KR20090130661A - 플라즈마 발생장치 및 이를 구비하는 플라즈마분광분석장치 - Google Patents

플라즈마 발생장치 및 이를 구비하는 플라즈마분광분석장치 Download PDF

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plasma
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이종현
조경우
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광주과학기술원
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Abstract

성분분석의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 플라즈마 발생장치가 개시되어 있다. 플라즈마 발생장치는 상부면 내에 제1 유체 저장실, 제1 유체 저장실과 이격된 제2 유체 저장실, 및 유체 저장실들 사이에 위치하는 유체 채널을 구비하는 하판, 하판 상에 위치하고, 제1 유체 저장실에 연결된 제1 관통구, 및 제2 유체 저장실에 연결된 제2 관통구를 구비하는 상판 및 하판의 하부면 상에 위치하되, 제1 유체 저장실 및 제2 유체 저장실에 각각 대응하여 위치하는 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다.
플라즈마 발생장치, 플라즈마 분광 분석 장치

Description

플라즈마 발생장치 및 이를 구비하는 플라즈마 분광분석장치{Plasma generator and Plasma Spectroscopy including the same}
본 발명은 플라즈마 발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체를 이용한 플라즈마 발생장치 및 이를 구비하는 플라즈마 분광분석장치에 관한 것이다.
최근 수질 오염이 가속화되어 감에 따라 수질 오염에 포함되어 있는 금속등의 성분을 분석하는 장치들이 개발되고 있다. 이러한 성분 분석장치는 플라즈마를 발생시켜 플라즈마로부터 방출되는 빛을 분석하는 원자발광 분광 분석법을 기반으로 하고 있다.
금속의 성분 분석을 위해서는 충분한 양의 플라즈마가 방출되어야 한다. 그러나, 종래에는 많은 양의 플라즈마를 발생시키는데 어려움이 있었다.
또한, 종래에는 액체전극에 전압을 인가하기 위한 금속전극이 액체전극 내에 삽입되는 형태로 제조되었기 때문에 액체전극과 금속전극간의 전기화학적 반응으로 금속전극이 부식되고 장치의 수명이 감소하였다. 이뿐만 아니라, 금속전극이 액체전극 내에 삽입되어있기 때문에 금속성분의 플라즈마 유입으로 인해 성분분석의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 발생되었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 성분분석의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 플라즈마 발생장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 성분분석의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 플라즈마 분광분석장치를 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상부면 내에 제1 유체 저장실, 상기 제1 유체 저장실과 이격된 제2 유체 저장실, 및 상기 유체 저장실들 사이에 위치하는 유체 채널을 구비하는 하판, 상기 하판 상에 위치하고, 상기 제1 유체 저장실에 연결된 제1 관통구, 및 상기 제2 유체 저장실에 연결된 제2 관통구를 구비하는 상판 및 상기 하판의 하부면 상에 위치하되, 상기 제1 유체 저장실 및 상기 제2 유체 저장실에 각각 대응하여 위치하는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 플라즈마 발생장치를 제공한다.
상기 유체 채널은 그의 일부분에 다른 부분보다 폭이 좁은 병목 영역을 구비할 수 있다.
상기 유체 채널의 병목 영역은 상기 유체 채널의 측벽 및 바닥부로부터 돌출된 돌기부에 의해 형성될 수 있다.
상기 상판 또는 하판은 투명 기판일 수 있다.
상기 상판은 상기 제1 유체 저장실에 연결되고 제1 관통구에 이격된 제3 관 통구, 및 상기 제2 유체 저장실에 연결되고 제2 관통구에 이격된 제4 관통구를 구비하고, 상기 제1 관통구 또는 제3 관통구에는 제1 유체 주입 튜브가 연결되고, 상기 제2 관통구 또는 제4 관통구에는 제2 유체 주입 튜브가 연결될 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상부면 내에 제1 유체 저장실, 상기 제1 유체 저장실과 이격된 제2 유체 저장실, 및 상기 유체 저장실들 사이에 위치하는 유체 채널을 구비하는 하판, 상기 하판 상에 위치하고, 상기 제1 유체 저장실에 연결된 제1 관통구, 및 상기 제2 유체 저장실에 연결된 제2 관통구를 구비하는 상판 및 상기 하판의 하부면 상에 위치하되, 상기 제1 유체 저장실 및 상기 제2 유체 저장실에 각각 대응하여 위치하는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 플라즈마 발생장치 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전기적으로 연결된 교류 발생 장치 및 상기 플라즈마 발생장치로부터 발생된 광을 검출하는 분광기를 포함하는 플라즈마 분광분석장치를 제공한다.
