• Journal of the Korean Society of Safety
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• v.19 no.4 s.68
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• pp.135-140
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• 2004

Wear mechanisms may be briefly classified by mechanical, chemical and thermal wear. A plane strain finite element method is used with a new material stress and temperature fields to simulate orthogonal machining with continuous chip formation. Deformation of the workpiece material is healed as elastic-viscoplastic with isotropic strain hardening and the numerical solution accounts for coupling between plastic deformation and the temperature field, including treatment of temperature-dependent material properties. Effect of the uncertainty in the constitutive model on the distributions of strait stress and temperature around the shear zone are presented, and the model is validated by comparing average values of the predicted stress, strain, and temperature at the shear zone with experimental results.

• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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• v.53 no.3
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• pp.128-132
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• 2004

The perovskite ferroelectric materials of the PZT, SBT and BST series will attract much attention for application to ULSI devices. Among these materials, the BST ($Ba_0.6$$Sr_0.4$/$TiO_3$) is widely considered the most promising for use as an insulator in the capacitors of DRAMS beyond 1 Gbit and high density FRAMS. Especially, BST thin films have a good thermal-chemical stability, insulating effect and variety of Phases. However, BST thin films have problems of the aging effect and mismatch between the BST thin film and electrode. Also, due to the high defect density and surface roughness at grain boundarys and in the grains, which degrades the device performances. In order to overcome these weakness, we first applied the chemical mechanical polishing (CMP) process to the polishing of ferroelectric film in order to obtain a good planarity of electrode/ferroelectric film interface. BST ferroelectric film was fabricated by the sol-gel method. And then, we compared the surface characteristics before and after CMP process of BST films. We expect that our results will be useful promise of global planarization for FRAM application in the near future.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.195.1-195.1
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• 2014

최근 반자성 물질인 $MoS_2$를 수소 기체 속에서 열처리하게 되면 약한 강자성이 유발된다는 연구가 보고되었다. 본 연구에서는 강자성 발현을 수반하는 물리적 및 화학적 변화를 이해하기 위해서 단일층 $MoS_2$에 대한 라만분광 및 광발광 연구를 수행하였다. 기계적 박리법을 이용하여 $MoS_2$ 결정으로부터 단일층 및 이중층 $MoS_2$를 분리하여 $SiO_2/Si$ 기판에 전사한 후, $200^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$ 영역의 특정 온도에서 1시간 동안 열처리하였다. 배경 기체가 열처리 도중 $MoS_2$에 미치는 영향을 이해하기 위하여 수소 속 반응을 진공 상태와 비교하였다. 라만 스펙트럼에서는 큰 변화가 없었으나, 광발광의 세기는 수소 속 반응 후에 감소하고 진공 속 반응 후에는 증가하는 대조적인 결과를 보였다. AFM 측정으로부터는 열처리 후에 $MoS_2$ 표면에 뚜렷한 변화가 일어나지 않는다는 사실을 확인하였다. 본 발표에서는 수소와 진공 조건에서 관찰된 상이한 광발광 특성과 그래핀/$SiO_2/Si$에서 관찰된 p-형 도핑과의 상관관계를 설명하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.455-455
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• 2011

