• 제목/요약/키워드: 나노패턴

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인공지능(AI)을 활용한 미세패턴 불량도 자동화 검사 시스템 (Automated Inspection System for Micro-pattern Defection Using Artificial Intelligence)

  • 이관수;김재우;조수찬;신보성
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제24권6_2호
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    • pp.729-735
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    • 2021
  • Recently Artificial Intelligence(AI) has been developed and used in various fields. Especially AI recognition technology can perceive and distinguish images so it should plays a significant role in quality inspection process. For stability of autonomous driving technology, semiconductors inside automobiles must be protected from external electromagnetic wave(EM wave). As a shield film, a thin polymeric material with hole shaped micro-patterns created by a laser processing could be used for the protection. The shielding efficiency of the film can be increased by the hole structure with appropriate pitch and size. However, since the sensitivity of micro-machining for some parameters, the shape of every single hole can not be same, even it is possible to make defective patterns during process. And it is absolutely time consuming way to inspect all patterns by just using optical microscope. In this paper, we introduce a AI inspection system which is based on web site AI tool. And we evaluate the usefulness of AI model by calculate Area Under ROC curve(Receiver Operating Characteristics). The AI system can classify the micro-patterns into normal or abnormal ones displaying the text of the result on real-time images and save them as image files respectively. Furthermore, pressing the running button, the Hardware of robot arm with two Arduino motors move the film on the optical microscopy stage in order for raster scanning. So this AI system can inspect the entire micro-patterns of a film automatically. If our system could collect much more identified data, it is believed that this system should be a more precise and accurate process for the efficiency of the AI inspection. Also this one could be applied to image-based inspection process of other products.

이온빔 나노 패터닝을 위한 양극산화 알루미나의 이온빔 투과 (Ion Transmittance of Anodic Alumina for Ion Beam Nano-patterning)

  • 신상원;이종한;이성구;이재용;황정남;최인훈;이관희;정원용;문현찬;김태곤;송종한
    • 한국진공학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.97-102
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    • 2006
  • 양극 산화된 알루미나 (anodized aluminum oxide : AAO)는 균일하고 일정한 크기의 나노기공 패턴을 지니고 있다. AAO를 이온빔 나노 patterning을 위한 이온조사 시 마스크로서 이용하기 위해 AAO 나노 기공을 통과하는 이온빔의 투과율(AAO에 입사한 이온에 대한 투과이온의 양의 비)을 측정하였다. Al bulk foil을 양극 산화하여 두께가 $4{\mu}m$이고 종횡비(두께와 기공의 지름의 비)가 각각 200:1, 100:1 인 AAO를 Goniometer에 부착하여 500 keV의 $O^{2+}$ 이온빔에 대해 나노기공을 정렬시킨 후, 기울임 각에 따른 투과율을 측정한 결과, 종횡비가 200:1, 100:1 일 때 투과율은 각각 약 $10^{-8},\;10^{-4}$로 거의 이온빔이 투과하지 못하였다. 반면에 $SiO_2$ 위에 증착된 Al 박막으로 양극산화하여 종횡비가 5:1인 AAO의 이온빔 투과율은 0.67로 투과율이 현저히 향상되었다. 높은 종횡비를 갖는 AAO의 경우에는 범과 AAO 기공의 정렬이 쉽지 않은데다 알루미나의 비전도성으로 인한 charge-up 현상으로 인해 이온빔이 극히 투과하기 어렵기 때문이다. 실제로 80 keV의 Co 음이온을 종횡비 5:1인 AAO에 조사시킨 후에는 AAO 나노기공과 동일한 크기의 나노 구조체가 형성됨을 주사전자현미경(scanning electron microscopy: SEM) 관찰을 통하여 확인하였다.

이온성 액체/DMF 혼합용매 전처리 후 기계적 해섬을 통한 리그노셀룰로오스 나노섬유의 제조 (Preparation of Lignocellulose Nanofiber by Mechanical Defibrillation After Pretreatment Using Cosolvent of Ionic Liquid and DMF)