상기 유체 채널은 그의 일부분에 다른 부분보다 폭이 좁은 병목 영역을 구비할 수 있다.
상기 유체 채널의 병목 영역은 상기 유체 채널의 측벽 및 바닥부로부터 돌출된 돌기부에 의해 형성될 수 있다.
상기 구조의 플라즈마 발생장치는 유체의 발화를 위해 전극들의 간격을 형성하거나 조절하는 장치가 추가로 필요하지 않기 때문에 구조가 단순하며, 플라즈마가 발생하는 과정에서 사용 유체 외의 불순물이 유입되지 않을 수 있어 분광분석시 신호잡음의 요인이 줄어들 수 있다.
또한, 전극들을 하판의 하부면에 배치시킴으로써 전극과 유체와의 전기화학적 반응이 발생되지 않고, 전극의 수명이 길어짐은 물론 금속성분의 플라즈마 유입을 차단하여 성분분석의 신뢰성을 높일 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치의 하판을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 플라즈마 발생 장치의 하판(110)은 제1 유체 저장실(112), 제2 유체 저장실(114), 유체 채널(116), 제1 전극(118) 및 제2 전극(119)을 포함할 수 있다. 상기 제1 유체저장실(112)은 상기 하판(110)의 상부면 내에 형성되며, 상기 제2 유체 저장실(114)은 상기 하판(110)의 상부면 내에 상기 제1 유체 저장실(112)과 이격되어 형성될 수 있다.
상기 유체 채널(116)은 상기 유체 저장실들(112,114) 사이에 위치할 수 있 다. 상기 유체 채널(116)은 그의 일부분에 다른 부분보다 폭이 좁은 병목 영역을 구비할 수 있으며, 상기 병목 영역은 상기 유체 채널(116)의 측벽 및 바닥부로부터 돌출된 돌기부(212)에 의해 형성될 수 있다.
제1 전극(118) 및 제2 전극(119)은 상기 하판(110)의 하부면에 형성되며, 상기 제1 유체 저장실(112) 및 제2 유체 저장실(114)에 각각 대응하여 위치할 수 있다.
상기와 같이 전극들(118,119)을 하판(110)의 하부면에 형성하면, 유체와 접촉하지 않기 때문에 유체와의 전기화학적 반응이 발생되지 않고, 전극들(118,119)의 수명이 길어질 수 있다. 또한, 전극으로부터 유입되는 금속성분의 플라즈마를 차단할 수 있기 때문에 성분분석의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 2a 내지 2g는 도 1의 절단선 I-I'를 따라 공정단계 별로 취해진 단면도들이고, 도 3은 2d의 평면도를 나타낸다.
도 2a를 참조하면, 하판(110)이 제공된다. 상기 하판(110)은 유리기판 또는 세라믹 기판일 수 있다.
도 2b를 참조하면, 상기 하판(110) 상에 하드마스크층(230)을 형성한다. 상기 하드마스크층(230)은 스퍼터링을 이용하여 형성할 수 있다. 상기 하드마스크층(230)은 금속층일 수 있다.
도 2c를 참조하면, 상기 하드마스크층(230)이 형성된 제1 기판(110) 상에 포토레지스트 패턴(240)을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴(240)은 저장실 한정 패턴(241) 및 병목 형성 패턴(242)을 구비할 수 있다.
도 3 및 도 2d를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(240)을 마스크로 하여 상기 하드마스크층을 식각함으로서 하드마스크 패턴(232)을 형성한다. 상기 하드마스크층(230)을 식각하는 습식식각법 또는 건식식각법을 사용하여 수행할 수 있다.
도 2e를 참조하면, 상기 하드 마스크 패턴들(232)을 마스크로 하여 상기 하판(110)을 식각한다. 상기 하판(110)은 등방성 식각법 구체적으로, 습식식각법을 사용하여 식각할 수 있다. 그 결과, 상기 하판(110) 내에 제1 유체 저장실(112), 제2 유체 저장실(114) 및 이들 사이에 위치한 유체 채널(116)을 형성할 수 있다.
