Materials in Life

Thermal Evaporator(열진공증착법) Thermal Evaporator( 열진공증착법 ) 은 가장 기본적인  물리적 박막형성 방법 이다 .  이름에서도 알 수 있듯이 진공의 환경에서 사용된다 .  진공에서 증착을 하는데 증착은 박막을 만드는 물질이 원자나 분자 혹은 입자가 기체 상태로 증발되어 기판을 만나 기판의 표면에서 다시 고체 상태로 변하는 현상을 말한다 .  그 표면은 기체 상태인 물질을 고체 상태로 만들기 위해 낮은 온도를 띄고 있다 .   Thermal Evaporator의  구조는 Vaccum Chamber(진공 챔버), Source material(재료 소스), Substrate(기판), 발열체, 진공 펌프 등이 있다.    챔버의 내부는 진공 펌프를 이용해 진공상태를 유지한다 .  진공도는 10^(-4)  torr  이하로 고진공을 만들어낸다 .  그리고 전기적 저항을 통하여 박막의 재료가 되는 물질에 열을 가한다 .  박막의 재료가 되는 물질은 높은 열을 받게 되면 기체 상태로 변한다 .  기체 상태가 된 물질은 챔버 내에 분산되며 날아간다 .  이 기체의 물질은 기판까지 날아가다가 기판의 차가운 표면에 닿는다 .  그러면 기체인 물질은 기판의 표면에서 고체로 응축되어 박막이 만들어진다 . PVD 관련 자료 링크 Sputtering(스퍼터링) 진공 증착법 Thermal Evaporator(열진공증착법) Electronic-Beam Evaporator(E-Beam 진공증착법) CVD 관련 자료 링크 Chemical Vapor Deposition(CVD, 화학증착법) If there's something wrong, please comment. 사용하시는 기종에 따라 블로그 내용이 잘리거나 겹쳐서 보일 수 있습니다 .  문제가 있으시다면 댓글 부탁드립니다.  빠른 시일 내에 수정하겠습니다 . 

Electronic-Beam Evaporator(E-Beam 진공증착법)  Electronic-Beam Evaporator(E-Beam  진공증착법 ) 은  Electronic-Beam을 이용하여 증발원을 가열시켜 증착시키는 방법이다.  기판을 만들려는 물질의 용융점이 넓은 경우에 많이 사용된다 .  용융점이 넓은 물질로는  W, Nb, Si 가 있다 .  장점으로는 물질 표면만 용해가 일어나므로 효율이 높고 오염이 적다 .  또한 용융점이 높은 금속에 적합하다 .  그리고 전자빔의 세기가 강하면 증착되는 속도가 빨라진다는 것이고, 다른 증착법과 비교해   높은 순도 박막이 만들어진다는 것이다 .  단점으로는  X-ray 가 발생한다는 것과 와류와 방전이 심하다는 것이다 .  Electronic-Beam Evaporator의 증착 순서는 우선 필라멘트(주로 W로 되어있음)에 강한 전류를 공급한다 . 그러면 필라멘트에서 전자 빔이 나오기 시작한다. 필라멘트에서 나오는  전자 빔을 전자석에 의한 자기장으로 유도하고 ,  증착하려는 물질에 위치시키면 집중적인 전자의 충돌로 증착시키려는 물질이 가열되어 기체 상태로 변한다 .  이후는  Thermal Evaporator 의 과정과 비슷하다 .  증착시려는 물질은 기체 상태가 되어 챔버 내에서 분산되며 날아간다 .  이 기체의 물질은 기판까지 날아가다가 기판의 차가운 표면에 닿는다 .  그러면 기체의 물질은 기판의 표면에서 고체로 응축되어 박막이 만들어진다 . PVD 관련 자료 링크 Sputtering(스퍼터링) 진공 증착법 Thermal Evaporator(열진공증착법) Electronic-Beam Evaporator(E-Beam 진공증착법) CVD 관련 자료 링크 Chemical Vapor Deposition(CVD, 화학증착법) If there's something wrong, please comment. 사용하시는 기종에 따라