탄소나노튜브(CNT)는 우수한 전기적, 화학적, 기계적 특성으로 인해 전자기술 분야에 있어서 많은 응용이 가능한 나노소재로 각광을 받고 있으며, 실질적으로 CNT를 이용하여 트렌지스터, 전계방출원, 이차 전지 등으로의 응용연구가 진행되고 있다. 일반적으로 CNT 합성을 위해 전이금속의 촉매가 필요하며 또한 촉매가 나노입자로 형성이 되어야 CNT 합성이 가능하다. 기존에는 CNT 합성기판으로 실리콘 웨이퍼 위에 완충층(buffer layer)과 촉매층을 증착하여 사용하였다. 완충층은 촉매가 기판의 내부로 확산하는 것을 막아주며, 촉매의 나노입자 형성을 원활히 함으로 고효율 합성과 구조제어를 가능하게 한다. 그러나 사용되는 완충층은 알루미나 또는 실리콘 산화막과 같은 절연막이기 때문에 CNT 고유의 우수한 전기전도도를 그대로 이용할 수 없다는 문제가 있다. 그러므로 보다 폭넓은 응용을 위해서는, 완충층의 사용없이 전기전도도가 좋은 금속기판에서 CNT를 직접 합성시키는 것이 중요하며, 이때 적절한 크기의 촉매 나노입자를 형성시키기 위한 각종 표면처리법 등이 현재까지 연구되어 왔다. 본 연구에서는 Inconel 600 합금을 합성기판으로 하여 CNT의 고효율 합성에 대하여 연구하였다. 촉매의 나노입자 형성을 위하여 고온 산화처리 및 플라즈마 이온조사처리 등을 실시하였으며, CNT의 고효율 합성에 미치는 영향을 조사하였다. 결과로서, 두 종류의 전처리를 혼합하여 처리한 Inconel 600 기판에서 높은 밀도의 미세한 나노입자가 형성되었고, CNT의 고효율 합성까지 얻을 수 있었다. 이는 Inconel 600 고유의 표면산화특성 및 플라즈마 이온조사에 따른 표면구조 변화가 그 원인으로 사료된다. 발표에서는 고효율 합성결과 및 합성기전에 대하여 보다 자세히 토의하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.43-43
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• 2011

BN(Boron Nitride)은 온도와 압력 조건에 따라 안정한 상이 sp3 결합인 cubic 구조의 BN(cBN)과 sp2 결합인 hexagonal 구조의 BN(hBN or tBN)으로 나뉘는데, 이 중 cBN은 우수한 기계적, 물리적, 화학적 특성으로 인해 박막 분야에서 매우 높은 응용가능성을 지니고 있다. 하지만 cBN 박막의 합성과정에서의 필수적인 요소인 높은 압축잔류응력은 cBN을 응용분야에 적용하는데 있어 한계점으로 계속 남아 있었다. 그동안 이러한 잔류응력을 감소시키기 위해 열처리, 이온 주입, 제 3의 물질 첨가 등 다양한 관점에서 접근한 연구들이 진행되어 왔다. 본 연구에서는 cBN 합성과정에서 잔류응력을 감소시키기 위한 방법으로 수소를 첨가하였고, 그에 따른 잔류응력의 변화를 분석하고, 그 과정에서 잔류응력의 형성에 수소가 어떤 역할을 하는지 규명하고자 하였다. cBN 박막은 hBN을 target으로한 unbalanced magnetron sputtering를 사용하여, 실리콘 wafer 위에 합성하였다. 증착압력은 1.3mTorr로, 수소의 첨가량을 증가시키며 잔류응력과 cBN fraction을 관찰하였다. cBN fraction은 FTIR로 분석하였고, 잔류응력은 실리콘 strip의 in-situ 곡률측정법으로 계산하였다. cBN 박막의 조성과 구조 분석, 수소의 역할 규명을 위해 RBS 및 HRTEM을 이용하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.461-461
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• 2011

최근의 나노기술의 발전과 함께 나노미터크기의 물질들의 물성과 미세구조 등을 분석하기 위한 노력들이 활발히 이루어지고 있다. 투과전자현미경(transmission electron microscope; TEM)은 나노물질의 미세구조 관찰, 화학성분 분석, 전자기적 특성평가가 가능한 초정밀 분석장비이다. TEM 관찰을 위한 시편의 제작방법중 TEM 그리드(grid)를 사용하는 방법은, 분석하고자 하는 물질을 망(mesh) 형태의 그리드에 도포하여 샘플을 준비하는 방법으로 다른 방법에 비해 아주 빠르고 간편한 장점이 있다. 그러나 TEM 그리드에 나노물질을 분산/도포하여 공중에 떠있는 형태로 샘플을 제작하려면, 나노물질이 mesh 사이로 빠져나오지 않도록 그리드 mesh의 간격이 아주 미세하여야 하는데, 일반적으로 mesh의 크기가 미세할수록 그리드의 가격은 높아진다. 또한 기존에 사용되고 있는 비정질 탄소박막으로 덮여진 그리드는 극미세 크기의 나노물질 및 탄소나노물질을 분석할 경우, 고해상도의 TEM상을 얻는데 한계가 있다. 한편 그래핀은 2차원의 육각판상의 구조로 탄소원자가 빼곡히 채워진 흑연 한 층의 나노재료이다. 이는 원자단위 두께로 가장 얇은 물질로서 기계적 강도가 우수하여 지지막으로의 응용이 가능하다고 알려져 있다. 따라서 TEM grid막으로 사용할 경우 기존의 고가의 미세한 mesh가 형성된 그리드를 사용하지 않아도 나노물질을 효과적으로 분석할 수 있을 것으로 예상 된다. 본 연구에서는 열화학증기증착법(thermal chemical vapor deposition; TCVD)을 이용하여 300 nm 두께의 니켈박막이 증착된 기판위에 대면적으로 합성한 그래핀을 TEM 관찰용 그리드 위에 전사(transfer)함으로써 나노물질이 그리드 mesh사이로 빠져나오지 않는 저가의 TEM 그리드 제작 방법 및 응용 가능성에 대하여 보고한다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.43 no.8 s.291
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• pp.492-497
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• 2006