이 때, 상기 포토레지스트 패턴(240)이 병목 형성 패턴(242)을 구비하는 경우에, 상기 유체 채널(116) 내에는 병목 영역을 형성하는 돌기부(212)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 하드마스크 패턴들(232)을 마스크로 하여 상기 하판(110)을 식각하는 과정에서, 상기 병목 형성 패턴(242)의 양측 하부에 생성된 언더컷들은 서로 만나 유체 채널(116)을 형성하고, 그 아래에는 식각되지 않은 기판 물질인 돌기부들(212)이 형성될 수 있다. 이를 위해, 상기 병목 형성 패턴(242)의 폭은 적절하게 조절될 필요가 있다.
상기 식각용액은 불산용액 또는 불산 혼합용액일 수 있다.
도 2f를 참조하면, 남은 포토레지스트(240) 및 하드마스크 패턴(232)을 제거한다.
도 2g를 참조하면, 도 2a 내지 도 2f의 과정을 거쳐 형성된 하판(110)의 하부면 상에 제1 전극(118) 및 제2 전극(119)을 형성한다. 상기 전극들(118,119)은 리프트-오프(lift off) 방법을 통해 패터닝될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생장치의 상판을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 플라즈마 발생장치의 상판(120)은 제1 관통구(122) 및 제2 관통구(124)를 포함할 수 있다.
상기 제1 관통구(122) 및 제2 관통구(124)는 하판(도 1의 110)의 제1 유체 저장실(112) 및 상기 제2 유체 저장실(114)에 각각 연결될 수 있다.
상기 관통구들(122,124)은 유체 저장실들(112,114)에 유체를 주입시키기 위한 입구인 동시에 증기가 빠져나가는 배출구일 수 있다.
또한, 상기 상판(120)은 상기 제1 유체 저장실(112)에 연결되고 제1 관통구(122)에 이격된 제3 관통구(126) 및 상기 제2 유체 저장실(114)에 연결되고 제2 관통구(124)에 이격된 제4 관통구(128)를 더 구비할 수 있다.
상기와 같이 제1 관통구(122) 및 제2 관통구(124)에 제3 관통구(126) 및 제4 관통구(128)를 더 구비함으로서 유체의 입구 및 증기의 배출구를 분리하여 사용할 수도 있다.
또한, 상기 제1 관통구(122) 또는 제3 관통구(126)에는 제1 유체 주입 튜브가 연결될 수 있으며, 상기 제2 관통구(124) 또는 제4 관통구(128)에는 제2 유체 주입 튜브가 연결될 수 있다. 상기 유체 주입 튜브들은 유체 저장실들(112,114)에 유체들을 용이하게 주입시킬 수 있다.
도 5a 내지 5f는 도 1의 절단선 I-I'를 따라 공정단계 별로 취해진 단면도들이다.
도 5a를 참조하면, 상판(120)이 제공된다. 상기 상판(120)은 유리기판 또는 세라믹 기판일 수 있다.
도 5b를 참조하면, 상기 제2 기판(120)에 하드마스크층(230)을 형성한다. 상기 하드마스크층(230)은 스퍼터링을 이용하여 형성할 수 있다. 상기 하드마스크층(230)은 금속층일 수 있다.
도 4 및 도 5c를 참조하면, 상기 하드마스크층(230)이 형성된 제1 기판(110) 상에 포토레지스트 패턴(240)을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴(240)은 제1 관통구(122) 및 제2 관통구(124)를 형성하기 위한 포토레지스트 패턴들(243,244)을 구비할 수 있다.
5d를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(240)을 마스크로 하여 상기 하드마스크층(230)을 식각함으로서 하드마스크 패턴(232)을 형성한다. 상기 하드마스크층(230)의 식각은 습식식각법 또는 건식식각법을 사용하여 수행할 수 있다.
도 5e를 참조하면, 상기 하드마스크층(230)을 식각하여 형성된 하드 마스크 패턴들(232)을 마스크로 하여 상기 제2 기판(120)을 식각한다. 상기 제2 기판(120)은 등방성 식각법 구체적으로, 습식식각법을 사용하여 식각할 수 있다. 그 결과, 상기 제2 기판(120) 내에 제1 관통구(122) 및 제2 관통구(124)를 형성할 수 있다. 상기 식각용액은 불산용액 또는 불산 혼합용액일 수 있다.
