• Transactions of Materials Processing
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• v.17 no.8
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• pp.633-642
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• 2008

It's important to measure quantitative properties about thermal-nano behavior of polymer for producing high quality components using Nanoimprint lithography process. Nanoscale indents can be used to make the cells for molecular electronics and drug delivery, slots for integration into nanodevices, and defects for tailoring the structure and properties. In this study, formability of polymethylmetacrylate(PMMA) and polycarbonate(PC) were characterized Polymer has extreme variation in thermo mechanical variation during forming high temperature. Because of heating the polymer, it becomes softer than at room temperature. In this case it is particularly important to study high temperature-induced mechanical properties of polymer. Nanoindenter XP(MTS) was used to measure thermo mechanical properties of PMMA and PC. Polymer was heated by using the heating stage on NanoXP. At CSM(Continuous Stiffness Method) mode test, heating temperature was $110^{\circ}C,120^{\circ}C,130^{\circ}C,140^{\circ}C$ and $150^{\circ}C$ for PMMA, $140^{\circ}C,150^{\circ}C,160^{\circ}C,170^{\circ}C$ and $180^{\circ}C$ for PC, respectively. Maximum indentation depth was 2000nm. At basic mode test, heating temperature was $90^{\circ}C$ and $110^{\circ}C$ for PMMA, $140^{\circ}C,160^{\circ}C$ for PC. Maximum load was 10mN, 20mN and 40mN. Also indented pattern was observed by using SEM and AFM. Mechanical properties of PMMA and PC decreased when temperature increased. Decrease of mechanical properties from PMMA went down rapidly than that of PC.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.50 no.1
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• pp.46-54
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• 2017

Marcel Pourbaix에 의해 만들어진 Eh-pH 도표는 화학적으로 안정한 상을 pH와 전위 (Potential or Eh)의 관점으로 도시한 것으로서 수용액 내에서 일어나는 화학반응을 부식-방식의 관점에서 이해하데 유용하게 사용되어 왔다. pH (potential of hydrogen)는 수소이온의 농도의 함수이며, Eh는 표준수소전극 (SHE, standard hydrogen electrode) 에 대한 전위를 나타낸다. 수용액에서의 도금 반응은 부식반응의 역반응이라 할 수 있으므로 도금반응도 이 도표를 이용하면 반응에 대한 열역학적 예측이 가능하다. 국내외 전기화학 및 표면공학 관련 교재들을 보면 Eh-pH 도표로 대표되는 열역학이나 분극곡선으로 대표되는 속도론에 대한 설명은 주로 부식의 관점에서 설명이 되어있어 도금을 공부하는 학생들에게는 직접적인 이해가 쉽지 않은 것이 사실이다. 저자는 출연연구소에 근무하면서 새로 들어오는 학연생(대학원생)들의 Eh-pH 도표에 대한 이해도를 알아보면 이 도표를 이해하고 이용할 줄 아는 학생이 거의 없다는 점을 안타깝게 여겨왔다. 최근에는 단순한 금속 도금이 아니라 나노 분말 합성, 반도체 물질 합성 등 여러 가지 공정기술과 응용기술이 수용액에서의 산화-환원 반응을 이용하고 있기 때문에 Eh-pH 도표의 중요성은 더해가고 있음을 느끼고 있었다. 그러던 중, 일본의 표면 처리 학술지인 표면기술(表面技術) (2013년, 64권 2호)에 'Eh-pH 도표의 표면기술에의 응용'이라는 제하의 소특집이 발간되었다. 이 소특집은 6편의 논문으로 되어 있었다. 저자는 이 소특집을 읽는 순간 이 논문들을 번역하여 표면공학회지에 소개를 하면 도금이나 전기화학을 공부하는 학생들에게 큰 도움이 될 것이라는 생각을 하였다. 본 기술해설 논문은 저자가 이 소특집에 게재된 논문을 번역하고 일부 내용은 저자의 의견으로 가감하여 표면공학회 학생 회원 및 기업의 연구원들에게 소개하기 위하여 저역을 한 것이다. 이 논문은 매 호 한편씩 소개할 예정이며, 원문을 읽고 싶다면 표면기술(表面技術)을 참조하길 바란다.

