전극 형상이 유전체 장벽 방전 플라즈마에 미치는 영향 - 박창진 (The Graduate School, Ajou University, 2018)
본 연구에서는 유연한 고분자를 유전체로 사용하여 유전체 장벽 방전(dielectric barrier discharge, DBD) 시스템을 제작하였다. DBD 시스템은 유전체와 금속으로 구성하였으며, 유전체로는 polytetrafluoroethylene (teflon), polydimethylsiloxane (PDMS), polyethylene terephthalate (PET) 필름을 사용하였고 금속으로는 Cu 필름을 사용하였다. DBD 시스템에 AC 전원을 인가하였을 때, 대기압에서 안정적으로 플라즈마가 방전되는 것을 확인하였다. 또한 유전체의 정전용량, 전압의 크기, 전극의 패턴을 조절하면서 각각의 변수가 DBD 플라즈마에 미치는 영향을 확인하였다. 공정 변수에 따른 플라즈마 세기는 optical emission spectroscopy (OES)를 이용하여 측정하였고, 플라즈마에서 생성된 가스의 농도는 gas detector를 이용하여 측정하였다. 플라즈마의 전자온도는 Boltzmann plot 방법을 이용하여 계산하였다. 유전체의 정전용량은 teflon, PDMS, PET 순으로 증가하였으며, 정전용량이 증가함에 따라 메모리 전압(memory voltage) 효과가 증가하여 플라즈마 세기, 가스의 농도, 전자온도가 증가하였다. 전압의 크기는 6 kV부터 15 kV까지 3 kV 간격으로 조절하였으며, 전압이 증가함에 따라 형성되는 전기장의 세기가 증가하여 플라즈마 세기, 가스의 농도, 전자온도가 증가하였다. DBD 시스템의 전극 패턴은 Cu 무전해도금을 이용하여 형성시켰다. 패턴의 형태는 정사각형, 아령, 톱, 지그재그와 같이 총 4가지였다. 위 순서에 따라 전극의 모서리 길이가 증가하였고, 모서리 부분에서 강한 전기장이 형성되어 플라즈마 세기, 가스의 농도, 전자온도가 증가하였다. 이러한 경향을 통하여 공정 변수와 플라즈마 세기, 가스의 농도, 전자온도 간의 상관관계를 밝혔다.
학위논문(석사)--아주대학교 일반대학원 :에너지시스템학과,2018. 2
Keywords: 대기압 플라즈마; 유전체 장벽 방전 플라즈마