만약, 제2 기판(120) 상에 제1 관통구(122) 및 제2 관통구(124)외에 제3 관통구(126) 및 제4 관통구(128)를 형성하고자 할 경우, 상기 제1 관통구(122) 및 제2 관통구(124)의 제조 방법과 동일한 방법을 이용하여 제1 관통구(122)에 이격된 제3 관통구(126), 및 제2 관통구(124)에 이격된 제4 관통구(128)를 더 형성할 수도 있다.
도 5f를 참조하면, 남은 포토레지스트(240) 및 하드마스크 패턴(232)을 제거한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 6을 참조하면, 상판(120) 및 하판(110)은 상하로 서로 접합되어 형성될 수 있다. 상기 상판(120) 및 하판(110)은 상판(120)의 제1 관통구(122) 및 제2 관통구(124)가 각각 제1 유체 저장실(112) 및 제2 유체 저장실(114)에 대응하도록 접합할 수 있다.
상기 판들(110,120)의 접합은 상기 판들(110,120) 사이에 물을 묻힌 후 약 650℃의 온도로 1시간 동안 유지시킴으로써 수행될 수 있다. 상기와 같이 판들(110,120) 사이의 물은 고온에서 분자들이 분리되고, 수소 결합이 일어나므로 판들(210,220)은 서로 접합될 수 있다.
도 7a 내지 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생원리를 나타내는 모식도이다. 유체는 기체 또는 액체가 사용될 수 있으나, 실시예에서는 유체가 액체인 경우 즉, 유체 저장실들 및 유체 채널 내에 액체가 채워진 경우에 대해 설명한다.
도 7a를 참조하면, 상기 플라즈마 발생장치의 전극들(도 6의 118, 119)에 전기적으로 교류 전압을 인가해준다. 상기 교류 전압은 주파수가 약 1kHz 내지 1MHz 범위인 것을 사용할 수 있다.
상기 전극들(도 6의 118, 119)에 인가된 교류 전압으로 인해 상기 유체 저장실들(도 6의 112, 114) 내부에 있는 액체(L)에 교류 전류가 유도되고, 유체 채널(116) 내부의 폭이 좁아지는 형상 즉, 돌기부들(212)으로 인해 전류밀도가 상대적으로 높아지며, 줄(Joule)가열에 의해 버블(250)이 발생된다.
도 7b를 참조하면, 상기 버블(250)은 계속적으로 인가되는 교류전압으로 인해 액체가 기화되고, 버블이 성장(260)하게 된다.
도 7c를 참조하면, 상기 유체 채널(116)의 내부에서 성장된 버블(260)은 유체 채널(116)의 측벽에 맞닿을 때까지 성장이 일어나 액체(L)가 분리된다. 분리된 액체(L)는 계속해서 교류전압이 인가되기 때문에 액체 간의 전위차가 생겨 방전된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 유지원리를 나타내는 개념도이다.
도 8을 참조하면, 유체 채널의 내부에서 플라즈마가 발생됨과 동시에 발생되는 증기는 온도 및 압력 차로 인해 제1 관통구(도 6의 122) 또는 제3 관통구(도 6의 126) 및 제2 관통구(도 6의 124) 또는 제4 관통구(도 6의 128)를 통해 외부로 빠져나가게 되며, 유체는 모세관 현상에 의해 유체 저장실들(도 6의 112,114)의 표면을 따라 유체 채널(116)로 모여든다.
유체 채널(116)에 유입된 유체와 배출된 증기는 평형상태를 이루게 되며 유체 저장실들(도 6의 112,114)에 유체가 남아있는 동안은 이와 같은 현상이 지속적으로 유지될 수 있다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생장치를 이용 하여 발생된 플라즈마를 나타내는 이미지이다.
상기 플라즈마를 발생시키기 위한 액체전극으로는 1% NaCl 용액을 사용하였다. 9a 내지 9c는 30msec 간격으로 플라즈마 발생상태를 촬영하였으며, 9d는 1sec 경과한 후의 플라즈마 상태를 촬영하였다. 상기 플라즈마 발생상태는 CCD 카메라를 이용하여 촬영하였다.
도 9a를 참조하면, 플라즈마가 발생되기 전의 초기 상태의 유체 채널(116)을 측정한 이미지이다.
도 9b를 참조하면, 약 30msec가 경과한 후의 상태를 측정한 결과 플라즈마가 생성되면서 점화되는 것을 알 수 있다.
도 9c를 참조하면, 약 60msec가 경과한 후의 상태를 측정한 결과 플라즈마가 팽창되며, 유체 채널(116)의 상하부 양단의 표면에 형성되는 것을 알 수 있다.
