• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.73-73
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• 2011

Zn-Sn-O (ZTO) 다성분계 산화물 박막은 일반적인 rf 스퍼터법으로 성막할 경우 비정질상으로 성장하여 결정질 산화물 박막에 비해 우수한 표면평탄도와 식각 단면을 제공한다. 비정질임에도 불구하고 넓은 자유전하 농도 범위에서 높은 Hall 이동도를 제공할 수 있는 것으로 보고되어 있어 비정질 산화물의 투명도전성 박막에 대한 관심이 높아지고 있다. 투명 TFT에 적용되는 또 다른 비정질계 산화물 박막인 In-Zn-O (IZO) 박막에 비해 ZTO 박막은 상대적으로 제한된 연구가 이루어졌으나, In의 함유되지 않아 경제적으로 유리하고, 특히 SnO2의 우수한 기계적 및 화학적 특성과 ZnO의 내환원성 특성을 잠재하고 있는 유망한 투명도전성 박막재료이다. 본 연구에서는 Zn-Sn-O계 박막을 통상의 rf 스퍼터법으로 성막하여 조성, 증착 온도, 그리고 열처리 온도에 따른 ZTO 박막의 구조적인 특성 변화와 이에 따른 전기적 및 광학적 특성 변화에 대하여 고찰하였다. ZnO 타겟과 SnO2 타겟을 사용하여 co-sputtering하여 ZnO의 부피 분률을 13~59 mol%까지 변화되도록 조절하여 증착하였다. 증착 온도는 상온, 150 및 $300^{\circ}C$로, 그리고 성막가스 중의 산소분률은 0%, 0.5% 및 1% 로 변화시켰다. 40 mol% 이상의 ZnO를 함유한 ZTO 박막은 가시광 영역에서의 평균 광투과도는 좋으나 전기적인 특성이 열악하였으며, ZnO 분율이 낮은 ZTO 박막은 10-2~10-3 ohm-cm 정도의 비교적 낮은 비저항을 나타내었으나 광투과도 면에서 떨어지는 단점을 보였다. 평균 광투과도는 증착 온도가 증가할수록, 그리고 산소의 양이 증가할수록 향상 되었다. 자유전하농도가 1017~1020 cm-3 정도의 넓은 범위에서 10 cm2/Vs 을 넘는 홀 이동도를 가지는 ZTO 박막의 증착이 가능함을 확인하였으며, 이로부터 투명 TFT 소자로 적용이 가능성이 있음을 보였다. EPMA를 이용한 정량분석 및 XRD를 이용한 구조분석과 연계한 ZTO 박막의 물성 및 최적 조건에 대한 논의가 이루어질 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.502-502
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• 2011

기존 연구에서는 단일 타겟으로부터 증착된 코팅층 내에 다상으로 이루어진 나노 복합구조를 형성하기 위하여, 나노 합금분말을 방전플라즈마 소결법 등으로 급속 소결하여 타겟을 제조하는 방법이 고려되어 왔다. 반면, 비정질 재료가 우수한 비정질 형성능을 가지는 경우 주조 방법에 의해서도 타겟 제조가 가능하며, 특히 최근 들어 금속 비정질 합금에서 합금의 주요 구성 원소들이 양의 혼합열을 가지는 경우, 액상 또는 과냉각 액상에서 상분리 현상이 발생한다는 것이 밝혀졌다. 이러한 사실에 기초하면, 우수한 비정질 형성능을 가지는 합금 시스템에 합금 구성 원소와 양의 혼합열 관계를 갖는 원소를 첨가함으로써, 비정질 기지 내에 화학적 불균일성을 유도하여 다상으로 이루어진 복합 구조를 형성시키는 것이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 합금 설계법을 이용하여, 비정질 기지 내에 존재할 수 있는 불균일성 정도를 합금 조성과 주조 조건의 변화를 통하여 나노 크기에서 원자 크기까지 조절하고, 이에 따른 재료 특성과의 상관관계를 밝히고자 하였다. 이를 위하여 우수한 비정질 형성능을 가지는 Cu-(Zr, Hf)-Al 벌크 비정질 합금계에서 (Zr, Hf)과 (Y, Gd)간의 양의 혼합열 관계에 주목하여 Cu-(Zr, Hf)-(Y, Gd)-Al 벌크 비정질 형성 합금계를 설계하였으며, 이 합금계 내에서 조성과 냉각속도의 조절에 따라 나타나는 불균일성의 정도와 특성변화의 영향을 체계적으로 고찰하였다. 결과로서, Cu-(Zr, Hf)-Al 합금계에서 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 15 at.% 이상 치환한 경우, Cu-(Zr, Hf)-rich 와 Cu-(Y, Gd)-rich 비정질상으로 이상분리가 일어났으며, 이렇게 생성된 비정질-비정질 복합재는 응력 하에서 소성 변형을 거의 보이지 않았다. 반면, 5 at.% 이하로 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 치환한 경우에는 비정질 기지에 SAXS 혹은 WAXS로 확인 가능한 원자 크기의 불균일성이 나타났으며, 이 경우 비정질 합금의 점성 유동의 변화를 통해 합금의 연신 특성이 향상되었다. 특히, 본 연구에서는 비정질 기지내 불균일 제어를 통한 기계적 특성 향상을 위해서 조성 제어뿐 아니라 동역학적인 요소를 고려한 냉각속도 조절을 통한 원자단위 불균일성의 최적화가 필요함을 규명하였다. 이러한 연구 결과는 분말화 및 소결 과정을 배제하고 제조된 단일 타겟을 통해 코팅층에 다수의 합금원소를 혼합하고 나노/원자 스케일의 복합구조 형성 및 고집적화가 가능한, 타겟 모물질 설계의 새로운 방향을 제시함으로써 다기능성 복합소재 코팅층의 연구에 크게 기여할 것으로 사료된다.

