초록 ▼

Ⅳ. 연구결과
초고밀도 나노 전자원 및 신개념 행렬-어드레싱형 엑스선 소스 연구를 수행하여 다음과 같은 우수한 연구결과를 도출하였다.

2D 나노물질인 그래핀을 진공 고온 열처리를 통해 게이트 개구 위에 전사하는 기술을 개발하여 전자투과형 자기집속 게이트(ETANG : Electron transmissive atomic network gate)를 개발하였으며, 진공 고온 전사 과정에서 재료의 열변형에 의한 게이트 파손을 줄여 제작 수율 100% 달성이 가능한 기술을 개발하였다. 이를 이용하여 전자빔의 퍼짐 현상을 큰

Ⅳ. 연구결과
초고밀도 나노 전자원 및 신개념 행렬-어드레싱형 엑스선 소스 연구를 수행하여 다음과 같은 우수한 연구결과를 도출하였다.

2D 나노물질인 그래핀을 진공 고온 열처리를 통해 게이트 개구 위에 전사하는 기술을 개발하여 전자투과형 자기집속 게이트(ETANG : Electron transmissive atomic network gate)를 개발하였으며, 진공 고온 전사 과정에서 재료의 열변형에 의한 게이트 파손을 줄여 제작 수율 100% 달성이 가능한 기술을 개발하였다. 이를 이용하여 전자빔의 퍼짐 현상을 큰 폭(>40%)으로 개선하는데 성공하였다. ETANG과 더불어 오목한 캐소드(concave cathode) 구조를 적용한 ECC (ETANG Concave Cathode) 구조가 적용된 나노전자원을 개발하여 전자빔 집속특성을 극대화 하였다. 구조적 안정성이 우수한 탄소나노튜브(CNT)페이스트 전자원을 개발하고 진공 가열 배기 기술을 적용하여 고전류 방출시 열화에 의해 전류가 감소하는 단점을 개선하였다. 스크린 인쇄법을 사용하여 CNT 페이스트 어레이 전자원을 개발하고 이를 진공 밀봉형 엑스선 튜브에 적용하여 100 mA 이상의 고방출전류를 달성하였다. 또한, 양자-축퇴 영역의 고휘도 나노 전자원을 개발하기 위한 Point-type 전자원으로서 CNT-Yarn 전자원을 제작하여 전자원의 열화 및 수명과 관련있는 노팅햄(Nottingham)효과와 특성을 분석하였다. 직경 30 μm, 길이 350 μm 인 CNT-yarn 전자원으로부터 10 A/cm² 이상의 고밀도 전자빔을 인출하였다. 개발된 초고밀도 나노 전자원을 기반으로 진공 밀봉 형태의 5×5 행렬-어드레싱형 엑스선 소스를 제작하였고, 최대 관전압 30 kV 이상(최대 40 kV), 단위소스당 선량 1 mAs(전류기준) 이상(최대 4 mAs), 관전류 3 mA (최대 8mA) 이상의 조건에서 안정적인 구동이 가능한 엑스선 소스를 개발하였다. 개발된 신개념 엑스선소스의 엑스선 방출 면적은 15 ×15 cm² 이며, 순차 스캔 방식을 통해 각 엑스선 소스로부터 획득한 영상을 합성하여 전체 엑스선 영상을 성공적으로 획득하였다.

( 출처 : 요약문 5p )

Abstract ▼

Ⅳ. RESULTS
We have studied on the ultra-high current density nano-electron source and new-concept matrix-addressable X-ray source, and achieved meaningful results, as follows.

We developed a dry transfer technology of 2D graphene using vacuum annealing technique, and then fabricated the el

Ⅳ. RESULTS
We have studied on the ultra-high current density nano-electron source and new-concept matrix-addressable X-ray source, and achieved meaningful results, as follows.

We developed a dry transfer technology of 2D graphene using vacuum annealing technique, and then fabricated the electron transparent atomic network gate (ETANG) using the transferred graphene. We also developed the method of decreasing thermal deformation of the materials during the transfer, resulting in the improved transfer yield (~100%). Through the use of ETANG, the electron beam divergence was suppressed by as large as~40%. Besides, we also developed concave cathode structure to focus the electron beam further. Highly stable carbon nanotube (CNT) paste was developed using high vacuum annealing method, which resulted in the improved stability and reliability of CNT emitters. The CNT paste emitter was prepared by screen printing, followed by the fabrication of vacuum-sealed X-ray tube with the CNT emitter that is able to emit current higher than 100 mA. Furthermore, in order to develop quantum degenerated high-brightness nano-electron source, we fabricated CNT-yarn electron source and characterized its stability and Nottingham effect. The electron beam with a very high current density of 10 A/cm2 was obtained from the CNT-yarn having 30 μm in diameter and 350 μm in length. Based on the developed high current density nano-electron source, we fabricated the 5×5 matrix-addressable X-ray source, and then the X-ray source was observed to stably operate at >30 kV (max. 40 kV), >1 mAs, and 3 mA (max. 8 mA). The fabricated novel X-ray source generates X-ray with an area of as large as 15×15 cm2. We could successfully obtain the X-ray image by synthesizing all images taken from 5×5 tubes using a sequential scan mode.

( 출처 : Abstracts 11p )

목차 Contents

• 표지 ... 1세부과제 연차실적 보고서 ... 2제출문 ... 3요약문 ... 4ABSTRACT ... 9CONTENTS ... 15Tables ... 18Figures ... 19목차 ... 26표목차 ... 29그림목차 ... 30제 1 장 서 론 ... 35 제 1 절 연구 목표 ... 35 제 2 절 연구 내용 ... 35 제 3 절 연구 개발 방법 ... 36 제 4 절 보고서 체계 ... 37제 2 장 본 론 (Ⅰ) ... 38 제 1 절 연구개발과제의 필요성 ... 38 1. 배경 및 필요성 ... 38 2. 연구 과제의 중요성 ... 39 3. 연구 과제 수행의 제약 요인 ... 41 4. 연구개발과제 수행결과 기대효과 ... 42 제 2 절 현황 및 접근 방법 ... 44 1. 국내·외 현황 ... 44 2. 연구 과제의 핵심요소 및 접근방법 ... 50제 2 장 본 론 (Ⅱ) ... 52 제 1 절 연구 목표 및 내용 ... 52 1. 최종 연구개발 목표 및 내용 ... 52 2. 당해연도 연구개발 목표 및 내용 ... 53 제 2 절 연구추진계획 및 성과 ... 54 1. 연구 추진 계획 ... 54 2. 연구 성과 ... 55 3. 연구 결과의 개요 ... 59 제 3 절 연구결과 ... 61 1. 1D/2D 나노물질 기반 고밀도 전자원 연구 ... 61 2. 신개념의 행렬-어드레싱형 엑스선 소스 제작 및 평가 ... 119 제 4 절 연구산출물 ... 138제 3 장 연구개발결과의 활용계획 ... 158제 4 장 결 론 ... 160제 5 장 연구시설ㆍ장비 현황 ... 162참고문헌 ... 163약어표 ... 165끝페이지 ... 166