| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2015년 봄 (05/14 ~ 05/15, 구미코) |
| 권호 | 21권 1호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 |
| 제목 | 글로우 방전 질량분석기를 활용한 갈륨 금속내 미량원소 정량분석법 개발 |
| 초록 | Glow Discharge Mass Spectrometry(GD-MS)는 반도체, 부도체, 금속을 포함한 고체시료, 즉 bulk 상태의 모든 시료를 화학적 전처리 없이 분석이 가능하다. 특히, GD90의 액체 질소 냉각 설비와 Slow sputter방식(slow flow Ar : 2 sccm 이내)을 이용하여 저융점 희소금속인 갈륨 금속을 분석하기 용이하다. 본 연구에서는 GD-MS 분석 시 보다 정확한 농도를 알기위해 사용되는 Relative Sensitivity Factors(RSFs)값을 계산하고, 그 값을 이용하여 4N급 고순도 갈륨내 불순물 함유량을 정량법으로 확인하였다. 분석원소는 주요 불순물로 관리되는 Al, Ti, V, Mn, Fe, Ni, Cu, Mo 등 총 30여 원소에 대한 농도를 확인하였다. 본 연구에 사용한 GD-MS는 Auto concept GD90(MSI, UK)으로 Direct current(DC)기능을 활용하여 갈륨을 분석하였으며, 액체질소 냉각 설비를 활용하여 전압 1 kV, 전류 1 mA의 높은 전압에서도 시료(갈륨)가 녹지 않도록 하였다. 먼저 RSFs값을 계산하기 위해서 순도 99 %의 갈륨 표준물질을 사용하였으며, 이 표준값과 GD-MS에서의 측정값의 비(Ratio)로 RSF값을 계산하였으며, 다음과 같은 식으로 표현하였다. CS/KG=RSFs 여기에서 CS는 표준 값에 해당하는 불순물의 농도이고, KG는 GD-MS에서 측정한 불순물의 농도이다. RSFs값을 계산한 후에 GD-MS를 이용하여 4N 고순도 갈륨내 불순물 농도를 측정하고, 측정값에 RSFs값을 곱하면 더욱 정확한 불순물의 정량값을 얻을 수 있다. KG X RSFs = QC 위 식에 불순물의 정량값을 식으로 표현하였으며, QC는 불순물 원소의 정량된 농도이다. 이와 같은 방법으로 본 연구에서는 약 4 N(99.99 %)급 고순도 갈륨 금속의 불순물을 정량적으로 분석하였다. |
| 저자 | 양재열1, 윤재식2, 김찬미2 |
| 소속 | 1충남대, 2한국기초과학지원(연) |
| 키워드 | GD-MS; Gallium; Quantitative; RSFs |
