• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.16 no.2
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• pp.99-104
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• 2007

Porous silicon exhibiting dual optical properties, both $Febry-P{\acute{e}}rot$ fringe (optical reflectivity) and photoluminescence had been developed and used as chemical sensors. Porous silicon samples were prepared by an electrochemical etch of p-type silicon wafer (boron-doped, <100> orientation, resistivity ; $1-10{\Omega}cm$). Two different types of porous silicon, fresh porous silicon (Si-H terminated) and oxidized porous silicon (Si-OH terminated)by the thermal oxidation, were prepared. Then the samples were exposed to the vapor of various organics, such as methanol, acetone, hexane, and toluene. Both reflectivity and photoluminescence were simultaneously measured under the exposure of organic vapors for sensing VOC's. These surface-modified samples showed unique respond in both reflectivity and photoluminescence with various organic vapors. While polar molecules exhibit greater quenching photoluminescence, molecules having higher vapor pressure show greater red shift for reflectivity.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.17 no.1
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• pp.46-50
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• 2008

Optical images on the porous silicon exhibiting Febry-Perot fringe pattern have been prepared by using an electrochemical etching of p-type silicon wafer (boron-doped,<100> orientation, resistivity $0.8{\sim}1.2m{\Omega}-cm$) and beam projector. The images remained in the substrate displayed an optical images correlating to the optical pattern and could be useful for optical data storage. A decrease in the effective optical thickness of the Febry-Perot layers was observed, indicative of a change in refractive index induced by exposing of porous silicon to the white light. This provides the ability to fabricate complex optical encoding in the surface of silicon.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.241.2-241.2
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• 2011

다공 소재는 큰 비표면적과 규칙적으로 정렬된 구조의 특성으로 인해 자성메모리 소자용 재료, 나노 와이어 제작용 템플릿, 마이크로 반응기, 메타물질용 소재 등으로 각광을 받고 있다. 자기조립 수직배열 다공구조 재료를 제작하는 방법으로 흔히 알루미늄의 양극산화 방법과 이원공정계의 상분리 방법이 등이 있다. 본 연구에서는 상변태를 비롯한 패턴형성과 계면 운동을 가장 정확하게 다루는 이론적 모델로 알려진 상장모델(Phase Field model)을 이용하여 이원공정계의 박막성장과정 동안의 자발적 상분리에 의한 수직배열 자기조립 다공구조 형성을 시뮬레이션 한다. 상장모델을 기초로 하여 상분리 메커니즘에 의해 발현된 미세조직을 해석하고 다양한 공정변수가 미세조직 발현에 미치는 영향에 대해 연구한다. 또한 상장모델을 통해 얻은 결과는 기존에 발표된 연구들의 결과와 비교를 통해 유효성을 입증한다.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 2008.05a
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• pp.513-516
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• 2008

We have replicated nanopillar arrays using injection molding process of active heating and cooling method by several peltier devices. The injection melding has a high accuracy ed good reproducibility that are essential for mass production at low cost. Conventional molding processes widely use the water-based mold heating and air cooling methods. However, in case of replication for nano-patterned structures, it caused several defects such as air-flow mark, non-fill, sticking and tearing. In this study, periodic nano-scale patterns are replicated by using injection molding with Peltier devices. Porous nano-scale patterns, which have pore diameter range from 120nm to 150nm, were fabricated by using anodizing process. Periodic nano-pore structures ( $20mm\;{\times}\;20mm$) were used as a mold stamp of injection molding. Finally, PMMA with nanopillar arrays was obtained by injection molding process. By using the Peltier devices, the temperature of locally adiabatic molds can be dramatically controlled and the quality of the molded patterns can be slightly improved.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.326-326
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• 2012