• Polymer(Korea)
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• v.33 no.6
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• pp.620-624
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• 2009

Biomedical metal implants have been used clinically for replacement, restoration, or improvement of injury bodies based on high mechanical properties, but it has some risks such as the inflammatory, late thrombosis, or restenosis due to the low biocompatibility and toxicity. In various techniques of surface treatment developed to preserve these drawbacks, this study examined the electrospray coating technology with biodegradable poly (lactic-co-glycoic acid) (PLGA) on metal surface. Based on fundamental examination of electrospraying and solution parameters, the surface morphology of coated film was closely related to the boiling point of solvent, in-flight distance, and droplet size. The thickness of polymer film was linearly proportional to the emerged volume. This result exhibits that the polymeric droplets were continuously deposited on the polymer film. Therefore, the electrospray coating technology might be applied into the fabrication of single/multi-layered polymer film in nano-/micro-thickness and the control of the topology for biomedical metal implants including stents.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.40 no.11
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• pp.1113-1119
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• 2003

We used isopropanol which has low boiling point to prepare thin films at low temperature and changed mole concentration of zinc acetate from 0.3 to 1.3 mol/l. The structural, optical and electrical properties of ZnO thin films with Zn content were investigated. ZnO thin films highly oriented along the c-axis were obtained at Zn concentration of 0.7 mol/l. ZnO thin films with Zn concentration of 0.7 mol/l showed a homogeneous surface layer of nano structure. The transmittance of ZnO thin films by UV-vis. measurement was about 87% under the Zn concentration of 0.7 mol/l, but rapidly decreased over the 1.0 mol/l. The optical band gap energy was obtained from 3.07 to 3.22 eV which is very close to the band gap of bulk ZnO (3.2 eV). The electrical resistivity of ZnO thin films was about 150 $\Omega$-cm that shows little difference with Zn concentration. I-V curves of ZnO thin films exhibited typical ohmic contact properties.

• Journal of the Korean Society of Safety
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• v.35 no.5
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• pp.128-136
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• 2020

In the present experimental study, the effect of water-based iron(III) oxide nanofluid on the MFB(Minimum Film Boiling) point during quenching was investigated. As the highly heated test specimen, the cylindrical stainless steel rod was used, and as the test fluids, the water-based iron(III) oxide nanofluids of 0.001 and 0.01 vol% concentrations were prepared with the pure water. To examine the effect of location in the test specimen, the thermocouples were installed at the bottom and middle of wall, and center in the test specimen. Through a series of experiments, the experimental data about the influences of nanofluid concentrations, the number of repeated experiments, and locations in the test specimen on the reaching time to MFB point, MFBT(Minimum Film Boiling Temperature), and MHF(Minimum Heat Flux) were obtained. As a result, with increasing the concentration of nanofluid and the number of repeated experiments, the reaching time to MFB point was reduced, but the MFBT and MHF were increased. In addition, it was found that the effect of water-based iron(III) oxide nanofluid on the MFB point at the bottom of wall in the test specimen was observed to be greater than that at the middle of wall and center. In the present experimental ranges, as compared with the pure water, the water-based iron(III) oxide nanofluid showed that the maximum reduction of reaching time to MFB point was about 53.6%, and the maximum enhancements of MFBT and MHF were about 31.1% and 73.4%, respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.168-168
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• 2000

