해서는 충분한 양의 전자생성이 선행되어야 하는데 공기나 산소만을 사용한 상압플라즈마의 경우에는 산소나 수증기 같은 electronegative gas가 전자와 결합해서 음이온이 되어서 플라즈마 생성이 더 어려워지죠. 그래서 방전전압도 높아지며 이는 기본적으로 파센법칙을 따르게 됩니다. 또한 주가스의 경우에 대기압플라즈마에선 He나 Ar을 주로 사용하며 이는 사용하는 파워서플라이에 따라 다릅니다. RF, AC, DC등에 따라서요. 끝으로 정리하면,상압플라즈마에서 He, Ar 등은 플라즈마의 균일성 향상을 위해서 사용되며, 부가스로 CF4, CCl4, SF6 등은 식각(에칭)에, 산소 등은 표면세정이나 표면친수화에 사용되고 있습니다. -
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김강일님의 답변
2008-10-01- 0
>플라즈만에 대해 공부하기 시작한 학생입니다. 질문좀 드리겠습니다. >우선 감압플라즈마와 상압플라즈마의 차이점에 대해 확실히 알고싶습니다 >그리고 상압플라즈마를 사용할때 주가스로 Ar을 사용하고 부가스로 산소나 질소를 사용하던데 감압에서는 산소 하나만으로도 사용하던데 상압플라즈마에서는 주가스(Ar)이 꼭필요한건가요? 여기서 Ar의 역할이 무엇인지 알고싶습니다. 그리고 감압이나 상압에서의 Ar가스의 역할은 같은건가요? >(라디칼을 형성해 주는것이라고 알고있습니다만) >그리고 플라즈마의 각 가스의 역할에 대해서도 알고싶습니다. > 상압플라즈마에서 꼭 아르곤을 사용할 필요는 없습니다. 상압 플라즈마에서 필요한 라디컬에 따라서 아르곤 질소 산소 아무거나 써도 됩니다. 플라즈마를 일으키는 방식에 따라서 다르지만 저희는 상압에서 플라즈마를 일으키기 쉽도록 마이크로 단위로 만듭니다 즉 파센의 법칙에 의해서 전극거리가 짧아지면 상대적으로 압력이 높아져도 방전개시전압이 같기 때문이죠. 상압에서 저희는 아르곤 질소 산소 다 해봤는데 꼭 아르곤을 사용할 필요는 없는것 같습니다. -
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이재훈님의 답변
2008-10-13- 0
>플라즈만에 대해 공부하기 시작한 학생입니다. 질문좀 드리겠습니다. >우선 감압플라즈마와 상압플라즈마의 차이점에 대해 확실히 알고싶습니다 >그리고 상압플라즈마를 사용할때 주가스로 Ar을 사용하고 부가스로 산소나 질소를 사용하던데 감압에서는 산소 하나만으로도 사용하던데 상압플라즈마에서는 주가스(Ar)이 꼭필요한건가요? 여기서 Ar의 역할이 무엇인지 알고싶습니다. 그리고 감압이나 상압에서의 Ar가스의 역할은 같은건가요? >(라디칼을 형성해 주는것이라고 알고있습니다만) >그리고 플라즈마의 각 가스의 역할에 대해서도 알고싶습니다. > 위의 답변들 감사드립니다. 도움이 많이 되었습니다. 그러면 감압플라즈마 상압플라즈마의 장점과 단점에 대해 알고싶습니다. 상압이 연속공정이 가능하고 사용하기 편리하고 초기공정에 돈이 적게 드는것으로 알고있습니다. 또다른것도 없는지 알고싶습니다. 둘의 설명과함께 고수님들 부탁드리겠습니다.