  • 한송이;박찬우;이승환
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제45권3호
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    • pp.268-277
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    • 2017
  • 본 연구는 리그노셀룰로오스의 주성분 용해에 우수하다고 알려진 이온성 액체인 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate ([EMIM]Ac)와 셀룰로오스와 친화성이 있는 유기용매인 dimethylformamide (DMF)의 혼합용매를 이용하여 갯버들 목분을 처리한 후, 디스크밀 해섬에 의한 리그노셀룰로오스 나노섬유를 제조하고 그 특성을 평가하였다. 무처리샘플과 DMF 및 [EMIM]Ac가 10과 30% 포함된 혼합용매로 목분의 고형분량을 15%로 선정하였다. 전처리물의 X선 회절도로부터 모든 샘플이 셀룰로오스 I의 패턴을 나타냈으며, 상대결정화도는 [EMIM]Ac가 30% 포함된 혼합용매로 2시간 처리한 전처리물이 가장 낮았다. 무처리 및 DMF와 [EMIM]Ac가 10% 포함된 혼합용매로 처리한 전처리물의 평균결정크기는 약 3.2 nm였으며, [EMIM]Ac가 30%까지 포함되고 처리 시간이 경과할수록 다소 감소하는 경향을 나타내었다. 혼합용매의 사용을 통한 전처리물의 목재세포벽 구조의 완화로 해섬 효율이 향상되었으며, 전처리 시간 및 해섬 시간이 경과할수록 비표면적이 증가하는 경향을 나타내었다.

Nickel Ferrite 함유 Poly(organosiloxane) Rubber Nanocomposite의 제조와 특성 (Preparation and Properties of Poly(organosiloxane) Rubber Nanocomposite Containing Ultrafine Nickel Ferrite Powder)

  • 강두환;이권수
    • 폴리머
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    • 제29권2호
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    • pp.156-160
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    • 2005
  • Octamethylcyclotetrasiloxane$(D_4)$과 1,3,5-trimethyl-1,3,5-triphenylcyclotrisiloxane$(D_3^{Me,Ph)$을 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-divinyldisiloxane(MVS)과 평형중합시켜 실리콘의 Si원자에 dimethyl 및 methylphenyl기가 도입된 $\alpha,\omega-vinyl$ poly(dimethyl-methylphenyl) siloxane prepolymer(VPMPS)를 제조하였으며, 또한 $D_4$와 1,3,5-trimethylcyclotrisiloxane$(D_3^:Me,H})$을 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane(MS)와 평형중합시켜 Si원자에 dimethyl 및 methylhydrogen기가 도입된 $\alpha,\omega-hydrogen$ poly (dimethyl-methyl) siloxane prepolymer(HPDMS)를 제조하였다. Poly(acrylic acid)(PAA)을 chelating agent로 하여 nickel(II) nitrate와 iron(III) nitrate를 솔-젤 방법으로 PAA 금속염을 제조하고 이틀을 소결시켜 nickel ferrite 나노 입자를 제조하였다. 제조한 nickel ferrite는 XRD 패턴으로 확인하고 입자의 크기를 TEM으로 측정하였다 1,3-Divinyltetramethyldisilazane(VMS)으로 표면처리한 나노 실리카, nickel ferrite, VPMPS, HPDMS 및 촉매를 고속 교반기에 가하고 $130^{\circ}C$에서 컴파운딩하여 poly(organosiloxane) rubber nanocomposites를 제조하였다. Nickel ferrite 함유한 nanocomposite, POX-30과 POX-50을 각각 제조하였으며 이들의 기계적 및 열전도 특성 그리고 체적 저항을 측정하였다.

폴리프로필렌/몬모릴로나이트 나노복합체의 제조 및 물성 (Preparation and Characterization of Polypropylene/Montmorillionite Nanocomposites)

  • 이상욱;오인환;이재홍;최길영;이성구
    • 폴리머
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    • 제29권3호
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    • pp.271-276
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    • 2005
  • 폴리프로릴렌(Polypropylene, PP)과 몬모릴로나이트(Montmorillonite, MMT)의 나노복합체를 용융 혼합 방법으로 제조하였다. MMT는 dimethyl hydrogenated tallow 2-eaylhexyl ammonium으로 개질된 MMT(Cloisite 15A)를 사용하였다. 상용 화제로는 telechelic OH 그룹을 갖는 폴리올레핀 올리고머를 사용하였다. X선 회절 패턴의 분석과 TEM 사진을 통해 MMT의 박리 정도를 조사하였다. 상용화제의 함량이 25 phr일 경우 MMT의 박리가 잘 일어나는 것을 알 수 있었다. 열중량분석법(TGA)으로 측정한 열안정성은 MMT의 함량이 5 phr까지 증가할수록 우수해짐을 확인하였다. 복합전단 점도와 저장 탄성률은 상용화제의 함량이 감소할수록, MMT의 함량이 증가할수록 우수해지는 것으로 나타났다.

