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https://www.krm.or.kr/krmts/link.html?dbGubun=SD&m201_id=10005342&local_id=10009747
Development of microchip plasma with nanospray sample introduction
Reports NRF is supported by Research Projects( Development of microchip plasma with nanospray sample introduction | 2004 Year | 임흥빈(단국대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
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  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number C00027
Year(selected) 2004 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2005년 04월 12일
Year type 결과보고
Year(final report) 2005년
Research Summary
  • Korean
  • 본 연구는 처음으로 PDMS microchip에서 생성된 plasma를 분석 용도로 활용 연구한 것이다. 플라스마 채널은 2mm 직경에 50 mm 길이를 가지고 있고, Ar 기체를 이용한 대기압에서 27.12 MHz, 70 W에서 플라스마를 형성한다. 플라스마에서 방출되는 빛은 axial 방향에 놓여진 Ar gas 에 의하여 purge된 optical cable로 측정되었다. CF4 기체는 Ar 기체와 섞여, 0.1% 의 농도를 유지하여 도입시킨 결과, C2 방출선들을 주로 관찰 할 수 있었다. 이러한 PDMS microchip은 Silicon microchip 들보다, 쉽고, 가격이 싸며, fluorocarbon 화합물들에 잘 견디는 특성을 갖고 있다. 이러한 결과를 바탕으로 반도체 공정에서 방출된 fluorocarbon 기체의 센서나, Gas chromatography의 검출기로 잠정적으로 응용할 수 있다.
  • English
  • This is the first report of an analytical plasma in a polymer (poly(dimethylsiloxane), PDMS) microchip. The plasma channel has dimensions 2 mm diam. X 50 mm long, is operated at atmospheric pressureof Ar, 27.12 MHz, and 70 W, and is viewed axially through a purged fiber optic cable. CF4 gas at 0.1 % in argon yields mainly C2 emission bands. This PDMS microchip is manufactured easily, inexpensive, and more tolerant to fluorocarbons than microchip plasmas in silica microchips. Based on these initial results, this PDMS microchip plasma could become useful as a sensor for the fluorocarbon gases emitted in semiconductor process or as a gas chromatography (GC) detector for potential application.
Research result report
  • Abstract
  • 본 연구는 처음으로 PDMS microchip에서 생성된 plasma를 분석 용도로 활용 연구한 것으로서, 폴리머에 고온의 플라스마를 처음으로 형성시켜 방출되는 emission을 측정하는 것을 보여줌으로써, 폴리머 마이크로 칩 플라스마를 하나의 작은 방출 센서로서 사용할 수 있는 가능성을 보여주고자 하였다. 플라스마는 Ar 기체를 이용한 대기압에서 27.12 MHz, 70 W에서 플라스마를 형성한다. 폴리머 마이크로칩 플라스마의 유용성을 보여주기 위하여 기존의 Silicon이나 glass chip에서는 부식이되어 도입이 불가능하였던 CF4 기체를 Ar 기체와 섞어 도입시킨 결과, C2 방출선들을 주로 관찰 할 수 있었다. 이러한 PDMS microchip은 수용액 시료를 도입하기 위하여 마이크로 리터 미만의 시료를 도입할 수 있는 nanospray 장치에 대한 연구도 진행을 하였다.
  • Research result and Utilization method
  • 본 연구는 2004. 9. 1부터 2005. 2. 28까지 6개월간 Iowa State University의 분석화학 전공 교수이자 Ames National Lab. 소속인 Prof. R. S. Houk 의 group에서 공동연구 형식으로 이루어졌으며, 본인도 Ames Lab. 의 연구원 자격으로 office는 Ames Lab.의 B4 Spedding Hall (Tel: 515-294-3887) 에 위치해 있었다.
    주된 방문 연구 내용은, 본인이 proteonik의 김양선 박사의 MEMS FAB 시설을 이용하여 개발한 PDMS RF microchip plasma를 이용한 CF4 가스의 스펙트럼을 측정하였고, 이의 스펙트럼 해석에 Prof. R. S. Houk 교수가 참여하여 공동연구를 하였다. CF4 gas는 반도체 식각공정에 주로 쓰이는 기체로서, 이의 센서개발에 응용할 가능성을 확인하으며, 이러한 연구 결과를 바탕으로 manuscript을 작성하여, Anal. Chimica Acta에 논문을 제출하여 1차 심사에는 통과하였고, 2차 revise 중에 있다.

    또한 microchip plasma에 액체 시료를 원활이 도입하여 수용액 시료중에 존재하는 metal들의 측정을 시도하기 위하여 nanospray를 제작하였고, 이를 이용한 액체시료의 분무 가능성 및 분무 효율성을 극대화한 spray 반응 mechanism 에 대하여 연구하였다. 이렇게 개발된 분무장치를 microchip 장치에 연결하여 시스템으로 구성, 새로운 센서장비를 만드는 것이 추후에 진행해야 할 사항이다. 또한 금속이온들을 폴리머 마이크로칩 플라스마에서 측정하여 금속이온 측정 센서로서의 기능을 연구할 필요가 있으며, 이러한 용액중에 존재하는 시료들의 도입을 위하여 연구된 nanospray와 전기전열 시료 도입장치를 소형화시켜 마이크로칩과 연결시켜 새로운 초소형 원장분광분석장치를 만들고자 한다.
  • Index terms
  • microchip plasma, atomic spectrometry, emission spectrometry
  • List of digital content of this reports
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