- P-ISSN 1225-0163
- E-ISSN 2288-8985
- 권한신청
- P-ISSN1225-0163
- E-ISSN2288-8985
- SCOPUS, ESCI, KCI
논문 상세
Home > 논문 상세
도파관식 고출력 헬륨 플라즈마의 개발과 분광학적 특성 연구
Development and spectroscopic characteristics of the high-power wave guide He Plasma
분석과학 / Analytical Science and Technology, (P)1225-0163; (E)2288-8985
2012, v.25 no.5, pp.265-272
https://doi.org/10.5806/AST.2012.25.5.265
(한국교원대학교)
(한국표준과학연구원)
(한국표준과학연구원)
(한국교원대학교)
(한국표준과학연구원)
(한국표준과학연구원)
(한국교원대학교)
이종만,
조성일,
우진춘,
&
박용남.
(2012). 도파관식 고출력 헬륨 플라즈마의 개발과 분광학적 특성 연구. 분석과학, 25(5), 265-272, https://doi.org/10.5806/AST.2012.25.5.265
- 다운로드 수
- 조회수
초록
기존의 Okamoto cavity를 변형시킨 WR-340 도파관을 사용한 cavity를 제작하고 고출력(2.45 GHz, 2 kW)의 헬륨, 질소 및 아르곤 마이크로파 플라즈마(MIP; Microwave Induced Plasma)를 성공적으로 형성시켰다. 플라즈마 생성의 주요한 요인들은 내부전도체의 직경과 내부전도체와 외부전도체간의 간격, 내부전도체 끝과 토치의 위치 등이 있으며 그 중 헬륨 마이크로파 플라즈마에 대하여 cavity의 디자인을최적화시키고 그 특성을 조사하였다. ICP(Inductively Coupled Plasma)용 mini 토치와 자체 제작한 나선형흐름토치를 비교 연구한 결과, 헬륨 플라즈마 기체 흐름량은 약 25 L/min~30 L/min로서 서로 비슷하였다. 토치 상단부에 석영관을 덧씌워 공기유입을 막은 결과, 340 nm 근처의 NH분자선들이 없어지거나감소하였다. 플라즈마의 온도 및 전자밀도를 측정한 결과, 4,350 K의 들뜸 온도와 3.67×1011 /cm3의 전자밀도를 얻었다. 이 값들은 기존의 다른 마이크로파 플라즈마와 비슷하거나 약간 작은 값이다. 고출력의플라즈마로서 수용액을 직접 분석하는 것이 가능하였고 현재 Cl의 검출한계는 116 mg/L 수준으로서 아직 분석적인 최적화가 필요한 단계이다.
- keywords
- High power microwave plasma, MIP, Okamoto cavity, Helium plasma, WR-340 waveguide
Abstract
Okamoto cavity was modified to generate high power (2.45 GHz, 2 kW) He, N2 and Ar plasmas with WR-340 waveguide. Many factors which influence to the plasma generation were optimized and investigated for the spectroscopic properties of the He plasma generated. Some of the important factors are the diameter of the inner conductor, the distance between the inner and outer conductors and the distance between the tip of the inner conductor and the torch. After optimization for the He, two torches (a commercial mini torch for ICP and a tangential flow torch made locally) were compared and showed similar results for the helium plasma gas flow of 25 L/min~30 L/min. A tall torch (extended) was used to block the air in-flow and reduced the background intensity at 340 nm region (NH band). Emission intensity was measured for determination of halogen element in the aqueous solution with power and carrier gas flow rate. Electron number density and the excitation temperature were on the order of 3.67×1011/cm3 and 4,350 K, respectively. These values are similar or a bit smaller than other microwave plasmas. It has been possible to analyze aqueous samples. The detection limit for Cl (479.45 nm) was obtained to be 116 mg/L and needs analytical optimization for the better performance.
- keywords
- High power microwave plasma, MIP, Okamoto cavity, Helium plasma, WR-340 waveguide
참고문헌
1
1. C. I. M. Beenakker, B. Bosman and P. W. J. M. Boumans, Spectrochim. Acta, 33B, 373-381 (1978).
2
2. K. G. Michlewicz and J. W. Carnahan, Anal. Chem., 57, 1092-1095 (1985).
3
3. R. D. Deutsch and G. M. Hieftje, Appl. Spectrosc., 39, 214-222 (1985).
4
4. M. Moisan, C. Beaudry and P. Leprince, IEEE transactions on Plasma Science, PS-3, 55-59 (1975).
5
5. M. Moisan, R. Pantel, J. Hubert, E. Bloyet, P. Leprince, J. Marec and A. Ricard, J. Microwave Power, 14, 57-61 (1979).
