• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.358-358
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• 2014

인간과 기기간의 상호작용 심화에 의하여 모든 기기의 지능화, 첨단화 등이 요구됨에 따라 정보 기술 및 디스플레이 기술의 개발이 활발히 이루어지고 있는 가운데 투명 전자 소자에 대한 연구가 급증하고 있다. 산화물 반도체는 가시광 영역에서 투명하고, 비정질 반도체에 비하여 이동도가 100 배 이상 크고, 결정화 공정을 거친 폴리 실리콘과 비슷한 값을 가지거나 조금 낮으며 유연한 소자에도 쉽게 적용이 가능하다는 장점을 가지고 있어 투명 전자 소자 제작시에 주로 이용되는 물질이다. 대부분의 산화물 반도체 박막 증착 방법은 스퍼터링 방법이나 유기금속 화학증착법과 같은 방법으로 막을 형성하는데 이러한 증착 방법들은 고품질의 박막을 성장시킬 수 있다는 장점이 있으나 고가의 진공장비 및 부대 시설이 이용되고 이로 인한 제조비용의 상승이 되고, 기판 선택에 제약이 있는 단점이 있다. 따라서, 이러한 문제점을 개선하기 위하여 고가의 진공 장비가 필요 없이 스핀 코팅 방법이나 딥핑 방법 등에 의하여 공정 단계의 간소화, 높은 균일성, 기판 종류에 상관없는 소자의 대면적화가 가능한 용액 공정 기술이 각광을 받고 있다. 그러나 용액 공정 기반의 박막을 형성하기 위해서는 비교적 높은 공정온도 혹은 압력 등의 외부 에너지를 필요로 하므로 열에 약한 유리 기판이나 유연한 기판에 적용하기가 어렵다. 최근 이러한 문제점을 해결하기 위하여 높은 온도의 열처리(thermal annealing) 를 대신 할 수 있는 microwave irradiation (MWI)에 대한 연구가 보고되고 있다. MWI는 $100^{\circ}C$ 이하에서의 저온 공정이 가능하여 높은 공정 온도에 대한 문제점을 해결할 뿐만 아니라 열처리 방향을 선택적으로 할 수 있다는 장점을 가지고 있어 현재 투명 디스플레이 분야에서 주로 이용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 HfOx 기반의 metal-oxide-semiconductor (MOS) capacitor를 제작하여 MWI에 따른 전기적 특성을 평가하였다. MWI는 금속의 증착 전과 후, 그리고 시간에 따른 조건을 적용하였으며 최적화된 조건의 MWI은 일반적인 퍼니스 장비에서의 높은 온도 열처리에 준하는 우수한 전기적 특성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.431.1-431.1
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• 2014

최근, 높은 캐리어 이동도와 유연성, 투명성의 우수한 전기적 기계적 특성을 갖는 그래핀에 관한 연구가 활발해지고 있으며 이를 기반으로 한 그래핀 field effect transistor (FET) 센서 응용 또한 관심이 커지고 있다. 작은 소자 크기, 견고한 구조, 빠른 응답속도와 CMOS 공정과의 호환성이 좋은 FET 기반의 센서의 감지 특성은 주로 전해질과 직접 접촉하는 게이트 절연체의 고유 특성에 의해 결정된다. 이러한 게이트 절연체는 일반적으로 스퍼터링, atomic layer deposition (ALD), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) 등의 진공 방법에 의해 형성되며, 이 공정 기술은 고가의 장비, 긴 공정 시간과 높은 제조비용이 요구된다. 더욱이, 위의 방식들은 소자 제작 동안에 플라즈마 발생 또는 열처리를 필요로 하게 되며 이는 그래핀 기반의 소자의 제작에 있어 큰 손상을 발생시키게 된다. 이러한 이유로 인해, 그래핀 FET 센서의 게이트 절연체의 형성에 있어 진공 증착 기술은 적절하지 않다. 본 연구에서는, 진공 증착 기술의 문제점을 극복하기 위해 sol-gel 방식을 통한 Al2O3 게이트 절연체를 갖는 그래핀 FET 센서를 제작하였다. Sol-gel 방식은 적은 비용, 공정의 단순화, 높은 처리량 뿐 아니라 소자의 대면적화 제작에 유리하다는 장점을 가지며, 또한 게이트 절연체를 증착함에 있어서 플라즈마가 발생하지 않기 때문에 그래핀 FET 제작에 쉽게 적용될 수 있다. 특히, 게이트 절연체 중 Al2O3은 우수한 화학적 안정성과 감지 특성으로 인해 본 실험에 사용하였다. 결론적으로, sol-gel 방식을 통한 Al2O3 게이트 절연체를 갖는 그래핀 FET 센서는 우수한 전기적 특성과 감지 특성 측면에서 매우 전망적이다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.26 no.1
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• pp.54-60
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• 2016

