서브마이크로 구조를 가진 실리콘 표면의 마찰 특성 연구 :

한지희

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자료유형: 학위논문

저자정보: 한지희 (서울과학기술대학교, 서울과학기술대학교 대학원)

지도교수: 장동영

발행연도: 2016

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2017

서브 마이크로 구조를 가진 실리콘 표면의 마찰 특성 연구

한지희 , 한규범 , 장동영 외 1명 Tribology and Lubricants 2017.06 학술저널

2016

서브마이크로 구조를 가진 실리콘 표면의 마찰 특성 연구

한지희 2016.01 학위논문

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The understanding of the friction characteristics of micro- textured surface is of great importance to enhance tribological properties of nano- and micro-devices. We fabricate rectangular patterns with submicron-scale structures on a Si wafer surface with various pitches and heights by using a focused ion beam(FIB). In addition, We fabricate tilted rectangular patterns to identify the influence of the tilt angle (45° and 135°) on friction behavior. We perform the frictional test using lateral force microscopy(LFM) employing a colloidal probe. We fabricate the colloidal probe by attaching a 10 ±1 μm diameter borosilicate glass sphere to a tipless silicon cantilever by using a ultraviolet cure adhesive. The applied normal loads range between 200 nN to 1100nN and sliding speed was set to 12 μm/sec. The test results show that the friction behavior varied depending on the pitch, height, and tilt angle of the microstructure. The friction forces were relatively lower for narrower and deeper pitches. The comparison of friction force between the sub-micro structured surfaces and original Si surface indicate an improvement of the friction property at a low load range. The current study provides a better understanding of influence of pitch, height and tilt angle of the microstructure on their tribological properties, enabling the design of sub-micro and micro- structured Si surfaces to improve their mechanical durability.

I. 서론 1
1. 연구 배경 및 목적 1
II. 이론적 고찰 2
1. 집속이온빔 구성 2
1.1 집속이온빔 작동원리 3
1.2 집속이온빔 공정원리 3
1.2.1 이온 주입 (Ion implantation) 4
1.2.2 스퍼터링 (Sputtering) 4
1.3 집속이온빔 가공기술 6
1.3.1 단면분석(Cross-section) 6
1.3.2 이온 채널링(Ion channeling contrast) 6
1.3.3 TEM 시편 제작(TEM sampling) 9
1.4 집속이온빔 공정변수 10
1.5 진공시스템 11
1.6 액체금속이온소스(LMIS, liquid metal ion source) 12
III. 실험 구성 및 장치 13
1. 실험 장치 13
1.1 집속이온빔 장비 사양 13
1.2 시편 제작 14
1.3 콜로이드 탐침 제작 20
2. 실험 방법 23
2.1 마찰력 현미경 접촉모드(FFM, friction force microscope 23
IV. 실험 결과 및 고찰 24
1. 실험 결과 24
1.1 구조의 형태에 따른 peak to valley friction force 24
1.2 구조의 유무에 따른 마찰 특성 27
V. 결론 30
참고문헌 31
영문초록(Abstract) 34
감사의 글 35

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