• New Physics: Sae Mulli
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• v.68 no.11
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• pp.1167-1172
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• 2018

Carbon nanotubes (CNTs) are structures of carbon atoms bonded together in hexagonal honeycomb shapes, with multi-walled CNTs having a very high thermal conductivity of $3000W/m{\cdot}K$ and single-walled CNTs having a conductivity of $6000W/m{\cdot}K$. In this work, the transmittance and the thermal diffusivity of a multi-walled carbon nanotube dispersion with a concentration of 1.5 M were measured using a single beam method, a dual beam method, and the thermal lens effect. The nonlinear optical coefficients were obtained by using the z-scan method, which moved the sample in the direction of propagation of the single laser beam, propagation and the thermal diffusivity was measured using a double laser beam. As a pump beam, a diode-pumped solid state (DPSS) laser with a wavelength of 532 nm and an intensity of 100 mW was used. As the probe beam, a He-Ne laser having a wavelength of 633 nm and an intensity of 5 mW was used. The experimental result shows that when the concentrations of the sample were 9.99, 11.10, 16.65, and 19.98 mM, the nonlinear absorption coefficients were 0.046, 0.051, 0.136 and 0.169 m/W, respectively. Also, the nonlinear refractive indices were 0.20, 0.51, 1.25 and $1.32{\times}10^{-11}m^2/W$, respectively, and the average thermal diffusivity was $1.33{\times}10^{-6}m^2/s$.

• Polymer(Korea)
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• v.36 no.3
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• pp.364-371
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• 2012

Polystyrene/single-walled carbon nanotube (PS/SWCNT) nanocomposites were prepared by latex technology and the effect of surfactant (SDS) on nanotube dispersion, rheological and electrical properties was investigated. The nanocomposites were prepared through freeze-drying after mixing PS particles and aqueous SWCNT/SDS suspension. As the SDS content increased, the storage modulus and complex viscosity of the nanocomposites were increased due to enhanced dispersion of nanotubes, but if the content excessively increased, the modulus and viscosity began to decrease due to low molecular weight of SDS. The electrical conductivity sharply increased with the addition of SDS, and then did not show significant changes. This result is speculated to be the competition between the increased dispersion of nanotubes and the deterioration of electrical conductivity by SDS adsorption. An optimal ratio of SDS to SWCNT for improving electrical conductivity and end-use properties was 2. With this ratio, the electrical percolation threshold of SWCNT was less than 1 wt%.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.16 no.5
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• pp.377-382
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• 2007

In this study, we report the synthesis of the single-walled carbon nanotubes(SWCNTs) using laminated catalyst(Al/Fe/Al) layer deposited by sputter on Si(001). SWCNTs are grown by thermal chemical vapor deposition (TCVD) method. As the results of scanning electron microscopy(SEM), high resolution transmission electron microscopy(HR-TEM) and Raman spectroscopy, we confirmed the SWCNTs bundles with narrow diameter distribution of $1.14{\sim}1.32\;nm$ and average G&D ratio of 22.76. Compare to the sample having Fe/Al catalyst layer, it can be proposed that the top-aluminum incorporated with iron catalyst plays an important role in growing process of CNTs as a agglomeration barrier of the Fe catalyst. Thus, we suggest that a proper quantity of aluminium metal incorporated in Fe catalyst induce small and uniform iron catalysts causing SWCNTs with narrow diameter distribution.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.31 no.8
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• pp.862-869
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• 2007

The compressive and torsional buckling behavior of carbon nanotube bundles at room temperature is examined with classical molecular dynamics simulation. The critical compressive load and stiffness of a single carbon nanotube in the bundle are found to be similar to those of individual carbon nanotubes. However, the critical torsional moment and stiffness of a single carbon nanotube in the bundle are found to be higher than those of individual carbon nanotubes. In addition, this study demonstrates that van der Waals interactions between the nanotubes in the bundle significantly affect the critical compressive load of the nanotube bundle.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.47-47
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• 2018

단일벽 탄소나노튜브 (Single-walled carbon nanotubes, SWNTs)는 우수한 물리적 화학적 특성을 갖고 있어 나노전자소자, 투명전도막, 에너지소자, 센서 등 다양한 분야로의 응용이 기대되고 있다. 열화학기상증착(Thermal chemical vapor deposition, TCVD)법은 SWNTs의 합성 공정이 간단하고 공정변수의 제어가 용이하다는 장점이 있어 SWNT 합성 연구에 가장 널리 사용되어 왔다. 일반적으로 금속 촉매의 박막이 증착된 합성 기판은 온도가 가장 높고 비교적 균일성이 보장되는 TCVD 반응기의 중심부에 위치시키고 공정변수를 변화해가며 연구를 진행해 왔다. 본 실험실에서는 수평형 반응기 전역에 합성 기판을 설치하여 SWNTs를 합성한 결과, 반응기의 중심보다 뒤의 영역에서 SWNTs의 합성 수율이 상당히 증가하는 것을 초기실험을 통해 확인하였다. 본 연구에서는 SWNTs 합성 시 가스 유량과 합성 온도를 변화시켰을 때 기판 위치에 따른 SWNTs의 수율 및 물성변화를 구체적으로 조사하였다. 합성가스와 촉매로는 메탄가스와 철 박막을 사용하였으며, 합성 수율의 변화는 고분해능 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 그리고 합성된 SWNTs의 형태 및 결정성은 라만분광법과 원자간힘현미경을 이용하여 평가하였다. 결과적으로, 진행하였던 모든 합성 조건에서 반응기 중심보다 뒤의 영역에서 더 고수율의 SWNTs가 합성되었으며, 최적 합성 조건의 SWNTs 면밀도는 99% 이상이었다. 본 연구의 결과는 CVD 공정을 이용하는 다양한 저차원 나노 소재의 합성에도 적용될 수 있을 것으로 사료되며, 추후 이에 대한 연구가 필요하다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2005.06a
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• pp.927-931
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• 2005