6
6. Q. Jin, C. Zhu, M. W. Borer and G. M. Hieftje, Spectrochim. Acta., 46B, 417-430 (1991).
7
7. Q. Jin, H. Zhang, J. Anal. At. Spectrom., 9, 851-856 (1994).
8
8. A. Besner and J. Hubert, Appl. Spectrosc., 52, 894-899 (1998).
9
9. D. Boudreau and J. Hubert, Appl. Spectrosc., 47, 609-614 (1993).
10
10. B. M. Spencer, B. W. Smith and J. D. Winefordner, Appl. Spectrosc., 48, 289-296 (1994).
11
11. B. M. Spencer, A. R. Raghani, and J. D. Winefordner, Appl. Spectrosc., 48, 643-646 (1994).
12
12. A. R. Hoskinson, J. Hopwood, N. W. Bostrom, J. A. Crank and C. Harrison, J. Anal. At. Spectrom., 26, 1258-65 (2011).
13
13. K. Jankowski, A. Ramsza, E. Reszke and M. Strzelec, J. Anal. At. Spectrom., 25, 44-47 (2010).
14
14. A. Tyburska and K. Jankowski, Analytical Methods, 3, 659-663 (2011).
15
15. K. Jankowski, A. Jacowska, A. P. Ramsza and E. Reszke, J. Anal. At. Spectrom., 23, 1234-40 (2008).
16
16. Y. Okamoto, Jpn. J. Appl. Phys., 38, L338-L341 (1999).
17
17. Y. Okamoto, M. Yasuda and S. Murayama, Jpn. J. Appl. Phys., 29, 670-672 (1990).
18
18. H. Yamada and Y. Okamoto, Appl. Spectrosc., 55, 114-118 (2001).
19
19. M. Ohata and N. Furuta, J. Anal. At. Spectrom., 12, 341-347 (1997).
20
20. K. Ogura, H. Yamada, Y. Sato, and Y. Okamoto, Appl. Spectrosc., 51, 1496-1499 (1997).
21
21. A. Matsumoto, A. Oheda and T. Nakahara, Anal. Sci., 17, 963-966. (2001).
22
22. Y. Okamoto, H. Murohashi and S. Wake, Anal. Sci., 17, 967-970. (2001).
23
23. Z. Zhang and K. Wagatsuma, J. Anal. At. Spectrom., 17, 699-703 (2002).
24
24. T. Maeda and K. Wagatsuma, Spectrochim. Acta., 60B, 81-87 (2005).
25
25. K. B. Cull and J. W. Carnahan, Appl. Spectrosc., 42, 1061-1065 (1988).
26
26. Mingin Wu and J. W. Carnahan, Appl. Spectrosc., 46, 163-168 (1992).
27
27. S. K. Chan, R. L. Van Hoven and A. Montaser, Anal. Chem., 58, 2342-2343 (1986).
28
28. M. T. C. De Loos-Vollerbregt, J. J. Tiggelman and L. De Galan, Spectrochim. Acta., 43B, 773-781 (1988).
29
29. D. J. Kalnicky, V. A. Fassel and R. N. Kniseley, Appl. Spectrosc., 31, 137-151 (1977).
권호 내 다른 논문
- 도파관식 고출력 헬륨 플라즈마의 개발과 분광학적 특성 연구
- ABS 중 phthalates 가소제 CRM 개발에 대한 연구
- 화학시약들을 이용한 지류에서 혈흔지문 증강에 관한 연구
- HS-SPME GC/MS법을 이용한 일본왕개미의 trail pheromone 성분 분석
- 조선시대 회곽묘 출토 미이라의 안정동위원소 분석으로 생애 주기에 따른 식생활 변화 추적
- 흡입챔버 내 didecyldimethylammonium chloride(DDAC) 에어로졸의 분석
- 우리나라 주요 하천수 및 퇴적토에 축적된 과불화화합물의 분포특성
- OSL 연대측정을 통한 풍납토성 축조연대 산출
- IQGAP3에 존재하는 IQ 부위의 칼모듈린 결합 특성
- more
추천 논문
학술지 홈페이지 이용 환경은 크롬 브라우저 사용을 권장합니다.