• 한국진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.270-275
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• 2013

화학 기상 증착법에 의해 제작한 단층 그래핀을 300 nm $SiO_2$/Si와 석영기판 위에 전사한 후 도핑하기 위해 그래핀 표면에 $AuCl_3$ 용액의 농도를 1에서 10 mM까지 변화시키면서 스핀코팅 하였다. 도핑농도에 따른 그래핀의 특성을 여러 구조적, 광학적, 및 전기적 실험기법으로 분석한 결과, 도핑 농도가 증가함에 따라 그래핀의 p형 특성이 더욱 강해진다는 것을 라만 주파수/최고점 세기 비율, 면저항, 일함수, 및 디락점 등의 변화로 확인할 수 있었다. 특히, 그래핀 전계효과 트랜지스터의 드레인 전류-게이트 전압 곡선 측정을 통해 처음으로 도핑농도의 증가에 따라 전하 이동도를 자세히 측정한 결과, 도핑농도가 증가할 때 전자의 이동도는 크게 감소한 것에 비해 정공의 이동도는 매우 적게 변화하였다. 이 결과는 $AuCl_3$가 그래핀의 p형 도핑 불순물로서 매우 우수하다는 것을 의미하여 향후 도핑된 그래핀의 소자활용에 있어 매우 유용할 것으로 전망된다.

• 생명과학회지
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• 제23권10호
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• pp.1209-1215
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• 2013

그래핀(graphene)은 원자 하나의 두께를 가지는 흑연(graphite)의 단층으로서 탄소구조체들 중 하나이다. 그래핀은 최근 의학분야에서 광열요법을 이용한 암 발생의 예방효과와 DNA의 산화에 대한 보효효과를 가진다고 밝혀진 바 있다. 본 연구에서는 사람 섬유아육종세포(HT1080)에서 산화 스트레스와 MMPs에 대한 그래핀의 효과가 조사되었다. 항산화 효과에 대한 연구에서 그래핀은 DNA 산화에 대한 억제효과를 특이하게 나타내었으나 다른 산화 스트레스는 억제하지 않았다. 뿐만 아니라 그래핀은 세포 내 과산화수소를 생성시키는 phenazinemethosulfate(PMS)에 의하여 자극된 MMP-2 및 MMP-9의 발현과 활성을 감소시켰다. 특히 superoxide dismutase(SOD-2)와 같은 항산화 효소의 발현이 HT1080세포에서 감소하였는데, 이것이 시사하는 바는 SOD 발현수준의 감소가 그래핀의 항산화 효과로부터 기인 되었다는 것을 나타낸다. 이상의 결과로 그래핀의 존재에서 산화스트레스의 억제효과가 HT1080 세포에서 MMP-9의 활성과 발현을 감소시킬 수 있다는 것을 암시하고 있다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 그래핀은 암 전이와 관련 있는 MMP-2 및 MMP-9의 활성과 발현의 억제를 통하여 암 억제에 도움을 줄 수 있어, 산업화를 위한 하나의 우수한 생의학 응용소재로 이용될 수 있으리라 기대된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권2호
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• pp.105-113
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• 2014

중앙에 균열을 갖는 단층 그래핀시트(single layer graphene sheet, SLGS)의 모드 II 파괴 거동을 원자 시뮬레이션과 해석 모델에 기초하여 고찰하였다. 지그재그 그래핀 모델의 파괴를 분자동역학(molecular dynamics, MD)에 의해 해석한 결과 모드 II 파괴인성은 $2.04MPa{\sqrt{m}}$인 것으로 밝혀졌다. 또한 SLGS의 이론적인 $K_{IIc}$를 유도하기 위해 면내전단하중을 받는 다공체에 대한 파괴역학적 해석도 진행하였고 유한요소해석도 병행하였다. 모드 I과 모드 II의 비를 다양하게 변화시켜가면서 SLGS 의 혼합모드 파괴를 검토한 결과 혼합모드 파괴조건식이 얻어졌고 다른 문헌의 결과와 비슷함을 알 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.1-7
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• 2023