도 9d를 참조하면, 약 1sec가 경과한 후의 상태를 측정한 결과 플라즈마가 유체 채널(116) 내에서 안정화된 것을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 분광분석 장치를 나타낸다. 이하에서 설명하는 플라즈마 발생장치는 상술한 플라즈마 발생장치와 동일할 수 있다.
도 10을 참조하면, 플라즈마 분광분석 장치는 제1 유체 저장실(112), 상기 제1 유체 저장실(112), 제2 유체 저장실(114), 및 유체 채널(116)을 구비하는 하판(110), 제1 관통구(122), 및 제2 관통구(124)를 구비하는 상판(120) 및 1 전극(118) 및 제2 전극(119)을 포함하는 플라즈마 발생장치와 교류 발생 장치(130) 및 분광기(140)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 플라즈마 분광분석 장치는 제어장치(150) 및 CCD 카메라(160)를 더 포함할 수 있다.
상기 교류 발생장치(130)는 제1 전극(118) 및 상기 제2 전극(119)에 전기적으로 연결되며, 상기 전극들(118,119)로부터 상기 유체 저장실들(112,114) 내부에 저장된 유체에 전압을 인가하기 위해 구비될 수 있다.
상기 분광기(140)는 상기 플라즈마 발생장치로부터 발생된 광을 검출하기 위해 구비될 수 있다.
상기 제어장치(150)는 컴퓨터일 수 있으며, 상기 CCD 카메라(160)에 저장된 이미지를 화면상에 출력하거나, 상기 분광기(140) 및 CCD 카메라(160)등을 제어할 수 있다.
실험예 : Pb 의 분광분석
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생장치를 이용하여 분광분석을 수행한 결과를 나타내는 그래프이다.
유체는 0.1M HNO3 용액을 사용하였으며, 이 용액에 Pb가 100ppm 포함된 용액을 혼합하여 상기 제1 유체 주입 튜브 및 제2 유체 주입 튜브를 통해 각각의 유체 저장실들에 주입한 후 교류 발생 장치를 ON하여 교류전압을 인가하였다. 여기서, 교류전압은 주파수가 50kHz인 것을 사용하였다.
도 11을 참조하면, Pb가 100ppm 포함된 액체전극을 사용하여 측정한 결과, Pb에 해당되는 368nm 및 405nm의 파장대에서 피크가 검출된 것을 알 수 있다.
또한, 306nm 및 486과 656nm에서 검출된 각각의 OH 및 H는 HNO3 용액으로부터 검출된 것으로 판단되며, 589nm에서 검출된 Na는 상판 또는 하판에서 사용되는 투명기판에 포함되어 있는 물질로 판단된다.
비교예 : 표준 액체전극의 분광분석
본 비교예에서는 후술하는 것을 제외하고는 상기 실험예와 동일한 방법을 사용하여 분광분석을 수행하였다. 본 비교예에서는 유체로서, 0.1M HNO3을 사용하였다.
도 12는 표준 액체전극을 이용한 분광분석을 수행한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 12를 참조하면, 0.1M HNO3를 사용할 경우에는 액체전극에 존재하는 OH 및 H는 HNO3 등이 상기 실험예와 같은 파장대에서 검출되었으며, Pb와 같은 파장대에서의 피크는 검출되지 않았다.
상기 구조의 플라즈마 발생장치는 유체를 기화시키는 장치나 초기 발화를 위해 전극들의 간격을 형성하거나 조절하는 장치가 추가로 필요하지 않기 때문에 구조가 단순하다.
또한, 플라즈마가 발생하는 과정에서 유체 이외의 추가적인 가스가 사용되지 않기 때문에 신호잡음이 줄어들 수 있으므로, 상기 실험예와 비교예에서 알 수 있 듯이 재분석시에도 각각의 파장대에 해당되는 물질들이 동일하게 측정될 수 있다.
이하, 표 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생장치를 이용하여 분광분석이 가능한 금속을 나타낸다. 분광분석이 가능한 금속은 이하의 금속에 한정하지 않으며, 후술하는 금속을 포함할 수 있음이 자명하다.