• KDI Journal of Economic Policy
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• v.18 no.3_4
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• pp.3-61
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• 1996

소비자 보호 및 효율적 자원배분, 기업의 안전증진 유인제공, 제도의 국제적 조화를 위하여 제조물책임법(製造物責任法) 제정의 필요성이 제기되고 있다. 현재 제조물로 인한 사고는 민법(民法)에 의하여 보상받고 있으나 그 입증책임이 과중하고, 현재 우리나라 생산물배상책임보험(生産物賠償責任保險)이 전체 손해보험에서 차지하는 비중은 0.1%에 불과(미국 10%)하여 그 비용이 아직 미미하므로 제조물책임법제(製造物責任法制) 도입의 안전증진효과가 경제적 손실보다 클 것으로 예상된다. 법제정시의 기본방향은 소비자에게 단순히 보상을 제공하는 법제가 아닌, 기업의 책임과 제품결함이 밀접히 연관되어 배상(賠償) 및 사고억제(事故抑制)의 유인과 효과를 극대화하는 것이어야 한다. 추정규정의 도입은 소비자(消費者) 피해구제(被害救濟)를 용이하게 하지만, 디자인 및 경고결함(警告缺陷)과 결합되면 제조자가 제품사고의 모든 가능성에 대해 완벽한 정보를 가지지 않는 한 제조자의 책임이 되어 제조물책임(製造物責任)의 불확실성(不確實性)을 높이고, 결과적으로 기업에게 절대책임(絶對責任)을 부과하게 되어 제품개발과 혁신을 위축시키는 등의 부정적(否定的) 영향을 초래할 위험이 크다. 따라서 결함의 추정은 인정하지 않아야 하며, 제품개발 및 혁신을 도모하기 위해 개발위험항변(開發危險抗辯)은 인정되어야 한다. 손해배상액(損害賠償額) 상한(上限)을 두지 않는 것이 경제적으로 효율적이고 연대책임을 인정하여 유통업자의 안전제고유인(安全提高誘因)도 강화하는 것이 효과적이다. 중소기업을 포함한 모든 기업에게 입법후 1년 정도의 준비기간(準備期間)을 주는 것이 바람직할 듯하며, 배상책임보험(賠償責任保險)은 의무화하지 않는 것이 경제적으로 효율적이다. 기계, 전자, 운송용기기, 건설, 화학, 식 의약품, 가스제품, 완구, 운동용구 등이 영향을 크게 받을 것으로 예상되지만 법제이용(法制利用)의 편의가 개선되기 전에는 소송의 증가는 미미하리라 예상된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.67-67
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• 2010

