프라즈마 공학 - 프라즈마에 대해서

프라즈마 공학

1. 플라즈마란 무엇인가

플라즈마라는 말을 물리학 용어로 처음 사용한 사람은 미국의 물리학자 Langmuir (랑뮈어)로서, 전기적인 방전으로 인해 생기는 전하를 띤 양이온과 전자들의 집단을 플라즈마라고 하고 그 물리적인 성질을 연구하는 것이 플라즈마 물리학이다.
물질 중 가장 낮은 에너지 상태는 고체이다. 이것이 열(에너지)을 받아서 차츰 액체로 되고 그 다음에는 기체로 전이를 일으킨다.
기체에 더 큰 에너지를 받으면 상전이 와는 다른 이온화된 입자들, 즉 양과 음의 총 전하 수는 거의 같아서 전체적으로는 전기적인 중성을 띄는 플라즈마 상태로 변환한다.

플라즈마 상태는 그 밀도와 온도를 그 주 파라미터로 사용하며 이 두 가지 요소에 따라 우리주변에서도 쉽게 찾아 볼 수 있는 플라즈마 상태들, 즉, 네온사인이나 형광등으로부터 시작하여 북극의 오로라, 태양의 상태, 핵융합로에서의 플라즈마 상태등 광범위하게 분류되어질 수가 있다.

플라즈마라는 용어가 일반인들에게는 생소하게 들릴지는 모르지만 각 가정에서 조명등으로 사용하고 있는 형광등이나, 길거리에서 흔히 볼 수 있는 네온사인, 한 여름에 소나기가 쏟아지면서 자주 발생하는 번갯불과 같은 것들이 플라즈마 상태라고 하면 이해하기가 쉬울 것이다.

이중 공업적으로 이용이 활발한 플라즈마는 저온 글로우 방전 플라즈마로서 반도체 공정에서 플라즈마 식각(Plasma Etch) 및 증착(PECVD: Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), 금속이나 고분자의 표면처리, 신물질의 합성 등에서 이용되고 있으며, 공정의 미세화, 저온화의 필요성 때문에 플라즈마 공정이 종래의 공정을 대체하고 있으며, 경우에 따라서는 플라즈마 만이 제공할 수 있는 물질이나 환경을 이용하기 위한 응용분야가 점점 더 확대되고 있다
　

2. 플라즈마의 정의
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