원소 파장(nm) 원소 파장(nm)
Al 308.215 Mg 279.079
Sb 206.833 Mn 257.610
As 193.696 Mo 202.030
Ba 455.403 Ni 231.604
Be 313.042 K 766.491
B 249.773 Se 196.026
Cd 226.502 Si 288.158
Ca 317.933 Ag 328.068
Cr 267.716 Na 588.995
Co 228.616 Sr 407.771
Cu 324.754 Tl 190.864
Fe 259.940 V 292.402
Li 670.784 Zn 213.856
표 1을 참조하면, 본 발명의 실험예에서 제시한 Pb 외에도 Al, Sb. As, Ba, Be, B 또는 Cd등이 포함되어 있는 액체전극을 분석한 후 상기와 같은 각 원소들의 파장을 비교함으로서 각각 원소들의 분광분석을 도출해낼 수 있다.
이와 같은 플라즈마 발생 장치는 구조가 간단하기 때문에 소형으로도 제작이 가능하며, 성분 검출용이면서, 초소형 및 휴대용 분광분석장치에도 활용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치를 사용하면, 토양, 식품, 강물, 식수, 폐수 등에 함유된 유해 중금속의 정량분석이 가능하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치의 하판을 나타낸다.
도 2a 내지 2g는 도 1의 절단선 I-I'를 따라 공정단계 별로 취해진 단면도들이다.
도 3은 2d의 평면도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생장치의 상판을 나타낸다.
도 5a 내지 5f는 도 1의 절단선 I-I'를 따라 공정단계 별로 취해진 단면도들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 7a 내지 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생원리를 나타내는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 유지원리를 나타내는 개념도이다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생장치를 이용하여 발생된 플라즈마를 나타내는 이미지이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 분광분석 장치를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생장치를 이용하여 분광분석을 수행한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 12는 표준 액체전극을 이용한 분광분석을 수행한 결과를 나타내는 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110: 상판 120: 하판
112: 제1 유체 저장실 114: 제2 유체저장실
116: 유로채널 118: 제1 전극
119: 제2 전극 122: 제1 관통구
124: 제2 관통구

Claims (8)

  1. 상부면 내에 제1 유체 저장실, 상기 제1 유체 저장실과 이격된 제2 유체 저장실, 및 상기 유체 저장실들 사이에 위치하는 유체 채널을 구비하는 하판;
    상기 하판 상에 위치하고, 상기 제1 유체 저장실에 연결된 제1 관통구, 및 상기 제2 유체 저장실에 연결된 제2 관통구를 구비하는 상판; 및
    상기 하판의 하부면 상에 위치하되, 상기 제1 유체 저장실 및 상기 제2 유체 저장실에 각각 대응하여 위치하는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 플라즈마 발생장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 채널은 그의 일부분에 다른 부분보다 폭이 좁은 병목 영역을 구비하는 플라즈마 발생장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 병목 영역은 상기 유체 채널의 측벽 및 바닥부로부터 돌출된 돌기부에 의해 형성되는 플라즈마 발생장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상판 또는 하판은 투명 기판인 플라즈마 발생장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상판은 상기 제1 유체 저장실에 연결되고 제1 관통구에 이격된 제3 관통구, 및 상기 제2 유체 저장실에 연결되고 제2 관통구에 이격된 제4 관통구를 구비하고,
    상기 제1 관통구 또는 제3 관통구에는 제1 유체 주입 튜브가 연결되고, 상기 제2 관통구 또는 제4 관통구에는 제2 유체 주입 튜브가 연결된 플라즈마 발생장치.
  6. 상부면 내에 제1 유체 저장실, 상기 제1 유체 저장실과 이격된 제2 유체 저장실, 및 상기 유체 저장실들 사이에 위치하는 유체 채널을 구비하는 하판; 상기 하판 상에 위치하고, 상기 제1 유체 저장실에 연결된 제1 관통구, 및 상기 제2 유체 저장실에 연결된 제2 관통구를 구비하는 상판; 및 상기 하판의 하부면 상에 위치하되, 상기 제1 유체 저장실 및 상기 제2 유체 저장실에 각각 대응하여 위치하는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 플라즈마 발생장치;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전기적으로 연결된 교류 발생 장치; 및
    상기 플라즈마 발생장치로부터 발생된 광을 검출하는 분광기를 포함하는 플라즈마 분광분석장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유체 채널은 그의 일부분에 다른 부분보다 폭이 좁은 병목 영역을 구비 하는 플라즈마 분광분석장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 병목 영역은 상기 유체 채널의 측벽 및 바닥부로부터 돌출된 돌기부에 의해 형성되는 플라즈마 분광분석장치.
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