• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.286.2-286.2
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• 2013

기존의 이온성 고분자-금속 복합체(IPMC)는 백금(Pt)전극을 이온성 전기활성 고분자(Ionic electroactive polymer)인 나피온에 무전해 도금으로 만들어졌다. 본 연구는 백금전극을 그래핀으로 대체하여 투명 이온성 고분자-그래핀 복합체(IPGC)를 제작하였다. 그래핀은 근적외선 화학기상증착법(NIR-CVD)으로 전이금속 (Cu, Ni) 위에 탄화수소 가스(CH4)를 이용하여 성장하였다. 전이 금속위에 성장된 그래핀을 나피온 양쪽면에 van der Waals 결합력을 이용하는 습식 전이공정으로 전극을 형성하였다. IPGC는 면 저항(4-point probe), 투과도(UV/Vis spectrometer) 및 라만 분광법(Micro Raman spectroscopy)의 측정으로 그래핀 전극의 특성평가를 하였고, 전계방사 주사전자현미경(Field Emisson Scanning Electron Microscope; FE-SEM)을 사용하여 IPGC의 구조적 특성을 확인하였다. 제작된 IPGC의 성능은 백금전극을 이용한 IPMC의 변위(displacement), 힘(force), 작동 주파수(Operating frequency) 분석을 통해 비교 평가하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2015.05a
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• pp.136-137
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• 2015

이온성 고분자 금속 복합체(Ionic polymer metal composite, IPMC)는 전기 활성 고분자(Electro active polymer, EAP)중의 하나로 IPMC의 양 전극에 전기적인 자극을 가하면 굽힘 변형이 발생하고, 반대로 기계적인 자극이 주어지면 양 전극 사이에 전위차가 발생하여 전기를 얻을 수 있어 차세대 액추에이터와 센서로의 적용이 가능하다. 본 논문에서는 IPMC를 센서 소재로 사용하여 해양 환경 모니터링 센서에 전원을 공급하는 장치 개발을 설명하고자 한다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.40 no.7
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• pp.467-473
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• 1996

Although a polypyrrole shows better electrical conductivity, 100∼400 ${\Omega}^{-1}cm^{-1}$, than other organic conducting polymers, its electrical conductivity will be worsen in the presence of the oxygen due to its easy oxidation. On the other hand, polythiophene shows better stability in the air while its electrcal conductivity is poor compared to the polypyrrole. We succeed to develope the mixed polymer electrode that is stable in the air and shows a good redox characteristics. The mixed polymer electrode has been prepared by the electrical polymerization of polypyrrole on the Pt electrode as 1.70 C$cm^{-2}$ and then coating with polythiophene as 0.34 C$cm^{-2}$. The polymerization rate of polythiophene was $3.89{\times}10^{-8}$ at the bare Pt electrode and $6.07{\times}10^{-8}cms^{-1}$ at the mixed polymer electrode. And the standard rate constants of each electrode were $5.16{\times}10^{-6}\;and\;3.94{\times}10^{-4} cms^{-1}$ respectively. Also, the electrocatalytic rate of the polypyrrole polymer electrode was $3.45{\times}10^{-3}cm^3mol^{-1}s^{-1}.$ We found the immobilized layer at the modified electrode acted as an electrocatalyst. Finally, this polymerization process at the Pt electrode was the electron transfer controlled, but that the mixed polymer electrode was the diffusion and charge transfer controlled.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.233-233
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• 2013