Sputtering(스퍼터링) 진공 증착법    Sputtering(스퍼터링) 진공 증착법 을 알려면  Sputtering  현상을 먼저 알아야 한다.   Sputtering  현상이란  DC 플라스마 등에서 생성된 에너지를 갖은 이온이나 원자가 물질에 부딪치면 부딪힌 부분 주변의 원자들에게 에너지가 전달된다 .  이 전달되는 에너지가 부딪힌 물질 원자들 간의 결합력보다 크면 일부의 원자가 결합을 끊고 튕겨져 나가게 된다 .  이 현상이  Sputtering  현상이다 .  이 튕겨져 나간 원자들이 기판까지 날아가 붙으면서 증착이 이루어지면 이 것이  Sputtering(스퍼터링) 진공 증착법이다.  Sputtering 과 진공증착과 많은 차이가 있는데 가장 큰 차이가 증착시키는 물질에 운동량을 직접적으로 준다는 것이다 .   장점으로는 박막의 생성 속도가 여러 종류의 금속에 대해 거의 일정하다는 것과 전류량과 박막두께가 거의 정비례하므로 조절이 쉽다는 것이다 .  또한  재료가 되는 원자들이 강하게 기판에 부딪혀 증착되기 때문에 박막의 밀착강도가 높다.  단점으로는 사용 가능한 물질이 금속에 한정적인 것이다 . PVD 관련 자료 링크 Sputtering(스퍼터링) 진공 증착법 Thermal Evaporator(열진공증착법) Electronic-Beam Evaporator(E-Beam 진공증착법) CVD 관련 자료 링크 Chemical Vapor Deposition(CVD, 화학증착법) If there's something wrong, please comment. 사용하시는 기종에 따라 블로그 내용이 잘리거나 겹쳐서 보일 수 있습니다 .  문제가 있으시다면 댓글 부탁드립니다.  빠른 시일 내에 수정하겠습니다 . 

Chemical Vapor Deposition(CVD, 화학증착법)  CVD(Chemical Vapor Deposition) 는  기판을 만들려는 물질이 기화되어 기판 표면에서 화학반응을 일으켜 고체 생성물인 박막을 얻는 공정이다 .  물질이 기체 상태의 가스로 주입이 되고 확산을 통해 기판 위로 날라간다. 그 후 기판 표면에서 화학반응을 일으켜 박막이 생성된다. 화학반응 후 나오는 기체들을 확산을 통해 다시 빠져나간다.     약  1000 ℃  정도의 고온에서 이루어진다 .  이 방법은 접착력이 우수해 복잡한 형태의 기판에 사용이 가능하다 .  또한 균일하게 증착이 되고 고순도 물질의 박막을 만들 수 있다 .  또한 국부적인 증착도 가능해 자신의 원하는 기판의 부위에 박막을 만들 수 있다 .  이러한 점들 덕분에 현재 반도체 제조법에서 가장 유용하게 쓰인다 .  그리고 다양한 재료에 적용이 가능하고 ,  박막의 성분 조절이 가능하다 . 하지만  단점으로는 코팅 반응에 대한 접착기판의 안정도를 고려해야 한다 .  또한 기판과 증착하려는 물질간의 열팽창계수 차이를 고려해야한다 .  그리고 부산물의 독성과 부식성을 해결하는데 비용이 많이 든다 . PVD 관련 자료 링크 Sputtering(스퍼터링) 진공 증착법 Thermal Evaporator(열진공증착법) Electronic-Beam Evaporator(E-Beam 진공증착법) CVD 관련 자료 링크 Chemical Vapor Deposition(CVD, 화학증착법) If there's something wrong, please comment. 사용하시는 기종에 따라 블로그 내용이 잘리거나 겹쳐서 보일 수 있습니다 .  문제가 있으시다면 댓글 부탁드립니다.  빠른 시일 내에 수정하겠습니다 . 

Electroplating(전해막, 전기도금)  Electroplating( 전해막 ) 은  전기도금 이라고도 한다 .  일반적으로  물질의 표면에 다른 물질 층을 입히는 것 을 말한다 .  일반적으로 금속 표면에 다른 금속 층을 입힌다 .  전해 용액 안에서 음극 표면에 금속을 도금하는 것이다 .  그래서 Electroplating은 장식이나 산화 방지의 목적으로 사용된다 .  장점으로 다품종 소량 생산이 가능하다 .  또한 다양한 금속을 입힐 수 있고 고가의 금속을 입히게 되면 적은 양으로 고가의 금속의 특성을 이용할 수도 있다 .  하지만 단점으로 형상에 따라 도금 작업 후에 얼룩이 생길 수 있고 ,  사용 후 전해 용액 폐수가 독성이 강해 환경에 안 좋다 .  또한 큰 크기의 제품을 도금하기 어렵다 .  Electroplating( 전해막 ) 의  방법은 도금시키려는 금속의 염류를 주성분으로 하는 수용액을 전해 용액으로 사용한다 .  그 용액 속에서 도금할 물체에 음극을 연결하고 다른 금속을 양극에 연결한 후에 직류를 통전하게 하면 용액 내의 용해된 금속이 제품의 표면에 석출된다 . 표면에 석출된  금속 피막이 도금을 하려했던 금속막이다 . If there's something wrong, please comment. 사용하시는 기종에 따라 블로그 내용이 잘리거나 겹쳐서 보일 수 있습니다 .  문제가 있으시다면 댓글 부탁드립니다.  빠른 시일 내에 수정하겠습니다 . 

