• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.50 no.3
• /
• pp.455-463
• /
• 2012

In this study, the measurement of physical properties of ethylene oxide-propylene oxide adducted zwitterionic surfactants were measured such as critical micelle concentration, surface tension, interfacial tension, contact angle, viscosity and foam stability. Also, the dual function characteristics of a zwitterionic surfactant were investigated by determining an isoelectric point, which were obtained using zeta potential measurement and QCM (quartz crystal microbalance) experiments. The isoelectric point of DEP-OSA82-AO zwitterionic surfactant determined by zeta potential measurement was close to that obtained by QCM experiment and both results have shown almost the same trend as that determined by the frictional property measured using an automated mildness tester. In particular, it has been observed that DEP32-OSA82-AO and DEP34-OSA82-AO surfactants provide better softening effect at a pH of acidic or neutral condition than at an alkaline condition. This result indicates that both surfactants act as a cationic surfactant at a pH of acidic or neutral condition and thus provide good softening effect during a rinsing cycle in the detergency process.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.23 no.6
• /
• pp.521-528
• /
• 2012

In this study, we analyzed the physical properties of an ethylene oxide adducted amphoteric surfactant such as critical micelle concentration, surface tension, interfacial tension, contact angle, viscosity and phase behavior. The dual function characteristics of an amphoteric surfactant were investigated by determining an isoelectric point, which were attained using zeta potential measurements and quartz crystal microbalance (QCM) experiments. The isoelectric points of DE3-OSA82-AO, DE5-OSA82-AO and DE9-OSA82-AO surfactant systems determined by zeta potential measurements were 6.97, 6.93 and 7.10 respectively and they are in good agreement with the isoelectric point values measured by QCM experiments. The frictional property measured using an automated mildness tester showed that the DE-OSA82-AO surfactant could provide a good softening effect at neutral condition.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.39 no.9
• /
• pp.859-869
• /
• 2015

In this study, we analyze the problem of wedge cracks, which are geometrically unsymmetrical in transversely piezoelectric materials. A single concentrated antiplane mechanical load and inplane electrical load are applied at the point of the wedge surface, while one concentrated antiplane load is applied at the crack surface. The crack surfaces are considered as permeable thin slits, where both the normal component of electric displacement and the electric potential are assumed to be continuous across these slits. Using Mellin transform method, the problem is formulated and the Wiener-Hopf equation is derived. By solving the equation, the solution is obtained in a closed form. The intensity factors of the stress and the electric displacement are obtained for any crack length as well as inclined and wedge angles. Based on the results, the intensity factors are independent of the applied electric loads. The electric displacement intensity factor is always dependent on that of stress intensity factor, while the electric field intensity factor is zero. In addition, the energy release rate is computed. These solutions can be used as fundamental solutions which can be superposed to arbitrary electromechanical loadings.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
• /
• v.9 no.3
• /
• pp.213-221
• /
• 2004

In recent years, since more and more diode rectifiers with smoothing dc capacitor are used in electronic equipments, household appliances and ac drives, harmonics generated by these loads have become a major issue. In addition, 3-phase 4-wire system is widely employed in distributing electric energy to several office building and manufacturing plants. This systems show excessive currents in the neutral. These neutral currents are fundamentally third harmonic, and their presence is tied to wiring failure, elevating of neutral potentials, transformer overheating, etc. In response to the concerns, this paper proposes a series active power filter scheme based on direct compensating voltage extraction method and the advantage of this control algorithm is direct extraction of compensation voltage reference without multiplying gain. Therefore, the calculation of the compensation voltage reference will becom much simpler than other control algorithm. To verify the effectiveness of the proposed algorithm, a prototype active power filter is built and some experiments are carried out.

