• Title/Summary/Keyword: 나노-역학

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입자 집속 용도의 직경 가변형 렌즈에 대한 특성 연구

  • Kim, Myeong-Jun;Kim, Dong-Bin;Kim, Hyeong-U;Gang, Sang-U;Kim, Tae-Seong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2016.02a
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    • pp.241-241
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    • 2016
  • 반도체 선폭이 20 nm급까지 감소함에 따라 기존에 수율에 문제를 끼치던 공정 외부 유입 입자뿐만 아니라, 공정 도중에 발생하는 수~수십 나노의 작은 입자도 수율에 악영향을 끼치게 되었다. 이에 따라 저압, 극청정 조건에서 진행되는 공정 중 발생하는 입자를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 장비에 대한 수요가 발생하고 있다. Particle beam mass spectrometer (PBMS)는 이러한 요구사항을 만족할 수 있는 장비로 100 mtorr의 공정 조건에서 5 nm 이상의 입자의 직경별 수농도를 측정할 수 있는 장비이다. PBMS로 입자의 수농도를 측정하기 위해서는 PBMS 전단에서 입자를 중앙으로 집속할 필요가 있다. 공기역학렌즈는 PBMS 전단에서 입자를 집속시키기 위해 일반적으로 널리 사용되고 있는 장비로 여러 개의 오리피스로 이루어져 있다. 공기역학렌즈를 지나는 수송 유체와 입자는 이러한 연속 오리피스를 거치면서 팽창과 수축을 반복하며, 관성력의 차이로 인해 입자가 중앙으로 집속된다. 그러나 기존 공기역학렌즈는 고정된 직경의 오리피스를 사용하기 때문에 설계된 공정조건 이외에는 입자의 집속효율이 감소한다는 단점을 지닌다. 따라서 공정조건이 바뀔 경우 공기역학렌즈를 교체해야 되며, 진공이라는 환경하에서 이러한 교체는 많은 시간과 노력을 요구로 한다. 본 연구에서는 이러한 공기역학렌즈의 문제점을 해결하기 위해 다양한 공정조건에서 교체 없이 사용할 수 있는 새로운 형태의 직경 가변형 공기역학렌즈인 조리개형 공기역학렌즈를 제안하였다. 기존 연구를 통해 조리개형 공기 역학 렌즈가 다양한 압력 범위 내에서 나노입자를 성공적으로 집속할 수 있음을 보였지만, 장비를 상용화하기 위해서는 사용자가 좀 더 쉽게 렌즈직경을 결정 할 수 있어야 한다. 이에 본 연구에서는 조리개형 렌즈의 중공 직경에 따른 입자 집속 특성을 평가하였으며, 최종적으로 압력과 집속하고자 하는 직경에 따라 렌즈 중공 직경을 결정할 수 있게 해주는 데이터 베이스를 제작하였다.

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Interfacial Characterization of Mineralized Carbon Nanotubes (광물화된 탄소나노튜브 첨가재의 계면 특성화)

  • Park, Chanwook;Jung, Jiwon;Yun, Gunjin
    • Composites Research
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    • v.31 no.5
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    • pp.282-287
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    • 2018
  • In this paper, we explore interfacial properties of the mineralized CNTs when they are employed as reinforcing fillers in a polymer nanocomposite using molecular dynamics (MD) simulations. Recently, several studies on mineralizing carbon nanotubes (CNTs) with an aid of nitrogen doping to CNTs have been reported. However, there is a lack of studies on the reinforcing effects of the mineralized CNTs when it is employed as a filler of nanocomposites. Silica ($SiO_2$) is used as a mineral material and poly (methyl metacrylate) (PMMA) is used as a polymer matrix. Pull-out simulations are conducted to obtain the interfacial energy and the interfacial shear stress. It was found that the silica mineralized CNTs have higher interfacial interaction with the polymer matrix. In the future, by examining various thermomechanical properties of the mineralized-CNT-filler/polymer nanocomposites, we will search for potential applications of the novel reinforcing filler.

Nanopiezotronics Technology (Nanopiezotronics 기술)

  • Lee, S.J.;You, I.K.;Chu, H.Y.
    • Electronics and Telecommunications Trends
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    • v.27 no.1
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    • pp.1-18
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    • 2012
  • 미래 사회는 나노기술(NT)을 바탕으로 IT-ET-BT 기술이 융합된 유비쿼터스 사회로 진화하고 있으며, 미래 산업 사회로의 전환을 위해서는 성능개선이 아닌 성능한계 돌파의 패러다임 전환이 가능한 임계성능의 나노 소재/신소자의 개발이 절실히 요구되고 있다. 또한 차세대 단말기는 휴대성의 편리함, 융복합화/다기능화, 인간 친화형이 요구되고, flexible/stretchable/bendable한 형태로 발전하고 있는 상황이다. 나노 피에조트로닉스(nanopiezotronics) 기술은 역학적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 나노 발전 소자(nanogenerator)의 원리를 기반으로 하며 나노선, 나노벨트와 같은 1차원적 나노구조 소재의 압전성과 반전도성이 결합된 특성을 이용한 신기능의 미래 IT 융합 나노 전자/에너지 소자를 구현하는 기술로서 미래 유망 기술로 부각되고 있다. 현재 기술 수준은 압전 전계 효과 트랜지스터, 압전-다이오드, 압전 센서, 압전 나노 발전 소자 등과 같은 prototype 소자를 제작하는 수준에 머무르고 있으나 향후 초고감도 압전 센서, 자가발전 MEMS/NEMS 및 나노 시스템, 스마트 웨어러블 시스템, 건강 모니터링 시스템, 인체 삽입형 소자, portable 및 투명 유연 전자소자 등의 다양한 미래 융합 나노 소자 및 시스템에 광범위한 활용이 가능하며, 향후 신기능의 소자/부품/시스템 창출을 위한 기술로 자리매김할 것으로 전망된다. 본고에서는 압전 나노선, 나노튜브, 나노섬유 등의 1차원적 나노구조체 기반의 nanopiezotronics 기술과 최근의 연구결과들을 소개한다.