Gold NanoShell(금 나노셀)   Gold nano-shell which is nano size ball has golden surface. Something such as treatment for cancer attached on surface of gold nano-shell. First of all, Insert gold nano-shell to body. Gold nano-shell in body flow along blood vessel. When cancer is found, gold nano-shell attach on cancer. And apply Near-infrared ray to gold nano-shell. Near-infrared ray make gold nano-shell hotter for cancer destruction. It has strength such as no using radiation.   금  나노셀 은  금으로 겉면이 코팅되어있는 나노 사이즈의 구슬이다. 표면에 종양 같은 특정 질병에 맞는 항체를 부착되어있다.  방법으로 우선 금 나노셀을 주입한다. 주입된 금 나노셀이 혈관을 타고 돌아다니다가 종양을 발견하면 항체를 통해 종양에 붙어 쌓이게 된다. 그 후에  그곳에 근적외선을 쪼이게 되면 금 나소셀에서 열이 발생하여 종양을 파괴한다. 금 나노셀을 이용한 국소온열요법은 방사선을 사용하지 않기 때문에 방사능 걱정이 없고, 정상조직의 손상을 최소화시키고 암세포를 파괴할 수 있다는 장점이 있다. If there's something wrong, please comment. 사용하시는 기종에 따라 블로그 내용이 잘리거나 겹쳐서 보일 수 있습니다 .  문제가 있으시다면 댓글 부탁드립니다.  빠른 시일 내에 수정하겠습니다 . 

Vacancy atoms(공공) Vacancy atoms are vacant site of material. There is no materials without vacancy atoms. Vacancy atoms increase entropy of materials so it is essential.   공공 (Vacancy) 이란 일반적으로 원자의 분실에 의해 생성되는데 즉 결합하고 있는 물질 내의 빈 격자점을 말한다 .  모든 재료는 공공을 포함하고 있는데 공공이 없는 물질을 만드는 것은 불가능 하다 .  공공 존재의 필요성은 열역학으로 설명할 수 있는데 공공은 결정의 엔트로피를 증가시키기 때문이다 . 공식은 위와 같다. If there's something wrong, please comment. 사용하시는 기종에 따라 블로그 내용이 잘리거나 겹쳐서 보일 수 있습니다 .  문제가 있으시다면 댓글 부탁드립니다.  빠른 시일 내에 수정하겠습니다 . 

Dendrimer(덴드리머)  It is repetitively branched molecules and one of the artificial polymer. Fritz Vögtle synthesize dendrimer for the first time in 1978. It is not easy to be degraded. It is typical size of gulobular protein and have empty site in it. This empty site of dendrimer can be used to carry something like drugs.  수지형(나뭇가지 모양) 유기분자 로 인공적인 분자의 한 부류이다 .  1978년 미국의 화학자  Fritz Vögtle가 처음  합성하였다. 쉽게 분해되지 않으며   전형적인 단백질크기의 구형 분자로 내부에 빈 공간이 존재한다 .  이 빈공간을 통해  유전자 치료를 위한 DNA 를 세포내로 운반하기 위해 사용되기도 하고 질병을 치료하기 위해 다른 약물을 운반하기도 한다. 약물을 내부에 담고 있다가   적절한 자극 발생 시 자발적으로 팽창하여 내부의 내용물을 방출한다 . If there's something wrong, please comment. 사용하시는 기종에 따라 블로그 내용이 잘리거나 겹쳐서 보일 수 있습니다 .  문제가 있으시다면 댓글 부탁드립니다.  빠른 시일 내에 수정하겠습니다 . 

   Carculation method about corrosion rate via icorr icorr을 이용한 Corrosion rate(부식 속도) 구하기 icorr = 부식전류밀도, density of corrosion current (Ampere/cm2) M = 원자량, molar weight (g/mole)z = 전자교환수, number of electron exchange F = 페러데이 상수, Faraday Constant (96,500C/sec) p = 시편의 밀도 density of specimen (g/cm3) It is carculation method about corrosion rate, when we know icorr (density of corrosion current).  이 공식은 부식 속도를 icorr를 통해 구하는 방법이에요. 저도 부식 속도 구하는 방법을 찾아보다가 찾았어요ㅎㅎ 이 공식을 이용하려면 우선 타펠외삽법을 사용해야해요. 타펠외삽법을 사용해 icorr를 구한 다음 icorr를 이용해 위 식에 대입하여 부식 속도를 구하면 되요. 많은 도움이 되기를 바랍니다.  과거에 공모전을 준비하면서 이 식을 사용했는데 그때 알게되었던 게 있어요. 압하율에 따라 부식속도 차이가 많이 난다는 거에요.(TMI...) 재료과학 책에 쓰여있는데 저는 기억 못했던 부분이었어요ㅎㅎ If there's something wrong, please comment. 사용하시는 기종에 따라 블로그 내용이 잘리거나 겹쳐서 보일 수 있습니다 .  문제가 있으시다면 댓글 부탁드립니다.  빠른 시일 내에 수정하겠습니다 .