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.40 no.8
• /
• pp.811-817
• /
• 2003

Recently, application fields of non-metallic minerals by utilizing their structure properties are broadening. Especially, layered minerals have not only excellent shielding or covering ability but also absorbing and storing characteristics of chemical elements between a layers. We considered about the above mentioned characteristics and added functional substances onto their surfaces for the preparation of new environmentally friendly functional materials. In this study, natural graphite and sericite were mainly used to produce for the new environmentally friendly functional building materials. Graphite surfaces were modified with a surfactant (Alkyl Benzyle Demethyle Ammonium Chloride) for anti-bacillus and penicillium. Surface modification mechanism are that primary adsorption by differential zeta potential between graphite and ABDM and secondary adsorption by interaction between surfactant chains take place. Surfactant layers were fully formed and it was expected up to 99.7% up the efficiency of anti-bacillus and penicillium. Also the prepared functional samples have a effect to improve a various efficiency such as electromagnetic wave shield(up to 95%), deodorization(up to 80%), heat storage(5%) etc.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.129-129
• /
• 2011

ISFET (ion sensitive field effect transistor)는 용액 중의 각종 이온 농도를 측정하는 반도체 이온 센서이다. ISFET는 작은 소자 크기, 견고한 구조, 즉각적인 반응속도, 기존의 CMOS공정과 호환이 가능하다는 장점이 있다. ISFET의 기본 구조는 기존의 MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor)에서 고안되었으며, ISFET는 기존의 MOSFET의 게이트 전극 부분이 기준전극과 전해질로 대체되어진 구조를 가지고 있다. ISFET소자의 pH 감지 메커니즘은 감지막의 표면에서 pH용액 속의 이온들이 감지막의 표면에서 속박되어 막의 표면전위의 변화를 유발하는 것을 이용한다. 그 결과, ISFET의 문턱전압의 변화를 일으키게 되고 드레인 전류의 양 또한 달라지게 된다. ISFET의 높은 pH감지능력을 얻기 위하여 높은 high-k물질 들이 감지막으로서 연구되었다. Al2O3와 HfO2는 높은 유전상수, non-ideal 효과에 대한 immunity 그리고 높은 pH 감지능력 등 많은 장점을 가지고 있는 물질로 알려졌다. 본 연구에서는, SiO2/HfO2/Al2O3 (OHA) 적층막을 이용한 EIS (electrolyte- insulator-silicon) pH센서를 제작하였다. EIS구조는 ISFET로의 적용이 용이하며 ISFET보다 제작 방법과 소자 구조가 간단하다는 장점이 있다. HfO2은 22~25의 높은 유전상수를 가지며 높은 pH 감지능력으로 인하여 감지막으로서 많은 연구가 이루어지고 있는 물질이다. 하지만 HfO2의 물질이 가진 고유의 특성상 화학적 용액에 대한 non-ideal 효과는 다른 금속계열 산화막에 비하여 취약한 모습을 보인다. 반면에 Al2O3의 유전상수는 HfO2보다 작지만 화학용액으로 인한 손상에 대하여 강한 immunity가 있는 재료이다. 이러한 물질들의 성질을 고려하여 OHA의 새로운 감지막의 적층구조를 생각하였다. 먼저 Si과 high-k물질의 양호한 계면상태를 이루기 위하여 5 nm의 얇은 SiO2막을 완충막으로서 성장시켰다. 다음으로 높은 유전상수를 가지고 있는 8 nm의 HfO2을 증착시킴으로서 소자의 물리적 손상에 대한 안정성을 향상시켰다. 최종적으로 화학용액과 직접적인 접촉이 되는 부분은 non-ideal 효과에 강한 Al2O3을 적층하여 소자의 화학적 손상에 문제점을 개선시켰다. 결론적으로 감지막의 적층 모델링을 통하여 각각의 high-k 물질이 가진 고유의 특성에 대한 한계점을 극복함으로써 높은 pH 감지능력뿐만 아니라 신뢰성 있는 pH 센서가 제작 되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.08a
• /
• pp.284-284
• /
• 2011