SiC coating has been introduced as protective layer in TRISO nuclear fuel particle of High Temperature Gas cooled Reactor (HTGR) due to excellent mechanical stability at high temperature. In order to inhibit the failure of the TRISO particles, it is important to evaluate the fracture strength of the SiC coating layer. ]n present work, thin silicon carbide coating was fabricated using chemical vapor deposition process with different microstructures and thicknesses. Processing condition and surface status of substrate.affect on the microstructure of SiC coating layer. Sphere indentation method on trilayer configuration was conducted to measure the fracture strength of the SiC film. The fracture strength of SiC film with different microstructure and thickness were characterized by trilayer strength measurement method nanoindentation technique was also used to characterize the elastic modulus and th ε hardness of the SiC film. Relationships between microstructure and mechanical properties of CVD SiC thin film were discussed.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.38 no.6
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• pp.1561-1567
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• 2021

In this study, we have studied synthesis of zirconia-alumina composite coating materials via a low-temperature sol-gel process. The zirconia-alumina composites were prepared by coating zirconia precursor, alumina precursor, and organosilane mixture on a polyethylene terephthalate substrate through three steps: sol-gel process, low-temperature photocuring process, and heat treatment process. The structural properties and element analysis of the composites were confirmed by FT-IR and XPS. The coated composite showed a transmittance of 96% or more in the visible light region with a wavelength of 420 nm or more and pencil hardness of 9H or more. In case of the composite of the molar ratio of zirconia and alumina of 1:4, the highest nanoindentation hardness was measured with 1.212 GPa.

• Journal of Surface Science and Engineering
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• v.34 no.2
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• pp.97-104
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• 2001

($Ti_{ 1-x}$$Al_{ x}$)N has been deposited on high speed steel (HSS) substrate using PECVD from the gas mixture of $TiC1_4$, $AlC1_4$, $NH_3$, $H_2$, and Ar. The correlation between the microstructure and the mechanical properties was investigated. ($Ti_{1-x}$$Al_{ x}$)N showed single phase NaCl-structure up to X=0.87, while a mixed phase of NaCl Type (Ti, Al) N and wurtzite structure AlN was observed for 0.87$Ti_{1-x}$ $Al_{x}$ )N became by degrees as increasing X, which made the hardness of the coating higher by Al addition. When the coating was composed of a mixed phase, however, the hardness decreased abruptly due to the effect of soft AlN phase. The wear volume of the coatings could be obtained as the concentration of the coating was varied, and the relation between the wear volume and hardness or the adhesion strength was discussed.

• Membrane Journal
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• v.33 no.1
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• pp.1-12
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• 2023

In this review, surface modification methods of hydrophobic poly(tetrafluoroethylene) (PTFE) membrane are introduced and their improved hydrophilicity results are discussed. Fluoropolymer based membranes, represented by PTFE membranes have been used in various membrane separation processes, including membrane distillation, oil separation and gas separation. However, despite excellent physical properties such as chemical resistance, heat resistance and high mechanical strength, the strong hydrophobicity of PTFE membrane surface has become a challenging factor in expanding its membrane separation application. To improve the separation performance of PTFE membranes, wet chemical, hydrophilic coating, plasma, irradiation and atomic layer deposition are applied, modifying the surface property of PTFE membranes while maintaining their inherent properties.