Magnetic soft mold를 이용한 나노 와이어 그리드 편광 필름 연구 (A study on the Nano Wire Grid Polarizer Film by Magnetic Soft Mold)

  • 조상욱;장성환;최두선;허석환;정명영
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.85-89
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    • 2014
  • 본 연구에서는 자기 소프트 몰드를 이용하여 피치 143.59 nm의 고 성능 NWGP(Nano Wire Grid Polarizer) 필름의 새로운 제조 방법을 제안하였다. 제작된 편광필름은 $6cm{\times}6cm$의 PET기판위에 알루미늄 격자 구조를 가지고 있으며, 이는 TFT-LCD(Thin Flat Transistor Liquid Crystal Display)에 응용 가능할 것으로 보인다. 자기 소프트 몰드는 너비 70.39 nm의 규격으로 제작되었으며, 이를 이용하여 2단계의 복제과정을 거쳐 제작되어진다. 이를 통해 본 연구에서는 기판위에 75.68 nm 선폭과 64.76 nm의 높이 143.59 nm pitch를 가지는 격자구조의 NWGP 패턴을 제작하였다. 또한, 이는 800 nm 파장 영역 대에서 75%의 최대 투과율과 10%의 최소 투과율을 가지는 것을 확인하였다. 따라서, 본 공정을 통해 독창적인 저 비용의 나노패터닝 기술로 디스플레이 산업에서 적용되어 질 것으로 보여진다.

에틸렌 글리콜을 이용하여 용매열 합성으로 Eu3+가 도핑된 Y2O3 나노 입자의 제조 및 특성 (Preparation and Properties of Eu3+ Doped Y2O3 Nanoparticles with a Solvothermal Synthesis Using the Ethylene Glycol)

  • 신수철;조태환
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권7호
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    • pp.709-714
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    • 2003
  • 에틸렌글리콜을 용매로 하여 용매열 합성으로 20$0^{\circ}C$에서 3-5시간 반응시킨 후 1000-140$0^{\circ}C$에서 2-4시간동안 대기 중에서 열처리 과정으로 Eu가 도핑된 $Y_2$ $O_3$ 나노 입자는 제조되었다. 100$0^{\circ}C$에서 열처리한 결정의 X-선 회절패턴은 보고되어진 데이터(JCPDS 카드파일 41-1105, a=10.6041 $\AA$)와 거의 일치하는 격자상수 a=10.5856 $\AA$으로 순수한 큐빅 $Y_2$ $O_3$ 상을 나타내었다. 제조된 적색 형광체의 평균입자의 크기는 대략 100 nm로 구형의 형태를 가진다 열처리 온도가 증가함에 따라 형광체 입자의 크기가 감소하였고, 열처리 온도가 증가함에 따라 형광체의 발광 세기가 증가하였다. PL 스펙트럼 분석을 통해 Eu의 농도가 3 ㏖% 도핑된 $Y_2$ $O_3$은 250 nm 파장에서 여기 스펙트럼을 나타내었고 611 nm 파장에서 주발광 스펙트럼을 나타내었다.

질화규소 삽입층을 이용한 a면 질화갈륨 박막의 깊은 준위 연구

  • 송후영;서주영;이동호;김은규;백광현;황성민
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.230-230
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    • 2010
  • 질화갈륨 기반의 III족-질화물 계열의 반도체 물질은 녹색-자외선 영역의 발광다이오드에 응용되어 왔으며 고효율, 고휘도 발광소자의 구현 및 성능 향상을 위해 많은 연구가 진행되었다. 일반적으로 널리 사용되어온 c축 방향으로 성장된 질화갈륨 기반 발광다이오드에서는 활성층의 에너지 밴드구조가 내부전기장에 의해 변형되어 전자와 정공의 재결합 확률이 저하된다. c축 방향으로 형성되는 내부전기장은 축방향으로의 자발적 분극화와 높은 압전 분극 현상에 기인한다. 이와 같은 분극 성장에서의 내부양자효율 저하 현상을 해결하기 위하여 내부 전기장이 존재하지 않는 a축과 m축과 같은 무분극 방향으로의 성장이 집중적으로 연구되고 있다. 현재 사파이어 기판위에서 무분극 성장된 박막은 높은 밀도의 결함이 발생하여 고품위의 발광다이오드 동작에 어려움을 겪고 있다. 최근 결함 밀도를 낮추고 높은 결정성을 갖는 무분극 질화갈륨 박막을 성장하기 위하여 2-단계 성장 방법, 나노구조층 삽입, 산화규소 마스크 패턴 등 다양한 성장 방법들이 연구되어 주목할 만한 연구 결과들이 보고되고 있다. 다양한 성장 방법들에 의해 성장된 박막들은 고유한 특성들을 보이는데, 특히 박막 성장방법에 따라 박막 내부에 형성되는 깊은 준위의 특성들은 발광다이오드의 소자 특성에도 큰 영향을 미치게 되므로 무분극 박막에서의 깊은 준위에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 금속-유기 화학기상증착 방법으로 r면의 사파이어기판 위에 a면의 질화갈륨을 성장시켰다. 고품질의 결정성을 구현하기 위해 저온 핵형성층, 3차원 성장층, 2차원 중간온도 성장층, 2차원 성장층의 4개 버퍼층을 사용하였으며, 질화규소 나노구조층을 삽입함으로써 고품 위의 a면 질화갈륨 박막을 구현하였다. 성장된 a면 질화갈륨 박막에 형성된 깊은 준위들은 접합용량과도분광법을 이용하여 분석되었으며 질화규소 삽입층의 유무에 따른 깊은 준위의 특성 차이에 대한 연구를 수행하였다.