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A study of surface stress effects on equilibrium states of thin nanofilm (나노박막의 표면응력에 의한 평형상태에 대한 연구)

  • Kim, Won-Bae;Cho, Maeng-Hyo
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.34-37
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    • 2009
  • 본 논문에서는 원자적 계산(atomistic calculation)을 이용한 나노박막의 평형상태(self-equilibrium state)에 대한 해석기법을 제시한다. 두께가 얇은 나노박막은 표면 응력(surface stress)에 의한 영향으로 원자간 거리가 벌크상태의 거리보다 작아진다. 두께가 얇은 나노박막에서의 원자 사이의 거리는 표면 응력과 탄성계수들의 표현식으로 계산이 가능하며, 본 논문에서는 {100}, {111}, {110} 표면을 가지는 나노박막의 평형상태의 해석을 위한 해석적 방법을 제시한다. 원자 사이의 거리를 계산하기 위해서는 보다 정확한 표면 응력의 계산방법이 필요하다. 본 연구에서는 나노박막의 평형상태에 대한 해석을 위해 surface relaxation model을 제시하고, 이 모델을 이용하여 표면응력(surface stress)과 표면강성계수(surface stiffness tensor)와 같은 surface parameter의 계산을 수행한다. 본 논문에서 제시된 surface relaxation model을 검증하기 위하여 분자동역학 전산모사(molecular dynamics simulation)의 수치 결과를 제시하고, 본 연구에서 계산한 equilibrium strain과 비교 검증한다.

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Strength of CNT Cement Composites with Different Types of Surfactants and Doses (분산제의 종류 및 사용량에 따른 CNT 보강 시멘트 복합체의 강도변화)

  • Ha, Sung-Jin;Kang, Su-Tae;Lee, Jong-Han
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.19 no.2
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    • pp.99-107
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    • 2015
  • This study was aimed to investigate the difference in strength of Carbon Nanotube (CNT) reinforced cement mortars with different types of surfactants and doses. In the experimental program, CTAB, SDBS and TX10 which were common surfactants adopted to improve CNTs dispersion in fabricating CNT composites in many industrial fields were included and superplasticizer which was revealed to be effective to disperse CNTs especially in CNT reinforced cementitious composites were added as well. Superplasticizer presented less strength reduction in cement mortar and more strength gain by adding CNTs among four types of surfactants. Higher dosage of superplasticizer caused lower strength of cement mortar. Adding CNTs of 0.4 wt.% or less to cement didn't show strength enhancement by adding CNTs but 0.8 wt.% of CNTs resulted in strengthening effect after all. Finally, a combination of 0.1 wt.% of CNTs, superplasticizer and sonication treatment could lead to strength improvement by adding CNTs in cement mortar.

Characteristics of Carbon Nanotube Oscillator for Embedded System (임베디드 시스템을 위한 탄소나노튜브 오실레이터의 특성 해석)

  • Lee, Jun-Ha;Yang, Seung-Won
    • Proceedings of the KAIS Fall Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.180-183
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    • 2008
  • 탄소 나노 튜브(CNT)들로 구성된 다중벽 탄소 나노튜브 진동은 분자사이의 역학적인 시뮬레이션에 의해 조사되었다. 그 결과는, 벽간의 결합이 주파수 분할을 이끌고 세개의 주파수 제너레이터로써의 2차 함수 벽, 5차 벽, 6차벽으로 된 오실레이터와 직경으로부터 독립적인 적합성 제안을 위해 지속적인 세개의 정점이 있다는것을 보여준다. 더욱이 적어도 MWCNT 진동의 초기의 주파수중 하나는 이중벽진동의 초기주파수보다 낮다.

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Properties on the Strength of Polymer Concrete Using Nano MMT-UP Composite (나노 MMT-폴리머 복합체를 이용한 폴리머 콘크리트의 강도 특성)

  • Jo, Byung-Wan;Moon, Rin-Gon;Park, Seung-Kook
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.26 no.4A
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    • pp.761-766
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    • 2006
  • Polymer composite are increasingly considered as structural components for use in civil engineering, on account of their enhanced strength-to-weight ratios. Unsaturated polyester (UP) resin have been widely used for the matrix of composites such as FRP and polymer composite, due to its excellent adhesive. Polymer nanocomposites are new class of composites derived from the nano scale inorganic particles with dimensions typically in the range of 1 to 1000 nm that are dispersed in the polymer matrix homogeneously. Owing to the high aspect ratio of the fillers, mechanical, thermal, flame, retardant and barrier properties are enhanced without significant loss of clarity, toughness or impact strength. To prepare the MMT (Montmorillonite)-UP exfoliated nanocomposites, UP was mixed with MMT at $60^{\circ}C$ for 3 hours by using pan mixer. XRD (X-ray diffraction) pattern of the composites and TEM (Transmission Electron Micrographs) showed that the interlayer spacing of the modified MMT were exfoliated in polymer matrix. The mechanical properties also supported these findings, since in general, tensile strength, modulus with modified MMT were higher than those of the composites with unmodified MMT. The thermal stability of MMT-UP nanocomposite is better than that of pure UP, and its glass transition temperature is higher than that of pure UP. The polymer concrete made with MMT-UP nanocomposite has better mechanical properties than of pure UP. Therefore, it is suggested that strength and elastic modulus of polymer concrete was found to be positively tensile strength and tensile modulus of the MMT-UP nanocomposites.