유기물/무기물 나노복합체를 이용하여 제작한 비휘발성 메모리 소자는 간단한 공정과 플렉서블 기기 응용 가능성 때문에 많은 연구가 진행되고 있다. 다양한 나노입자를 포함한 고분자 박막에 대한 연구는 많이 진행되었지만, 비휘발성 메모리소자에서 CdSe/InP 나노입자를 사용한 나노복합체의 전기적 안정성과 동작 메커니즘에 대한연구는 미흡하다. 본 연구는 CdSe/InP 코어/쉘 나노입자가 poly (N-vinylcarbazole) (PVK) 박막에 분산되어 있는 나노복합체를 이용하여 메모리 소자를 제작하여 전기적 특성과 안정성을 관찰 하였다. 소자 제작을 위해PVK 고분자를 용매인 클로로벤젠에 용해한 후, 헥산에 안정화 되어있는 CdSe/InP 나노입자를 초음파 교반기를 사용하여 고르게 섞었다. Indium-tin-oxide (ITO)가 증착한 유리 기판을 화학물질로 세척한 후 기판 위에 CdSe/InP 나노입자와 절연성 고분자인 PVK가 혼합된 용액을 스핀코팅 방법으로 도포하여 나노입자가 포함된 고분자 박막층을 형성하여 저항 변화층으로 사용하였다. 형성된 박막 위에 마스크를 사용하여 Al 상부전극을 고진공에서 열 증착하여 비휘발성 메모리 소자를 제작하였다. 제작된 소자의 전류-전압(I-V) 특성을 측정한 결과 동일전압에서 전도도가 좋은 상태 (ON)와 좋지 않은 상태 (OFF)인 두 개의 상태상 존재한다는 것을 확인하였고, CdSe/InP인 나노입자가 포함된 소자와 포함되지 않은 소자의 전기적 특성을 비교 분석하였다. 두 상태의 안정성을 ON 또는OFF 상태의 스트레스를 측정하여 두 상태의 안정성을 확인하였고, 실험결과를 바탕으로 메모리 소자의 동작 메커니즘을 기술하였다.

• Polymer(Korea)
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• v.27 no.4
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• pp.275-284
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• 2003

The positive temperature coefficient (PTC) effects of high density polyethylene (HDPE)/carbon black composite materials were investigated by enhancing adhesive characteristics of electrodes and controlling HDPE chemical crosslinking. When the silver paste was used as an electrode for the same 45 wt% HDPE/carbon composites, the resistance was over 1 $\Omega$, which should be compared with the resistance of 0.2 $\Omega$ for the dendritic copper electrode. In general, the silver-paste electrode exhibited higher electrical resistance than cupper electrode due to the interfacial resistance between the electrode and PTC composites. The HDPE/carbon composite exhibited typical PTC characteristics maintaining a constant resistance up to vicat point and showing a maximum at the melting point of HDPE. The crosslinked HDPE significantly decreased the negative temperature coefficient (NTC) phenomena, and desirably showed a constant or slightly increasing feature of electrical resistance in the high temperature region.

• Polymer(Korea)
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• v.30 no.6
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• pp.471-477
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• 2006

Ion exchange metal composite(IPMC) has toughness equivalent to the range of human's muscle, transformation-actuation force by relatively low voltage and the fast response time. Thus, as a new method for preparing thicker IPMC, the solution casting method to make the films of various thicknesses out of liquid nation was attempted in this study. To reduce the surface resistance of electrode, the first plated electrode prepared by Oguro method was replated with Au and Ir using ion beam assisted deposition(IBAD). The microstructures of electrode surfaces before and after IBAD plating were investigated using SEM. The change of water and ion-conductivity in IPMC were measured under applied voltage. The displacement and driving force of IPMCs with various thicknesses were measured to evaluate the driving properties.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.206.2-206.2
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• 2013

무기물/유기물 나노복합체로 제작한 유기 쌍안정성 형태의 메모리 소자는 공정이 단순하고 뛰어난 유연성을 갖고 있기 때문에 플렉서블 메모리 소자에서 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 다양한 연구에도 불구하고 절연성 고분자 박막 내부에 분산 된 나노입자를 이용하여 제작한 저항성 구조의 비휘발성 메모리 소자의 전하수송 메커니즘에 대한 연구는 미흡하다. 본 연구에서는 CuInS2 (CIS)/ZnS 나노입자가 분산되어 있는 절연성 고분자 박막을 사용한 기억소자의 전하수송 메커니즘을 규명하였다. 본 연구는 indium-tin-oxide (ITO)가 코팅된 플렉서블 polyethylene terephthalate (PET) 기판을 화학물질로 세척한 후 CIS/ZnS 나노입자와 절연성 고분자인 poly(N-vinylcarbazole)가 혼합된 용액을 스핀코팅 방법으로 도포했다. 도포된 용액에 열처리를 하여 용매를 제거한 후, 형성된 박막을 저항 변화 층으로 사용하였다. 제작된 메모리 소자는 Al 상부 전극을 고 진공에서 열 증착 방식을 이용하여 PET/ITO/CIS-ZnS 나노입자가 분산된 절연성 고분자/Al 구조를 갖는 저항성 기억 소자를 제작하였다. 소자의 전류-전압 (I-V) 특성 결과는 같은 전압에서 전도도가 높은 상태 (ON)와 낮은 상태 (OFF)가 존재하는 걸을 관찰하였다. 실험을 통해 두 상태 변화를 일으키는 일정 전압을 가하기 전까지 각각의 ON 또는 OFF 상태를 계속 유지하여 비휘발성 메모리 소자로 활용할 수 있음을 확인 할 수 있었다. ON 또는 OFF 상태의 전기적 스트레스를 측정으로 ON과 OFF 상태가 안정성을 가지는 것을 관찰 하였다. I-V 특성 결과를 기초로 메모리 소자의 전하수송 메커니즘을 규명 하였다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.7 no.2
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• pp.100-107
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• 2004