본 연구에서는 화학적 박리를 통해 흑연분말로부터 분리한 산화그래핀의 전기적특성을 개선시키기 위해 자가조립단층막 기술을 활용하였다. 반응물질로는 황산알루미늄(Al₂(SO₄)₃)을 적용하였으며, 시멘트를 기반으로 한 건설구조물의 자가센싱에 적용하기 위한 기초연구를 수행하였다. 전기저항 측정결과 대조군인 표준공시체와 대비할 때 GO 및 Al-GO가 함유된 공시체에서 각각 10.2%, 15.9% 개선되어 도체로서의 활용 가능성을 확인하였다. 미세구조분석 결과 Al-GO의 첨가에 따라 Al(OH)₃ gel형성을 확인하였으며, 이로 인해 공시체의 밀도를 향상시켜 전류의 흐름을 원활하게 개선시킨 것으로 판단된다. 이는, 단순 구조물이 아닌 구조물 자체로서 활용성을 지닐 수 있음을 시사하며, 스마트 건설자재로서의 가능성을 확인하였다.

• 접착 및 계면
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• 제22권2호
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• pp.57-62
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• 2021

원자층 두께의 이차원 전이금속 칼코겐화합물은 그래핀과 비슷한 형태의 이차원 구조로 이루어져 있으며, 전기적 특성을 비롯한 우수한 물리적특성을 보여 차세대 반도체 물질로 각광받고 있다. 그래핀의 대면적 합성의 경우 이미 기술적으로 성숙되어 화학기상 증착법을 이용하여 웨이퍼 수준의 크기만큼 단결정 합성이 가능해졌으나, 이차원 전이금속 칼코겐화합물의 경우 현재 수에서 수백 ㎛ 수준에 머물러 있는 것이 실정이다. 본 논문에서는 최근에 보고된 용융염 기반의 화학기상증착법을 통한 이차원 단층 MoS2₂합성법에서 공정변수가 MoS₂단결정의 크기에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 그 결과, 최적화된 조건에서 약 420 ㎛의 고품질 단층 단결정 MoS₂가 합성될 수 있다는 사실을 광학 현미경, 원자력 현미경, 라만 분광, 그리고 광루미네선스 분광 분석을 통하여 밝혀내었다.

• 접착 및 계면
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• 제24권1호
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• pp.36-40
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• 2023

반데르발스 물질이란 층간 결합이 약한 반데르발스 결합으로 이루어진 이차원 층상구조를 지닌 물질을 의미하며, 이러한 반데르발스 이차원 소재를 이용한 이종접합 구조 연구는 그래핀이 발견된 이후 꾸준히 연구되고 있다. 본 논문에서는 대기압 화학기상증착법을 통해 성장된 단층 단결정 MoSe₂를 기반으로하는 반데르발스 이종접합 트랜지스터 소자에 대해 보고한다. 최적화된 공정조건에서 성장된 MoSe₂는 원자수준의 결함이 존재하지 않는 것을 밝혔으며, 이를 이용한 트랜지스터 소자 또한 우수한 특성을 보인다는 것을 밝혀내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.252-252
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• 2013

최근 그래핀, hexagonal boron nitride (h-BN) 및 $MoS_2$ (molybdenum disulfide)와 같은 2차원 결정 물질들은 무어의 법칙(Moore's Law)를 뛰어넘어 계속적인 소자의 소형화를 가능케 하고 또한 대면적, 저비용 소자 개발을 가능케 하는 우수한 특성을 가진 차세대 반도체 트랜지스터 소재로 각광받고 있다. $MoS_2$는 bulk 상태일 때는 1.2 eV의 indirect 밴드갭을 가지지만 단층형태일 때는 1.8 eV의 direct 밴드갭을 가지며 dielectric screening 기법등을 통해 mobility를 향상시킬 수 있는 것으로 연구된 바 있다. 본 연구에서는 화학기상증착 (chemical vapor deposition)법을 이용하여 $MoS_2$ 박막을 형성하기 위한 기초연구인 Mo 전구체의 특성평가 및 적합한 공정조건 개발 연구를 수행하였다. 사용한 전구체는 $Mo(CO)_6$ (Molybdenum hexacarbonyl)이고, 온도 및 압력, 반응기체(H2 S, Hydrogen sulfide) 유량 등의 공정 조건 변화에 따른 거동을 Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) 시스템을 사용하여 측정하였다. 또한 $Mo(CO)_6$의 분자구조를 상용 프로그램인 Gaussian으로 시뮬레이션 하여 실제 FT-IR 측정 결과값과 비교 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.116.2-116.2
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• 2013