We have investigated the crystallization mechanism of the lithium disilicate ($Li_2O-2SiO_2$, LSO) glass particles with different sizes by isothermal and non-isothermal processes. The LSO glass was fabricated by rapid quenching of melt. X-ray diffraction and differential scanning calorimetry measurements were performed. Different crystallization models of Johnson-Mehl-Avrami, modified Ozawa and Arrhenius were adopted to analyze the thermal measurements. The activation energy E and the Avrami exponent n, which describe a crystallization mechanism, were obtained for three different glass particle sizes. Values of E and n for the glass particle with size under $45{\mu}m$, $75{\sim}106{\mu}m$, and $125{\sim}150{\mu}m$, were 2.28 eV, 2.21 eV, 2.19 eV, and ~1.5 for the isothermal process, respectively. Those values for the non-isothermal process were 2.4 eV, 2.3 eV, 2.2 eV, and ~1.3, for the isothermal process, respectively. The obtained values of the crystallization parameters indicate that the crystallization occurs through the decreasing nucleation rate with a diffusion controlled growth, irrespective to the particle sizes. It is also concluded that the smaller glass particles require the higher heat absorption to be crystallized.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.6 no.1
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• pp.28-35
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• 2003

A numerical analysis of electrochemical reaction and dynamics of the fluid flow in the channels of a DMFC separator was carried out by using a commercial Computational Fluid Dynamics(CFD) code fluent(ver.6.0). From the simulation work, many valuable informations were obtained in terms of distributions of velocity, pressure, temperature, concentration and current density over the flow field. And it was possible to optimize the flow field structure by using the simulation results. The simulation work using the Cm code was found very helpful in analysing the phenomena occurring in the fuel cell and optimizing the structures of electrodes and flow field.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.6-6
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• 2010

Indium Tin Oxide (ITO)를 포함한 Transparent Conduction Oxide (TCO)는 LCD, OLED와 같은 Display, 그리고 Solar Cell 등 광신호와 전기신호간 변환이 필요한 모든 Device에 반드시 필요한 핵심 물질로, 특히 고특성 Display의 투명전극에서 요청되는 95% 이상의 투과도와 $15\;{\Omega}/{\square}$ 이하의 면저항 특성을 동시에 만족할 수 있는 기술은 현재까지 Plasma Sputtering 공정으로 $160^{\circ}C$ 이상에서 증착된 ITO 박막이 유일하다. 그러나, 최근 차세대 기술로서 Plastic Film을 기반으로 하는 Flexible Display 및 Flexible Solar Cell 구현에 대한 요구가 급증하면서, Plastic Film 기판위에 Plasma Damage이 없이 상온에 가까운 저온 ($100^{\circ}C$ 이하)에서 특성이 우수한 ITO 투명전극을 형성 할 수 있는 기술의 확보가 중요한 현안이 되고 있다. 지난 10년 동안 $100^{\circ}C$이하 저온에서 고특성의 ITO 또는 TCO 박막을 얻기위한 다양한 연구와 구체적인 공정이 활발히 연구되어 왔으나, ITO의 결정화 온도 (통상 $150{\sim}180^{\circ}C$)이하에서 증착된 ITO박막은 비정질 상태의 물성적 특성을 보여 원하는 전기적, 광학적 특성확보가 어려웠다. 본 논문에선 기본적으로 절연체 특성을 가져야 하는 산화물인 TCO가 반도체 또는 도체의 물리적 특성을 보여주는 기본원리의 고찰을 토대로, 재료학적 특성상 Crystalline 구조를 보여야 하는 ITO (Complex Cubic Bixbyte Structure)가 Plasma Sputtering 공정으로 저온에서 증착될 때 비정질 구조를 갖게 되는 원인을 규명하고, 이를 바탕으로 저온에서 증착된 ITO가 Crystalline 구조를 유지 할 수 있게 하고, Stress Control에 유리한 Nano-Crystalline 박막을 형성하면서 Crystallinity를 임의로 조절 할 수 있는 새로운 기술인 Magnetic Field Shielding Sputtering (MFSS) 공정과 최근 성과를 소개한다. 한편, 또 다른 새로운 저온 TCO 박막형성 기술로서, 유기반도체와 같은 Process Damage에 매우 취약한 유기물 위에 Plasma Damage 없이 TCO 박막을 직접 형성할 수 있는 Neutral Beam Assisted Sputtering (NBAS) 기술의 원리를 설명하고, 본 공정을 적용한 Top Emission OLED 소자의 결과를 소개한다. 또한, 고온공정이 수반되는 Solar Cell용 투명전극의 경우, 통상의 TCO박막이 고온공정을 거치면서 전기적 특성이 열화되는 원인을 규명하고, 이에 대한 근본적 해결 방법으로 ITO 박막의 Dopant인 Tin (Sn) 원자의 활성화를 증가시킨 Inductively Coupled Plasma Assisted DC Magnetron Sputtering (ICPDMS)의 원리와 박막의 물성적 특성과 내열 특성을 소개한다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.21 no.3
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• pp.278-283
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• 2010