Ion sensitive field effect transistor (ISFET)는 용액 중의 각종 이온 농도를 측정하는 반도체 이온 센서이다. ISFET는 작은 소자 크기, 견고한 구조, 즉각적인 반응속도, 기존의 CMOS공정과 호환이 가능하다는 장점이 있다. ISFET의 기본 구조는 기존의 metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET)에서 고안되었으며, ISFET는 기존의 MOSFET의 게이트 전극 부분이 기준전극과 전해질로 대체되어진 구조를 가지고 있다. ISFET소자의 pH 감지 메커니즘은 감지막의 표면에서 pH용액의 수소이온이 막의 표면에 속박되어 표면전위의 변화를 유발하는 것에 기인한다. 그 결과, 수소이온의 농도에 따라 ISFET의 문턱전압의 변화를 일으키게 되고 드레인 전류의 양 또한 달라지게 된다. 한편, ISFET의 좋은 pH감지특성과 높은 출력특성을 얻기 위하여 high-k물질들이 감지막으로써 지속적으로 연구되어져 왔다. 그 중 Al2O3와 HfO2는 높은 유전상수와 좋은 pH 감지능력으로 인하여 많은 연구가 이루어져온 물질이다. 하지만 HfO2는 높은 유전상수를 갖음에도 불구하고 화학용액에 대한 non-ideal 효과에 취약하다는 보고가 있다. 반면에 Al2O3의 유전상수는 HfO2보다 작지만 화학용액으로 인한 손상에 대하여 강한 immunity가 있는 재료이다. 본 연구에서는, 이러한 각각의 high-k 물질들의 단점을 보안하기 위하여 SiO2/HfO2/Al2O3(OHA) 적층막을 이용한 ISFET pH 센서를 제작하였으며 SOI 기판에서 구현되었다. SOI기판에서 OHA 적층막을 이용한 ISFET 제작이 이루어짐에 따라서 소자의 signal to noise 비율을 증대 시킬것으로 기대된다. 실제로 SOI-ISFET와 같이 제작된 SOI-MOSFET는 1.8${\times}$1010의 높은 on/off 전류 비율을을 보였으며 65 mV/dec의 subthreshold swing 값을 갖음으로써, 우수한 전기적 특성을 보이는 ISFET가 제작이 되었음을 확인 하였다. OHA 감지 적층막의 각 층은 양호한 계면상태, 높은 출력특성, 화학용액에 대한non-ideal 효과에 강한 immunity을 위하여 적층되었다. 결론적으로 SOI과 OHA 적층감지막을 이용하여 우수한 pH 감지 특성을 보이는 pH 센서가 제작되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2018.06a
• /
• pp.79-79
• /
• 2018

마그네슘은 나트륨, 알루미늄과 함께 지구상에서 가장 풍부한 금속 중 하나로서 밀도가 약 $1.74g/cm^3$으로서 구조용 금속재료 중 가장 가볍고 우수한 비강도를 지니고 있으며, 우수한 열전도도, 전기전도도, 전자파 차폐능을 지닌다. 최근 마그네슘 및 그 합금은 항공기, 자동차, 전자제품, 기계류 및 생활용품 등에 쓰이고 있으며, 사용량 및 적용범위가 매년 급격히 증가되고 있는 추세이다. 그러나 마그네슘합금은 매우 낮은 표준 환원전위와 치밀하지 못한 표면 산화막으로 인하여 부식에 대한 저항성이 매우 취약하다는 한계를 가지고 있다. 따라서 마그네슘합금의 표면처리 가운데 부식에 대한 저항성을 보완할 수 있는 방법은 활발한 마그네슘합금의 응용에 필수적이다. 이러한 마그네슘합금의 내식성을 향상시키고자 전기화학적 플라즈마 전해 산화처리 (Plasma Electrolytic Oxidation)를 하게 되는데, 아노다이징, 화성피막처리 등 과 같은 기존의 산업적 표면처리 방안으로는 불가능한 수준의 표면경도를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 두꺼운 산화피막 형성을 통해 이들 합금이 가진 기본적 취약점인 내식성 문제를 보완할 수 있는 장점이 있지만, 다공성 산화피막 형성만으로 기대할 수 있는 내식성 향상 효과가 매우 크지는 못하다. 따라서 다공성의 양극산화피막의 단점, 즉 다공성 물질로 부식성 물질의 이동을 허용할 수 있는 공간을 가지는 구조를 개선시킬 수 있는 추가적인 처리를 필요로 한다. 본 연구에서는 발수성 표면처리를 이용하여 다공성 구조물의 표면이 물에 대한 저항성을 가지도록 함으로써 초발수성 표면을 구현하고자 하였다. 이러한 방법은 기존의 후처리 방법인 봉공처리로는 얻을 수 없었던 다공성 구조물로의 부식성 물질의 침투를 억제할 수 있었으며, 상당한 수준의 내식성 향상 효과를 보여주었다. 또한 물에 대한 반발성은 표면에 물의 이동성을 높이는 효과를 보여주며 이로 인하여 자기세척 효과도 보여주었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2018.06a
• /
• pp.30-30
• /
• 2018