Yamada 등의 덩어리 증착에 관한 연구 이후 낮은 기판 온도에서 결정성이 뛰어난 금속박막성장(thin film growth)을 얻을 수 있는 방법으로 최근 덩어리 증착(cluster depositon) 방법에 관하여 많은 연구들이 진행되어 덩어리 충돌이 원자 충돌인 경우와 큰 차이를 보이는 결과를 얻었으며, 덩어리 증착시 기판 내부에 점결함(point defect)이 발생되지 않는다는 중요한 결과를 얻었다. 금속 덩어리를 사용한 금속박막성장은 높은 박막성장속도와 뛰어난 구조 재배열 효과를 얻을 수 있으며 기판의 격자 손상을 감소시키기 때문에 향후 나노미터 소자 개발에 응용성이 클 것으로 예상된다. 그러나 금속 덩어리와 금속 표면사이의 상호작용에서 발생되는 기본적인 역학(mechanism)은 분명하게 알려져 있지 않다. 지금까지 알루미늄 덩어리의 원자구조와 특성에 관한 연구는 수행되어졌지만 (4,5), 알루미늄 덩어리 증착에 관한 연구는 수행되지 않았다. 본 연구에서는 13~177개로 이루어진 큰 알루미늄 덩어리들의 증착에 관하여 Md(molecular dynamics) 방법을 사용하여 연구하였다. MD 시뮬레이션을 사용하여 덩어리 증착시 기판 표면과의 충돌 초기에 나타나는 덩어리 내부 원자들의 상관충돌효과(correlated collisions effect)에 의하여 덩어리 크기에 따른 증착현상과 여러 물리적 현상들을 관찰하였다. 덩어리 총 에너지가 증가할수록 기판의 최고 온도는 증가하며, 덩어리 크기가 클수록 상관충돌효과가 커지기 때문에 덩어리의 총 에너지에 다른 최고 증가 비율은 적어졌다. 시간에 따른 비정렬 원자수(disordered atom number) 비교를 통하여 덩어리가 클수록 구조 재배열이 더 잘 이루어진다는 것을 알 수 있었고, 원자당 에너지가 클수록 덩어리 원자들이 기판 내부로 더 깊이 들어갔고, 덩어리 크기가 클수록 상관충돌효과로 인하여 덩어리 원자들이 기판 내부로 더 깊이 들어가는 것을 알 수 있었고, 덩어리 크기가 클수록 상관충돌효과는 커지고 더욱 부드러운 증착이 이루어졌으며, 무엇보다도 덩어리 증착시 표면에서 구조 재배열이 잘 이루어지는 특징을 살펴볼 수 있었다. 이러한 알루미늄 덩어리를 생성하여 증착할 수 있을 경우, 뛰어난 재배열 효과를 이용하여 품질이 향상된 반도체 소자를 제조할 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.315.1-315.1
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• 2013

표면 조직화의 목적은 태양전지 표면에서의 입사되는 빛의 반사율을 감소 시키고, 웨이퍼 내에서 빛의 통과 길이를 길게 하며, 흡수되는 빛의 양을 증가시키는 것이다. 본 연구에는 습식, 건식 표면조직화 방법에 따른 표면 형상과 표면 반사도를 분석 하였으며, 셀을 제작하여 전기적 특성과 광학적 특성의 상관관계를 분석하였다. 표면 조직화 공정은 염기성 용액인 KOH를 이용한 식각 방법과 Ag를 이용한 metal-assisted 식각, 산증기를 이용한 식각, 플라즈마를 이용한 반응성 이온식각을 적용하여 제작하였다. 표면 반사율을 400~1000 nm 사이의 파장에서 측정하였으며 KOH를 이용하여 식각한 샘플이 9.11%의 표면 반사율을 가졌으며 KOH를 이용하여 식각한 표면에 추가로 metal-assisted 식각을 한 샘플이 2%로 가장 낮은 표면 반사율을 보였다. 표면 조직화 후 동일 조건으로 셀을 제작 하여 효율 측정 결과 Ag를 이용한 2단계 metal-assisted chemical 식각이 15.83%의 가장 낮은 광변환 효율을 보였으며 RIE를 이용한 2단계 반응성 이온 식각공정이 17.78%로 가장 높은 광변환 효율을 보였다. 이 결과는 반사도 결과와 일치 하지 않았다. 표면 조직화 모양에 따른 셀 효율의 변화는 도핑 프로파일과 표면 재결합 속도의 변화 때문이라 생각되며 더 명확한 분석을 위해 양자 효율을 측정하여 분석을 시도하였다. 측정 결과 단파장 대역에서 낮은 응답특성을 가지는 것을 확인 할 수 있었는데 그 이유는 낮은 반사도를 가지는 표면조직화 공정의 경우 나노사이즈의 구조를 갖기 때문에 균일한 도핑 프로파일을 얻지 못해 전자 정공의 분리가 제대로 이루어지지 못하였고 표면 재결합 속도증가의 원인으로 단락전류와 개방전압이 낮아져 효율이 떨어진 것으로 판단된다. 실험 결과 도핑 프로파일의 균일성은 셀 효율 개선을 위해 낮은 표면 반사율 만큼 중요하다는 점을 알게되었다. 낮은 반사율을 갖는 표면조직화 공정도 중요하지만 표면에 따른 균일한 도핑 프로파일을 갖는 공정을 개발한다면 단파장 응답도가 향상되어 단락전류밀도의 상승효과를 얻을 수 있을 것이라 판단된다.