The nano or micro sized structures of conducting polymer had been prepared by synthesizing the desired polymer within the pores of template of nano or micro porous membrane filter. In this study, we had tried to fabricate conducting polymer microstructures on an electrode by using electrochemical deposition adopting template synthesis. Our attention was focused on two different things, attaching template on the electrode and fabricating microstructures only at limited areas of the electrode. A conducting polymer, PEDiTT (poly 3,4-ethylenedithi-athiophene) solution was blended with PVA(polyvinyl alcohol) solution and used as an conducting adhesive. After attaching template membrane, the electrode were immersed in 0.5M pyrrole in 0.1M KCI solution, and electrochemical polymerization was performed. The growth process of the microstructures studied by SEM. The electrochemical fabrication of conducting polymer was performed by using two-electrode system. A large working electrode and a micro scale disc electrode were used for the confined area synthesis. Polymerization potential was 4V in an electrolytic solution made of KCI in deionized water. The optimum polymerization conditions were, i.e. (4V/100sec) for $250{\mu}m$ electrode and (6V/30 sec) for $10{\mu}m$ electrode.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.16 no.4
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• pp.527-532
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• 2005

Ionic polymer metal composites (IPMC) are soft polymeric smart materials having large displacement at low voltage in air and water. The polymeric electrolyte actuator consists of a thin and porous membrane and metal electrodes plated on both faces, in impregnation electro-plating method. The response and actuation of actuator are governed. Among many factors governing the activation and response of IPMC actuator, the surface electrode plays an important role. In this study, the well-designed modification of electrode surface was carried out in order to improve the chemical stability well as electromechanical characteristics of the IPMC actuator. We employed Ion Beam Assisted Deposition (IBAD) method to prepare the topologically homogeneous thin surface electrode. After roughing the surface of Nafion membrane in order to get a larger surface area, the IPMC was prepared by impregnation for electro-plating and re- coating on the surface through traditional chemical deposition, followed by an additional surface treatment with high conductive metals with IBAD. It was observed that our IPMC specimen shows the enhanced surface electrical properties as well as the improved actuation and response characteristics under applied electric field.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.15 no.4
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• pp.222-229
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• 2012

We studied the electrochemical phenomena and increase of capacity according to the polymer composite electrode of two different polymeric materials with different the voltage range and capacity. Polyaniline (PANI) with relatively high voltage and small capacity and poly [1,2] bis-thio[1,8]-naphthylidine (PTND) with slightly low voltage and large capacity were used as polymer composite electrode materials. After PTND was synthesized, PANI was synthesized on the surface of PTND. The synthesis and the fine structure were analyzed by FT-IR, XPS, FE-SEM, and FE-TEM. Charge/discharge capacity and cyclic voltammetry measurements were carried out for the electrochemical performance as a polymer cathode active material for lithium secondary batteries. The discharge capacities of PANI/PTND after 1,5, and 10 cycles at 1.3~4.0 V voltage range and room temperature 167 mAh/g, 90 mAh/g, and 81 mAh/g. When we compared with PANI (80, 67, and 62 mAh/g), the discharge capacity after 10 cycles was improved about 30%. After 50 cycles, the discharge capacity of PANI/PTND was 67 mAh/g.