The cationic polymerization of oxolane high explosives which have pendant explosive groups such as azido, nitrato and hydrazino is investigated theoretically using the semiempirical MINDO/3, MNDO and AM1 methods. The nucleophilicity and basicity of oxolane high explosives can be explained by the negative charge on oxygen atom of oxolane. The reactivity of propagation in the polymerization of oxolane can be represented by the positive charge on carbon atom and the low LUMO energy of active species of oxolane. The reaction of the oxolane high explosives in oxonium ion form to the open chain carbenium ion form is expected by computational stability energy (17.950~30.197 kcal/mol) of the oxonium ion and carbenium ion favoring the carbenium ion. The relative equilibrium concentration of cyclic oxonium ion and carbenium ion is found to be a major determinant of mechanism, owing to the rapid equilibrium of these catoinic forms. Based on calculation, in the prepolymer propagation step, $S_N1$ mechanism will be at least as fast as that for $S_N2$ mechanism.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.18 no.4
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• pp.92-98
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• 2014

Spacer is a construction material for maintaining cover depth and steel installation, however several problems like staining, leakage, and cracking are currently issued due to performance degradation and unsatisfactory dimensional stability of spacer. Plastic composite is widely used for prevention of brittle failure in cement based material, which yields improvement of crack resistance and ductile failure. This study is for development and applicability evaluation of high strength spacer with slag cement for environmental load reduction and plastic composite like polypropylene fiber, nylon fiber, and glass fiber. For this work, unit weight of 4 different plastic fibers are evaluated through preliminary tests. Physical tests including compressive, flexural, and tensile strength and durability tests including absorption, permeability, length change, crack resistance, carbonation, and freezing and thawing are performed. Through various tests, optimum plastic fiber is selected and manufacturing system for high strength spacer with the selected fiber is developed. Dimensional stability of the developed spacer is evaluated through field applicability evaluation.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.20 no.2
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• pp.72-77
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• 2010

Glass-ceramics were fabricated by heat-treatment of glass obtained by melting a coal bottom ash with $Li_2O$ addition. The main crystal grown in the glass-ceramics, containing 10 wt% $Li_2O$, was $\beta$-spodumene solid solution, while in $Li_2O$ 20 wt% specimen was mullite, identified using XRD. The activation energy and Avrami constant for crystallization were calculated and showed that bulk crystallization behavior will be predominant, and this expectation agreed with the microstructural observations. The crystal phase grown in $Li_2O$ 10 wt% glass-ceramics had a dendrite-like shaped whereas the shape was flake-like in the 20 wt% case. The thermal expansion coefficient of the $Li_2O$ 10 wt% glass-ceramics was lower than that of the glass having the same composition, owing to the formation of a $\beta$-spodumene phase. For example, the thermal expansion coefficient of $Li_2O$ 10 wt% glass-ceramics was $20\times10^{-7}$, which is enough for application in various heat-resistance fields. But above 20 wt% $Li_2O$, the thermal coefficient expansion of glass-ceramics, on the contrary, was higher than that of the same composition glass, due to formation of mullite.

• Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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• v.13 no.6
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• pp.1127-1132
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• 2010

Borosilicate glass was prepared in the composition of 81% $SiO_2$, 4% $Na_2O$, 2% $Al_2O_3$, 13% $B_2O_3$. The albite phase($NaAlSi_3O_8$) increased with the $ZrO_2$(0~10wt.%) addition. For measurement of glass transition temperature($T_g$), crystallization temperature($T_{c,max}$) measured by differential thermal analysis. The $T_g$ and $T_{c,max}$ were $510{\sim}530^{\circ}C$ $650{\sim}670^{\circ}C$, respectively. The crystallized glass was heated at various conditions(temperature, time). After nucleation at $550^{\circ}C$ for 2hours prior to crystal growth at $650^{\circ}C$ for 4hours, the resulting Vickers hardness, fracture toughness and bending strength were about $736H_v$, $1.0779MPa{\cdot}m^{1/2}$, and 493MPa, which were 17%, 45% and 149% higher than parent borosilicate glass, respectively. Crystal size and transmittance of crystallized borosilicate glass were analyzed by FE-SEM, EDX and UV-VIS-NIR spectrophotometer. Transmittance of crystallized borosilicate glass was decreased with increasing $ZrO_2$(wt%) at visible-range. The results prove that light-weight bulletproof can be fabricated by the crystallization of borosilicate glass.

• Journal of KIISE:Software and Applications
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• v.29 no.9
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• pp.645-653
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• 2002

The unit commitment problem in a power system involves determining the start-up and shut-down schedules of many dynamos for a day or a week while satisfying the power demands and diverse constraints of the individual units in the system. It is very difficult to derive an economically optimal schedule due to its huge search space when the number of dynamos involved is large. Tabu search is a popular solution method used for various optimization problems because it is equipped with effective means of searching beyond local optima and also it can naturally incorporate and exploit domain knowledge specific to the target problem. When given a large-scaled problem with a number of complicated constraints, however, tabu search cannot easily find a good solution within a reasonable time. This paper shows that a large- scaled optimization problem such as the unit commitment problem can be solved efficiently by using a parallel tabu search. The parallel tabu search not only reduces the search time significantly but also finds a solution of better quality.