탄소나노튜브(CNT)는 우수한 기계적, 화학적, 전기적 특성으로 인해 다양한 분야에서 차세대 응용재료로서 각광을 받고 있다. 다양한 CNT의 합성방법 중 CNT 구조제어가 가장 용이한 방법으로는 열화학증기증착법(TCVD)와 플라즈마지원(PE) CVD법이 있으며, 대량합성을 위해서는 TCVD가 보다 일반적으로 이용되어지고 있다. 일반적으로 CNT를 합성하기 위해서는 전이금속의 촉매가 필요하며 촉매의 활성화 및 탄소를 포함하는 원료가스의 분해를 위하여 고온공정이 요구된다. 그러나 향후 산업적 응용을 고려한다면 저온합성법의 개발은 시급하게 해결해야 할 과제로 인식되고 있다. 또한 기판 위에 CNT를 합성하는 경우 촉매와 기판재료 사이의 합금화를 방지하기 위하여 산화막층을 삽입하게 되는데, 이는 CNT의 높은 전도성을 이용하고자 할 경우 저해요소로 작용하게 된다. 따라서 CNT를 완충층의 도움 없이 금속기판 위에 직접 성장시키는 기술 역시 향후 CNT응용에 있어서 중요한 과제라 할 수 있다. 상기와 같은 배경으로 본 연구에서는 금속기판 위 CNT의 저온성장을 목적으로 연구를 진행하였다. CNT 합성기판으로는 SUS316L 및 Inconel과 같은 촉매금속을 자체 함유한 금속기판을 선정하였고, 플라즈마 전처리를 통한 기판표면 제어를 통하여 CNT의 저온성장을 도모하였다. 직류전원의 아르곤 플라즈마를 이용하여 금속기판을 처리하였을 때 기판온도 및 플라즈마 파워가 증가함에 따라 기판의 표면조도가 증가하는 것을 AFM분석을 통해 확인할 수 있었다. 아세틸렌 가스를 원료가스로 이용한 TCVD합성에 있어서는 플라즈마 처리한 기판이 무처리 기판보다 동일 합성온도에서 더 두꺼운 CNT박막을 형성하였고, 합성온도는 $400^{\circ}C$ 부근까지 내릴 수 있었다. 이는 플라즈마 처리로 증가된 기판의 표면조도가 저온에서 CNT의 핵생성에 유리하게 작용했음을 추측하게 한다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.31 no.5
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• pp.539-544
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• 2020

A three-dimensional (3D) porous polyaniline (PANI) film was fabricated by a combined photo-and soft-lithography technique based on a large-area nanopillar array, followed by a controlled chemical dilute polymerization. The as-obtained 3D PANI film consisted of hierarchically interconnected PANI nanofibers, resulting in a 3D hierarchical nanoweb film with a large surface and open porous structure. Using electrochemical measurements, the resulting 3D PANI film was demonstrated as a flexible pH sensor electrode, exhibiting a high sensitivity of 60.3 mV/pH, which is close to the ideal Nernstian behavior. In addition, the 3D PANI electrode showed a fast response time of 10 s, good repeatability, and good selectivity. When the 3D PANI electrode was measured under a mechanically bent state, the electrode exhibited a high sensitivity of 60.4 mV/pH, demonstrating flexible pH sensor performance.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.210-210
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• 2013

그래핀은 뛰어난 기계적, 화학적, 광학적, 전기적 특성을 가지고 있는 2차원 물질로, 대면적 합성법과 전사 공정을 통해 다양한 기판에서의 사용이 가능해지면서 차세대 전자 소자로 활용하기위한 활발한 연구가 이루어지고 있다. 디스플레이, 태양전지의 전극과 전계 효과 트랜지스터의 채널로 적용한 연구에서 우수한 결과들을 보이고 있다. 특히, 금속/금속 산화물 전극은 염료 감응형 태양전지와 유기 발광 다이오드 구조에서 화학적으로 불안정할 뿐 아니라 일함수가 고정되어 쇼트키 접촉이 형성되면 저항을 낮추기 어렵지만, 그래핀은 금속/금속 산화물 전극보다 화학적으로 안정하고 일함수의 조절이 가능해 옴 접촉 형성에 용이하다. 그래핀의 일함수를 조절하는 연구는 크게 공유결합과 비공유 결합을 이용한 방법이 시도된다. 공유 결합을 이용한 방법은 합성과정에서 그래핀의 구조에 내재된 결함 혹은 새로운 결함을 형성하여 다른 원소를 첨가하는 방법이다. 이러한 방법은 그래핀의 결함 영역에서 작용하기 때문에 그래핀 전자 구조의 높은 수준 조절을 위해선 그래핀 구조의 파괴가 동반된다. 반면, 비공유 결합을 이용한 방법은 전하 이동 도핑 효과를 이용해 그래핀의 전자 구조를 제어하는 방법으로, 금속/금속산화물/기능기와 그래핀의 적층으로 복합 구조를 형성하는 방법이다. 금속/금속 산화물과의 복합구조는 안정적인 p-형 도핑이 보고되었지만, n-형 도핑은 대기중의 수분, 산소 그리고 기판과의 상호작용에 의해 대기중에서 불안정해 추가적인 피막공정이 요구된다. 기능기를 이용한 적층 구조는 그래핀과 기판사이의 상호작용 혹은 그래핀 전자 구조를 다양한 기능기를 이용해 제어하는 것으로, 이극성을 가진 자기정렬 단일층(self-assembled monolayers)이 대표적인 방법이다. 공간기(spacer)의 길이나 말단기(end group)의 종류로 p-형과 n-형의 도핑 수준을 제어할 수 있지만, 흡착기(chemisorbing groups)의 반응성이 기판의 화학적, 물리적 표면상태에 의존하기때문에 기판 선택이 제약되며 전처리 공정이 요구될 수 있는 한계가 있다. 본 연구에서는 다양한 기판에 적용가능한 용액 공정을 이용해 그래핀과 고분자를 적층하였고, 안정적이고 효과적으로 일함수를 낮추는 구조를 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.43 no.3
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• pp.401-406
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• 2005

