본문 바로가기
HOME> 보고서 > 보고서 검색상세

보고서 상세정보

양성자 조사를 이용한 고성능 소형 X-ray 광원 개발
Development of High-Performance Micro X-ray Source using proton irradiation

  • 사업명

    원자력연구기반확충사업

  • 과제명

    양성자 조사를 이용한 고성능 소형 X-ray 광원 개발

  • 주관연구기관

    서울대학교 산학협력단

  • 연구책임자

    김용협

  • 참여연구자

    이승민   김왈준  

  • 보고서유형

    1단계보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2010-06

  • 과제시작년도

    2009

  • 주관부처

    교육과학기술부

  • 사업 관리 기관

    한국연구재단

  • 등록번호

    TRKO201000013123

  • 과제고유번호

    1345099103

  • 키워드

    양성자 조사.산화텅스텐/탄소나노튜브 복합체 에미터.전계 방출.proton irradiation.WO4/CNT composite emitter.field emission.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    We have studied on the field emission properties of proton-irradiated $WO_4$/CNT composite emitter utilized by self-as...

    We have studied on the field emission properties of proton-irradiated $WO_4$/CNT composite emitter utilized by self-assembly and complex electroplating. Specially, we have focused on the electrical and the mechanical properties of the composite emitter as a function of energy and fluence of irradiated proton beam. It was found that the proton-irradiated composite emitter exhibited more stable emission stability at high current density(930A/cm2, 2.9mA). In our research, the phenomenon of self-aligned CNT was understood to adopt the model of capillary flow and electrophoretic force. and we have established the fabrication technique, controlling the diameter of the composite emitter whose range is from 5 and 22um. Electroplated tungsten oxide on CNT played a role of dopant, resulting in improving the conductivity of the composite emitter. Moreover, proton irradiation cause the remedial junction of interior CNT network in the composite to increase the conductivity by a factor of over 70% and enhace the mechanical strength of the composite (Yong's modulus : 4.3GPa$\rightarrow$90GPa, Strength : 6MPa$\rightarrow$165Mpa). In our research, stable field emission from the emitter for 10 hours is succeeded under high current density(930A/cm2 correspoding to 2.9mA of total current), twice higher than the previous research goal. In particular, stability on field emission of proton irradiated emitter is improved (Degradation rate: 13%->2%, fluctuation: 9%->3%). X-ray images of computer memory chip (RAM) are obtained from triode X-ray cathode tube with reflective type which composite emitter, fabricated and developed in our research, is installed in. Research on improved performance of carbon nanotube/metal oxide composite emitter is conducted in our project. Fundamental technology about control of composite emitter’s shape and research results, mechanical/electrical properties of the emitters can be improved by proton irradiation, are guaranteed by research works for one year. Moreover, life-time and stability
    of field emitters are improved under high current density condition. This research can be applied to study for space environmental influence about field emitter and electric propulsion as basic data.Also, it can be applied as basic research to research about micro X-ray source with high performance and it can be predicted that its application is extended in various filed.


    탄소나노튜브 로프와 탄소나노튜브/금속산화물 복합체 로프 에미터의 형성 메커니즘 규명과 재현성 있는 로프 에미터 제작방법을 확립한다. 탄소나노튜브 로프 형성에 미치는 인자의 검출 및 공정 변수에 따른 로프의 기하학적 형상 변화를 관찰...

    탄소나노튜브 로프와 탄소나노튜브/금속산화물 복합체 로프 에미터의 형성 메커니즘 규명과 재현성 있는 로프 에미터 제작방법을 확립한다. 탄소나노튜브 로프 형성에 미치는 인자의 검출 및 공정 변수에 따른 로프의 기하학적 형상 변화를 관찰한다. 그리고 능동 복합도금법이 탄소나노튜브/금속산화물 복합체 로프 형성에 미치는 영향과 전계방출 특성을 분석한다.
    탄소나노튜브 로프와 탄소나노튜브/금속산화물 복합체 로프 에미터의 성능을 향상시키기 위해서 다양한 양성자 조건을 수행한다. 이온빔 조사에 의한 탄소나노튜브 교정결합과 금속이동현상으로 인해 탄소나노튜브 네트워크의 전기전도도가 향상된 선행연구 결과를 바탕으로 양성자 조사량과 에너지를 결정한다. 빔 에너지는 3~10MeV 영역에서 수행하며, 조사량은 $10^{13}\sim10^{16}$particles/$cm^2$ 으로 다양하게 적용한다. 고전류밀도(500mA/$cm^2$) 전계방출에 노출된 에미터에 끝단에서는 thermal away가 발생하여 전계방출 특성이 급격히 저하된다. 그러므로 양성자 처리된 탄소나노튜브 로프와 탄소나노튜브/금속산화물 복합체 로프 에미터의 열 내구성 특성을 평가하여 고전류밀도에 강건한 에미터 제작의 기초자료로 활용한다. 그리고 전하 이동 모델을 규명하기 위해서 온도에 따른 탄소나노튜브 로프와 복합체 로프의 전도도를 분석하는 실험을 수행한다. 전하 이동 원리를 파악함으로써 고전류밀도에 적합한 에미터 모델을 제시할수 있다. 진공챔버장치에서 고전류밀도에서 24시간 이상 안정적인 전계방출 특성을 확보할 수 있는 탄소나노튜브 로프와 복합체 로프 에미터를 제작한다. 그리고 고전류밀도의 전자빔의 X-ray spectrum 분석한다.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지...2
    2. 제출문...3
    3. 보고서 요약서...4
    4. 요약문...5
    5. SUMMARY...8
    6. CONTENTS...9
    7. 목차...10
    8. 제1장 연구개발과제의 개요...11
    9. 제2장 국내외 기술개발 현황...13
    10. (1) 국외 기술개발 현황...1...
    1. 표지...2
    2. 제출문...3
    3. 보고서 요약서...4
    4. 요약문...5
    5. SUMMARY...8
    6. CONTENTS...9
    7. 목차...10
    8. 제1장 연구개발과제의 개요...11
    9. 제2장 국내외 기술개발 현황...13
    10. (1) 국외 기술개발 현황...13
    11. (2) 국내 기술개발 현황...14
    12. (3) 본 연구팀의 연구 결과의 국내외 기술개발 현황에서 차지하는 위치...15
    13. 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...17
    14. 가. 최종 목표...17
    15. 나. 당해 단계목표 및 달성도...17
    16. 다. 세부연구목표별 주요연구내용 및 결과...18
    17. 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...34
    18. 가. 목표 달성도...34
    19. 나. 관련 분야 기여도...35
    20. 제5장 연구개발결과의 활용계획...36
    21. 가. 연구개발결과의 활용방안...36
    22. 나. 기대성과...36
    23. 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술정보...38
  • 참고문헌

    1. 전체(0)
    2. 논문(0)
    3. 특허(0)
    4. 보고서(0)

 활용도 분석

  • 상세보기

    amChart 영역
  • 원문보기

    amChart 영역