ZnS를 합성하는 방법 중 thioacetamide (TAA)를 녹인 물에 ZnO template를 넣어서 황화시키는 방법이 있다. 이 방법은 실험과정이 간편할 뿐만 아니라 그 반응양의 조절도 용이해 ZnS-ZnO core-shell 구조나 ZnS hollow 구조 등을 만드는데 널리 사용되고 있다. 그러나 다양한 형태의 ZnS 구조체 합성에 관한 연구는 활발한 반면, ZnS의 상형성 과정이나 구조 변화와 같은 ZnO의 황화 과정 기구에 관한 연구는 매우 미비한 실정이다. ZnS는 기본적으로 저온에서는 cubic sphalerite 구조를, 고온에서는 hexagonal wurtzite 구조를 안정상으로 가진다. 또한, 8H나 15R 등과 같은 다양한 polytype 구조도 존재한다. 그러나 다양한 구조에서 비슷한 면간거리가 존재하기 때문에 결정구조의 분석이 어려운 실정이다. 이러한 비슷한 면간거리를 가지는 ZnS 등의 결정구조 분석에 있어 원자배열을 직접적으로 관찰할 수 있는 투과전자현미경 (TEM, transmission electron microscopye)을 이용한 연구는 큰 강점을 가진다. 본 연구에서는 다공성 ZnO 막을 황화시켜 형성된 ZnS 막의 미세구조 특성을 분석하였다. 다공성 ZnO 막은 패턴된 Si (111) 기판 위에 스핀코팅법을 이용하여 4,000 rpm의 속도로 증착되었으며 ZnO 결정화를 위해 150 도와 500도에서 각각 drying과 후열처리를 수행하였다. 이렇게 만들어진 ZnO 막을 TAA를 녹인 물에 넣어 48 시간 동안 반응시켰고 최종적으로 ZnS 막을 생성하였다. 다공성 ZnS 막의 미세구조를 분석하기 위해 주사전자현미경 (SEM, scanning electron microscope), X-선 회절분석기 (XRD, x-ray diffractometer), 그리고 투과전자현미경을 이용하였으며, 정확한 결정구조 분석을 위하여 결정구조 시뮬레이션을 병행하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.196-196
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• 2011

팔라듐-구리 합금 분리막은 세륨산화물로 전처리된 다공성 니켈 지지체 위에 마그네트론 스퍼터 공정과 구리리플로우 공정에 의해 제조되었다. 스퍼터 공정은 얇고 치밀한 팔라듐 합금 분리막 증착을 위해 아주 효과적이다. 본 연구에서는 고온 스퍼터 공정에 의해 증착된 팔라듐 상부에 유동성과 열적확산이 우수한 구리를 코팅한 후, 반도체 분야에서 기가 패턴 매립시 사용하는 구리리플로우 공정을 도입하였다. 구리리플로우 공정은 치밀하고 미세기공이 존재하지 않는 표면을 구현하고 무한대의 수소 투과도를 가능하게 한다. 이로써 마그네트론 스퍼터에 의해 $200^{\circ}C$에서 팔라듐과 구리를 순차적으로 코팅한 후, $700^{\circ}C$에서 2시간 구리리플로우 공정을 실시하여 $7.5{\mu}m$ 두께의 팔라듐-구리 합금 분리막이 제조되었다. 세륨산화물(CeO2)은 고온에서 장시간 운전하는 동안 다공성 니켈 지지체의 금속성분이 팔라듐 합금층으로 확산하는 금속의 확산 문제를 개선하고자 지지체와 코팅층 사이에 확산방지막으로 도입되었으며, 균일한 스퍼터 증착을 위해 평탄한 표면의 지지체를 구현하였다. 투과도 테스트는 100-400kPa 의 압력차, 673-773K 의 온도 조건에서 순수한 수소가스로 실시하였다. 표면 미세기공이 없는 치밀한 팔라듐-구리 합금 분리막은 혼합가스에서 질소의 투과 없이 수소만을 투과하는 무한대의 우수한 분리도를 나타내었으며, 상용온도 $500^{\circ}C$에서 12.6ml/$cm^2{\cdot}min{\cdot}atm$의 수소 투과 능력을 보였다. 본 연구에 의해 제조된 팔라듐-구리 합금 분리막은 표면 미세기공이 없는 치밀한 분리막 제조를 가능하게 하였으며 열팽창계수가 팔라듐과 매우 비슷한 세륨산화물($CeO_2$)로 인해 지지체층과 코팅층과의 접합력이 향상되고 수소취성에 강하고 높은 열적 안정성을 갖는다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.30 no.4
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• pp.275-282
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• 2017

In this paper, using a pattern transformation triggered by deformation, we propose a porous structure that exhibits the characteristic of negative Poisson's ratio in both tension and compression. Due to the lack of torque for rotational motion of ligaments, the existing porous structure of circular holes shows positive Poisson's ratio under tension loading. Also, the porous structure of elliptic holes has a drawback of low durability due to stress concentration. Thus, we design curved ligaments to increase the rotational torque under tension and to alleviate the stress concentration such that strain energy is uniformly distributed in the whole structure. The developed structure possesses better stiffness and durability than the existing structures. It also exhibits the negative Poisson ratio in both compression and tension of 10% nominal strain. Through nonlinear finite element analysis, the performance of developed structure is compared with the existing structure of elliptic holes. The developed structure turns out to be significantly improved in terms of stiffness and durability.