Carbon nanotube actuator, working under physical conditions (in aqueous solution) and converting electrical energy into mechanical energy directly, can be a good substitute for artificial muscle. The carbon nanotube actuator simulated in this paper is an isotropic cantilever type with an adhesive tape which is sandwiched between two single-walled carbon nanotubes. For predicting the static and dynamic characteristic parameters, the analytical model for a 3 layer bimorph carbon nanotube actuator is developed by using Euler-Bernoulli beam theory. The governing equation and boundary conditions are derived from energy principles. The induced displacements of the theoretical model are presented in order to investigate the performance of the carbon nanotube actuator with different control voltages. The developed model presents invaluable means for designing and predicting the performance of carbon nanotube actuator that can be used in artificial muscle applications.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.23 no.3 s.180
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• pp.179-186
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• 2006

Single-walled carbon nanotubes (SWNT) exhibit strong Raman signals as well as fluorescence emissions in the near infrared regions where most biomolecules are transparent. Such signals do not blink or photobleach under prolonged excitation. which is advantageous to optical nano-bio marker applications. In this paper, single walled carbon nanotubes are conjugated with specific types of single-stranded DNA in order to detect oligonucleotides of corresponding complimentary sequences. Dot blotting experiments and comparative Raman spectroscopy observations demonstrated excellent sensitivity and specificity of carbon nanotube-DNA probes. The results show the possibility of using SWNT as generic nano-bio markers for the precise detection of specific kinds of genes.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2010.05a
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• pp.539-540
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• 2010

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2005.05a
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• pp.290-290
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• 2005

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.75-75
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• 2010

단일벽 탄소나노튜브(SWNT)는 뛰어난 물리적 성질과 화학적 안정성을 가지고 있어서 다양한 분야의 응용이 기대되어 폭넓은 연구가 진행 되고 있다. 특히 SWNT의 전기적 및 기계적 특성들은 SWNT의 직경 및 뒤틀림도(chirality)에 의해 크게 좌우되기 때문에, 합성하는 단계에서 직경 또는 chirality를 제어에 관한 많은 이론적 연구가 진행되어 왔으며, 최근에는 초기 SWNT의 핵생성 단계에서의 촉매의 거동 및 상호 연관성 등에 관한 실험적인 연구결과들이 속속 보고되고 있는 실정이다. 하지만, 아직도 이에 관한 더욱 다양하고 활발한 연구 접근 및 결과들이 필요한 시점이다. 상기 배경을 바탕으로 본 연구에서는 균일한 직경을 갖는 SWNT의 합성을 위한 기초연구로서 SWNT의 직경과 촉매나노입자의 크기의 상호 연관성에 대해 체계적으로 조사하였다. 우선 SWNT합성을 위한 촉매나노입자를 얻기 위해 페리틴(ferritin)용액의 농도 및 스핀코팅 조건을 변화시킴으로써 기판 위에 분산농도를 제어한 후, 대기 열처리를 통하여 촉매나노입자의 농도를 제어하였다. 나노입자의 평균직경은 4 nm 정도로 비교적 균일하였으며, 고농도의 촉매입자는 SWNT의 다발화(bundling)를 유발하였다. 따라서, SWNT와 나노입자 직경의 상호연관성을 조사하기 위해서는 단분산(monodispersed) 된 나노입자를 이용하였으며, 아르곤 분위기에서 추가적으로 고온($900^{\circ}C$) 열처리를 실시함으로써 나노입자의 크기감소를 도모하였다. 실험결과, 열처리 시간의 증가에 따라 입자크기가 감소함을 확인하였으며, 이는 나노입자의 증발에 의한 것으로 예상된다. 다음으로는 열처리를 통하여 직경이 제어된 나노입자를 이용하여 SWNT를 합성한 후 SWNT와 촉매크기 사이의 크기 관계를 조사하였다. SWNT의 합성은 메탄을 원료가스로 열화학증기증착법을 이용하였고, 합성기판으로는 산화실리콘웨이퍼와 퀄츠기판을 이용하였다. 성장한 SWNT의 직경은 AFM을 이용하여 측정하였으며, 퀄츠기판에 수평배향 성장시킨 SWNT를 3차원 구조의 기판으로 전사(transfer)하여, 라만분석이 용이하도록 하였다.