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마이크로나노그레이팅 경질 몰드 모서리의 연속적 각인 소성가공 기반 유연 마이크로나노패턴의 고속 연속 제작 공정시스템 개발 (Development of a High-throughput Micronanopatterning System Based on the Plastic Deformation Driven by Continuous Rigid Mold Edge Inscribing on Flexible Substrates)

  • 이승조;오동교;박재규;김정대;이재혁;옥종걸
    • 한국생산제조학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.368-372
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    • 2016
  • In this study, we develop a novel high-throughput micronanopatterning system that can implement continuous mechanical pattern inscribing on flexible substrates using a rigid grating mold edge. We perform a conceptual design of the process principle, specific modeling, and buildup of a real system prototype. This research also carefully addresses several important issues related to processing and controlling, including precision motion, alignment, heating, and sensing to enable a successful micronanopatterning in a continuous and high-speed fashion. Various micronanopatterns with the desired profiles can be created by tuning the mold shape, temperature, force, and substrate material toward many potential applications involving electronics, photonics, displays, light sources, and sensors, which typically require a large-area and flexible configurations.

DSA 활용을 위한 바인더를 사용하지 않은 IrO2-RuO2/TiO2 나노튜브 전극 제조 (Preparation of binder-free IrO2-RuO2/TiO2 nanotube electrode for DSA application.)

  • 유현석;최진섭
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.28-28
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    • 2018
  • 수전해(electrochemical water splitting)는 연료전지의 가역적 역반응을 이용하여 물로부터 수소와 산소를 발생시키는 기술이다. 산소는 음극에서 발생하는데, 이 때 음극 표면은 고농도의 산소 음이온 및 라디칼에 장시간 노출된다. 때문에 기계적, 화학적 내구성이 우수한 전극재를 사용할 필요가 있다. 불용성 전극 (dimensionally stable anode, DSA)은 이러한 기술적 요구사항을 잘 만족하는 상용화 된 전극이다. 티타늄이나 티타늄 합금 표면에 촉매를 미량 반복 살포하여 산화물 형태의 매우 견고한 표면을 형성함으로서 내구성을 확보한다. 그러나, 보통 DSA 제조 기법의 특징에 따라 다공성 표면 구조를 사용하지는 않기 때문에 생산 과정이 복잡하고 비용이 많이 발생하는 문제를 여전히 나타내고 있다. 본 연구는 상기 문제를 개선하기 위한 수전해용 음극 제조 기술에 관한 연구이다. 티타늄과 티타늄 합금은 동일한 양극산화 기술 적용이 가능하다는 점을 이용하여 티타늄 기판으로부터 다공성 구조를 형성함으로써 바인더의 사용을 배제하였다. 단일공정양극산화기법 (single-step anodization)을 이용하여 $IrO_2$$RuO_2$를 도핑함으로써 TiO2에 촉매능을 부여하였다. 제조된 나노튜브들의 구조적 특징을 HR-TEM (High-resolution transmission electron microscope)과 FE-SEM (Field-emission scanning electron microscope)으로 분석하고 SAED (selective area electron diffraction) 패턴을 분석하여 전극재의 결정성을 확인하였다. 알칼라인 분위기에서 일으킨 산소발생반응 (oxygen evolution reaction, OER)의 LSV (linear sweep voltammetry) 결과를 XPS (X-ray photoelectron microscoscopy) 결과와 연관지어 촉매 표면 구조와 과전압의 관계를 해석하였다. LSV 결과로부터 Tafel 분석을 연달아 수행함으로써 전극의 속도결정단계를 정의하였다. 최종적으로 사이클 테스트 통하여 DSA로써의 성능을 평가하였다.

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