• Korean Journal of Metals and Materials
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• v.49 no.12
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• pp.967-976
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• 2011

Conventional fracture tests of resistance spot welds have been performed without consideration of the paint baking process in the automobile manufacturing line. The aim of this paper is to investigate the effect of the paint baking process on load carrying capacity and fracture mode for resistance spot welded 590 dual phase (DP), 780DP, 980DP, 590 transformation in duced plasticity (TRIP), 780TRIP and 1180 complex phase (CP) steels. With paint baking after resistance spot welding, the l-shape tensile test (LTT) and nano-indentation test were conducted on the as-welded and paint baked samples. Paint baking increased the load-carrying capacity of the resistance spot welded samples and improved the fracture appearance from partial interfacial fracture (PIF) to button fracture (BF). Improvement in fracture appearance after LTT is observed on weldments of 780 MPa grade TRIP steels, especially in the low welding current range with paint baking conditions. The higher carbon contents (or carbon equivalent) are attributed to the low weldability of the resistance spot welding of high strength steels. Improvement of the fracture mode and load carrying ability has been achieved with ferrite hardening and carbide formation during the paint baking process. The average nano-indentation hardness profile for each weld zone shows hardening of the base metal and softening of the heat affected zone (HAZ) and the weld metal, which proves that microstructural changes occur during low temperature heat treatment.

• Membrane Journal
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• v.32 no.2
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• pp.83-90
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• 2022

Wastewater from refineries and petroleum plant lead to severe environmental pollution. There are various existing processes applied for oily water treatment, but membrane-based technology is one of the most efficient methods. Polymeric membranes prepared from organic materials for the separation of oil in water often face chronic problem of membrane fouling. Inorganic membranes are considered to be more efficient due to longer lifetime than organic membranes. Zeolite membranes have better chemical stability and long-term recyclability. The presence of hydrophilicity enhances the water flux of membrane. Ceramic membranes prepared from zeolites are another efficient class of inorganic membranes applied for oil water separation. This review is focused on oily wastewater separation based on zeolite membrane which classified into two categories, i) neat zeolite and ii) zeolite composites with other materials.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.31 no.4
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• pp.249-254
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• 2022

To achieve high-performance colloidal quantum dot light-emitting diodes (QD-LEDs), the use of a densely packed QD film is crucial to prevent the formation of leakage current pathways and increase in interface resistance. Spin coating is the most common method to deposit QDs; however, this method often produces pinholes that can act as short-circuit paths within devices. Since state-of-the-art QD-LEDs typically employ mono- or bi-layer QDs as an emissive layer because of their low conductivities, the use of a densely packed and pinhole-free QD film is essential. Herein, we introduce the Langmuir-Blodgett (LB) technique as a deposition method for the fabricate densely packed QD films in QD-LEDs. The LB technique successfully transfers a highly dense monolayer of QDs onto the substrate, and multilayer deposition is performed by repeating the transfer process. To validate the comparability of the LB technique with the standard QD-LED fabrication process, we fabricate and compare the performance of LB-based QD-LEDs to that of the spin-coating-based device. Owing to the non-destructiveness of the LB technique, the electroluminescence efficiency of the LB-based QD-LEDs is similar to that of the standard spin coating-based device. Thus, the LB technique is promising for use in optoelectronic applications.