In this work, the effect of chemical treatment of multiwalled carbon nanotubes (MWNTs) on glass transition temperature (Tg), thermal stability, and dynamic viscoelastic behaviors of MWNTs-reinforced epoxy matrix composites has been studied by differencial scanning calorimeter (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), and dynamic mechanical analysis (DMA) measurements. The MWNTs were chemically treated with 35 wt％ $H_3PO_4$ (A-MWNTs) or 35 wt％ KOH (B-MWNTs) solutions and the changes of surface properties of chemically treated MWNTs were examined by pH, acid and base values, Fourier transfer-infrared spectroscopy (FT-IR), and x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analyses. The chemical treatments based on acid and base reactions led to a significant change of surface characteristics and chemical compositions of the MWNTs, especially A-MWNTs/epoxy composites had higher thermal stability and dynamic viscoelastic properties than those of B-MWNTs and non-treated MWNTs/epoxy composites. These results were probably due to the improvement of interfacial bonding strength, resulting from the acid-base interaction and hydrogen bonding between the epoxy resins and the MWNT fillers.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.10 no.4
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• pp.225-232
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• 1999

The $Mg_2Ni$ hydrogen storage alloys which have much higher theoretical discharge capacity than $AB_5$ and $AB_2$ type alloys were synthesized by mechanical alloying with some additives and subjected to the electrochemical measurements. Two different processes were employed to the synthesis of $Mg_2Ni$ alloys with using the high energy ball mill SPEX 8000. One was only ball milling, 12 hrs, the Mg and Ni powders for 12 hrs with additives such as $AB_5$, Ni, Co and Cu powders. In the other process the Mg and Ni powders were ball milled for 1 hr first and then heat treated at $300{\sim}400^{\circ}C$ for 1 hr to get $Mg_2Ni$ alloy, and finally the $Mg_2Ni$ alloy powders were ball milled with the additives for 12 hrs. The alloy powders prepared were compacted at room temperature under $7.64tons/cm^2$ into disk type electrodes for the electrochemical measurements. The experimntal results showed that the electrodes prepared with the heat treated alloy powders had a higher discharge capacities than those without heat treatment. The addition of Ni caused an increase of the discharge capacity and the addition of Co improved the cycling characteristics. The electrode prepared by ball milling of $Mg_2Ni$ and 10wt% Ni powders has showed the highest discharge capacity, 546mAh/g.alloy, which was 55% of the theoretical capacity.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.21 no.1
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• pp.45-50
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• 2014

Effects of wet chemical treatment and thermal cycle conditions on the quantitative interfacial adhesion energy of $Cu/SiN_x$ thin film interfaces were evaluated by 4-point bending test method. The test samples were cleaned by chemical treatment after Cu chemical-mechanical polishing (CMP). The thermal cycle test between Cu and $SiN_x$ capping layer was experimented at the temperature, -45 to $175^{\circ}C$ for 250 cycles. The measured interfacial adhesion energy increased from 10.57 to $14.87J/m^2$ after surface chemical treatment. After 250 thermal cycles, the interfacial adhesion energy decreased to $5.64J/m^2$ and $7.34J/m^2$ for without chemical treatment and with chemical treatment, respectively. The delaminated interfaces were confirmed as $Cu/SiN_x$ interface by using the scanning electron microscope and energy dispersive spectroscopy. From X-ray photoelectron spectroscopy analysis results, the relative Cu oxide amounts between $SiN_x$ and Cu decreased by chemical treatment and increased after thermal cycle. The thermal stress due to the mismatch of thermal expansion coefficient during thermal cycle seemed to weaken the $Cu/SiN_x$ interface adhesion, which led to increased CuO amounts at Cu film surface.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.31 no.1
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• pp.24-31
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• 2021

We report structural, mechanical, and thermal properties of diecast ADC12 aluminum alloys characterized using synchrotron X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray (EDX) analysis, thermal conductivity (λ), Vickers hardness (Hv), and stress-strain measurements. We also studied the effect of post-annealing performed in a vacuum atmosphere on the mechanical properties of diecast ADC12 alloys. EDX and XRD results revealed that Al2Cu and AlCu3 grains are formed, well dispersed in Al base and highly crystalline. Ultimate tensile strength (UTS) of 307.9 ± 9.1 MPa and elongation of 2.98 ± 0.62 % were estimated. λ was 129.3 ± 0.27 W/m·K and Hv was approximately 130. Both values were significantly higher than the reported values. At annealing temperatures ranging from 25 to 200℃, UTS and Hv values remained constant, while as the annealing temperature increased to 500℃, these values gradually decreased. This is because stabilization of the microstructure improves toughness and ductility.