• 기계와재료
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• v.22 no.3
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• pp.22-29
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• 2010

자원의 고갈과 지구환경오염의 심각성을 인지하는 시각이 늘어남에 따라 산업계에서도 친환경적 기술에 대한 다양한 연구 개발이 이슈가 되고 있다. 정전기력 잉크젯 패터닝 기술 또한 그 예라 할 수 있겠는데, 이는 기존인쇄 기술의 시각적인 표현의 개념을 벗어나 패턴 자체의 기능을 부여함으로써 그 가치를 높이고, 현존하는 각종 미세 패터닝 기술의 다공정성과 환경에 미치는 영향 등의 문제점을 개선 할 수 있는 기술이라 할 수 있겠다. 정전기력 잉크젯 패터닝 기술은 이미 60~70년대부터 연구 개발 되어왔던 정전기력이 유체에 미치는 영향을 제어하여 극소량 미세 액적 토출 및 분무를 이끌어 내는 기술을 기반으로 토출되는 노즐 헤드의 직경 대비 극 미량의 기능성 잉크를 토출하고, 서브마이크론(submicron)급의 패턴 인쇄를 가능케 한다. 본 논문에서는 정전기력 잉크젯 패터닝 공정의 요소기술을 기반으로 프린팅 장비를 설계 및 제작하고, 미세 액적 토출을 위한 수마이크론의 직경을 갖는 노즐 헤드를 개발 및 프린팅 장비에 대응하여 통합 제어 프로그램을 이용한 기판상의 미세 패터닝 실험을 실시하였다. 정전기력 기반 미세 패터닝 실험의 공정 변수를 잉크의 특성, 노즐헤드의 특성, 기판의 특성, 장비의 특성으로 구분지어 공정 시스템의 성능을 검토 및 기능성 잉크의 미세 패터닝을 구현 하였다.

• Design Convergence Study
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• v.14 no.2
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• pp.51-65
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• 2015

The purpose of this study is to derive the design characteristics of the pattern, which can effectively support the building facade design and to analyze the correlation of their characteristics. This paper deals with five different design patterns suggested by Ben Pell. They are the applied pattern, perforated pattern, layered pattern, casting pattern, and tiled pattern. This paper analyzes the design characteristics of the applied pattern, which shows the highest point in the previous survey. The 'continuous' has a high emotional correlation. The high correlation with the emotional word 'continuous' and 'regular' was derived. The final emotional design characteristic is 'continuous-discontinuous', and 'irregular-regular'. and these emotional words can be summarized as the relatively highest correlation. In this paper, it is worth analyzing design characteristics of building facade by a support of digital technology and discussing utilization of design characteristics derived.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.22 no.2
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• pp.173-177
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• 2011

In this study, the formation of $AlPO_4$-type porous materials from alum sludge was investigated. The materials were synthesized by the reaction of aluminum hydroxide and phosphoric acid with an organic template. Cationic surfactant, natural humic acid, and amino acids were used for the organic template. The residual organic templates were removed by calcination at $600^{\circ}C$ in the air. Powder X-ray diffraction patterns showed the charicteristic patterns of the $AlPO_4$-type porous materials. The morphology of the material was examined using a scanning electron microscopy. The coordination environment of $Al^{3+}$ ion was investigated by $^{27}Al$ MAS NMR technique. Both tetrahedrally and octahedrally coordinated$Al^{3+}$ ions were found in the as-synthesized samples while all $Al^{3+}$ ions were tetrahedrally coordinated in the calcined products. The development of mesopore in the solid material was confirmed by the measurement of BET specific surface area. Finally, they were used for removal of toxic formaldehyde from the air and the formaldehyde molecules were adsorbed on the surface of pores. In conclusion, $AlPO_4$-type porous materials from alum sludge might be applicable in the removal of toxic volatile organic compounds from the air.