최근 그래핀, hexagonal boron nitride (h-BN) 및 $MoS_2$ (molybdenum disulfide)와 같은 2차원 결정 물질들은 무어의 법칙 (Moore's Law)를 뛰어넘어 계속적인 소자의 소형화를 가능케 하고 또한 대면적, 저비용 소자 개발을 가능케 하는 우수한 특성을 가진 차세대 반도체 트랜지스터 소재로 각광받고 있다. $MoS_2$는 bulk 상태일 때는 1.2 eV의 indirect 밴드갭을 가지지만 단층형태일 때는 1.8 eV의 direct 밴드갭을 가지며 dielectric screening 기법 등을 통해 mobility를 향상시킬 수 있는 것으로 연구된 바 있다. 본 연구에서는 화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD)법을 이용하여 $MoS_2$박막을 형성하기 위한 기초연구인 Mo전구체의 특성 평가 및 적합한 공정조건 개발 연구를 수행하였다. 사용한 전구체는 $Mo(CO)^6$ (Molybdenum hexacarbonyl)이고, 온도 및 압력, 반응기체($H_2S$, Hydrogen sulfide) 유량 등의 공정 조건 변화에 따른 거동을 Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) 시스템을 사용하여 측정하였다. 또한 $Mo(CO)^6$의 분자구조를 상용 프로그램인 Gaussian으로 시뮬레이션 하여 실제 FT-IR 측정 결과값과 비교 분석하였다. 화학기상증착법을 이용한 $MoS_2$ 증착조건 최적화를 위하여 다양한 온도, 유량, 압력, 및 기판 종류에 대하여 증착 실험을 수행하였으며, 증착된 샘플은 scanning electron microscope (SEM), Raman spectroscopy를 이용하여 분석하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제34권1호
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• pp.21-26
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• 2021

Single-layer graphene is grown directly on Ti-buffered SiO2 at 100℃. As a result of the AFM measurement of the Ti buffer layer, the roughness of approximately 0.2 nm has been improved. Moreover, the Raman measurement of graphene grown on it shows that the D/G intensity ratio is extremely small, approximately 0.01, and there are no defects. In addition, the 2D/G intensity ratio had a value of approximately 2.1 for single-layer graphene. The sheet resistance is also 89 Ω/□, demonstrating excellent characteristics. The problem was solved by using graphene and a lift-off patterning method. Low-temperature direct-grown graphene does not deteriorate after the patterning process and can be used for device and micro-patterning research.

• 폴리머
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• 제38권2호
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• pp.180-187
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• 2014

그래핀옥사이드(GO)와 전도성 고분자(PPy, PANI, PEDOT)로 이루어진 나노복합체를 제자리 화학중합을 통하여 제조하였으며, 전도성 고분자의 함량 증가에 따른 특성변화를 분석하였다. GO에 존재하는 반응성 그룹 그리고 GO-poly(4-styrene sulfonic acid)(PSSA) 복합체 및 세 종류 나노복합체에서 고분자의 존재를 확인하였으며, GO와 PSSA 또는 전도성 고분자 사이의 상호작용이 제안되었다. GO-PSS/PEDOT 나노복합체의 경우 PEDOT 함량이 증가함에 따라 라만 스펙트럼의 $I_D/I_G$ 값이 감소하였으며 특성 피크 위치도 크게 변화하였다. GO-PSS/PEDOT 나노복합체의 경우 PEDOT이 GO-PSSA 층을 박리시켜 그들 분자층 사이로 내부 삽입되어 있는 형태를 취하며 GO 또는 GO-PSSA 분자층이 열차단층으로 작용하게 되어 나노복합체는 GO 또는 GO-PSSA보다 열안정성이 향상되었다. 또한 GO-PSSA와 PEDOT 사이에 형성된 균일한 hybridization 모폴로지를 확인하였으며, GO-PSS/PEDOT 나노복합체의 경우 가장 우수한 전기전도성을 보여 주었다.