스마트 도금공장을 구축하기 위해서는 도금액 내부의 화학 물질 농도 변화를 측정할 수 있는 화학 센서 기술이 필수적으로 요구된다. 와트욕은 대표적인 고속 니켈 도금액 중 하나로 기본적으로 황산니켈, 염화니켈, 보릭산의 염과 함께 케리어(type-1 광택제), 광택제(type 2-광택제), 응력 제어제 등의 유기 첨가제로 구성되어 있다. 이러한 유기 첨가제는 전차된 니켈층의 두께 균일도, 조도, 미세 구조, 내부 응력 등 다양한 특성을 제어하며, 정밀한 농도 관리가 필수적으로 요구되나, 분석 기술의 부재로 인하여 지금까지도 대부분의 액관리는 할셀법이나 작업자의 경험에 의존하고 있다. Cyclic voltammetry stripping(CVS) 방법은 전기화학 분석 과정에서 나타나는 첨가제의 가속, 감속 특성 등과 여기에 수반되는 stripping peak의 변화를 이용하여 개별 첨가제의 농도를 측정하는 방법이며, 지금까지 인쇄회로기판의 비아필 공정, 전해 동박 제조, 반도체 배선 등 구리도금 산업 전반에 걸쳐 첨가제 관리에 효과적으로 적용되고 있다. 그러나 수소 발생으로 인한 stripping 효율 문제로 인하여 니켈, 주석, 아연 등 표준 환원 전위가 높은 금속 도금액 내부 첨가제 농도 측정은 아직 어려운 상황이다. 본 연구에서는 이 문제를 극복하기 위해 염소를 과량 첨가한 구리 도금액을 CVS 분석의 base 용액으로 이용하여 니켈 도금액 내부 여러 광택제 (polyetylene glycol(PEG) 계열, thiourea 계열, 2-butyne-1,4-diol 등) 농도를 측정하는 법을 제시하였다. 제시된 방법은 CVS 분석 과정에서 구리-염소 사이의 상호 작용으로 인해 생성되는 3가지 stripping peak의 상대적인 크기 변화가 첨가제 농도에 따라 영향을 받는다는 사실에 기반하였다. 본 연구에서는 여기에 관한 원인에 대해 고찰하였으며, 제시된 방법을 통해 광택제 계열 첨가제 농도 측정을 선택적으로 할 수 있다는 것을 증명하였다.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
• /
• v.21 no.2
• /
• pp.71-82
• /
• 1984

A programme, called BIPOLE, for the numerical analysis of twotimensional n-p-n bipolar transistors was developed. It has included the SRH and Auger recolnbination processes, the mobility dependence on the impurity density and the electric field, and the band-gap narrowing effect. The finite difference equations of the fundamental semiconductor equations are formulated using Newton's method for Poisson's equation and the divergence theorem for the hole and electron continuity equations without physical restrictions. The matrix of the linearized equations is sparse, symmetric M-matrix. For the solution of the linearized equations ICCG method and Gummel's algorithm have been employed. The programme BIPOLE has been applied to various kinds of the steady-state problems of n-p-n transistors. For the examples of applications the variations of common emitter current gain, emitter and diffusion capacitances, and input and output characteristics are calculated. Three-dimensional representations of some D.C. physical quantities such as potential and charge carrier distributions were displayed. This programme will be used for the nome,rical analysis of the distortion phenom ana of two-dimensional n-p-n transistors. The BIPOLE programme is available for everyone.