• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.689-692
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• 2008

본 연구는 친환경 콘크리트의 개발을 위하여 시멘트 대체재료인 혼화재료로서 황토, 슬래그 및 PET보강섬유를 혼입한 콘크리트의 역학적 특성을 분석하는데 목적이 있다. 이를 위하여 콘크리트(SC), 황토콘크리트(HTC), 황토 및 PET보강섬유가 혼입된 시험체(HTPC)를 대상으로 재령별 압축강도 실험을 실시하였으며, 시험체의 장기특성을 분석하기 위한 크리프 및 건조수축 실험을 실시하였다. 실험결과, 재령별 압축강도는 시험체 별로 큰 차이를 나타내지 않았으나, HTC 시험체의 압축강도가 가장 큰 것으로 나타났으며, 크리프 및 건조수축의 실험결과 HTC 시험체의 장기특성이 가장 우수한 것으로 판명되었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.23.2-23.2
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• 2009

기존에 사용되었던 알루미늄 배선 공정은 공정의 배선 크기가 줄어들면서 한계에 다다르고 있다. 따라서 이를 대체하기 위해 여러 가지 새로운 방법들이 고안되고 있으며, 그중 알루미늄을 비저항이 낮고 EM(electro-migration) 저항성이 뛰어난 구리로 대체하려는 연구가 진행되고 있다. 구리 배선은 이미 electroplating 공정을 이용해 산업에 적용되고 있으며, seed layer로는 sputtering 법을 이용하고 있다. 하지만 sputtering 을 포함한 PVD 법은 대부분 종횡비나 단차 피복도가 좋지 않기 때문에 이를 CVD로 교체한다면 많은 장점을 가질 수 있다. 하지만 CVD 공정을 진행하기 위해서는 많은 문제점들이 있는데, 이중 전구체에 대한 문제도 빼놓을 수 없는 이슈이다. Cu(dmamb)2 는 기존에 사용하던 $\beta$-diketonate 계열의 전구체보다 화학적으로 많은 장점을 가지고 있어, CVD 공정에 적합하다. 이에 따라 구리 박막 증착의 공정 조건을 설계하고, 고품질의 박막을 증착하기 위한 다양한 처리법을 고안하여 증착 실험을 진행하였다. 기본적으로 구리는 확산력이 좋아 실리콘계열의 기판에서 확산력이 매우 좋아 기판 내로 확산되기 때문에 이를 방지하기 위하여 Ta, Ti 계열의 박막을 사용하여 확산을 방지하고 있다. 따라서 전이 금속 박막의 표면과 증착 분위기 등을 고려하여 구리를 증착하였으며, 표면의 미세구조 및 성분을 FESEM 등을 통해 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.192-192
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• 2010

Transparent Conductive Oxides (TCO) 박막은 지금 까지 산업 전반에 걸쳐 많이 응용되어 사용되어지는 박막 중에 하나이다. 그대표적인 산업은 디스플레이 산업 중 평면디스플레이 산업에서 투명 전극으로 사용하는 LCD 및 터치패널에 사용되는 전극으로 사용되어져 왔다. 현재에는 솔라 셀의 전극 및 기판으로서의 응용이 많이 연구되어지고 있다. 이와 같은, 산업에서 사용되는 투명전극 재료는 낮은 전기적 특성 및 애칭특성이 우수하고 높은 광 투과도를 필요로 하고 있으며, 이러한 특성을 모두 만족하며 가장 우수한 물성을 나타내는 물질이 (Indium Tin Oxide) film이다. 하지만 Indium의 고갈과 희소성에 따른 고가라는 점의 문제로 인해 대체재료로써 부상되고 있는 ZnO의 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 투명 전도성 산화물인 ZnO박막과 Al이 도핑된 AZO박막을 저온공정이 가능한 대향 타겟식 스퍼터링 방법(FTS)을 이용하여 산소가스 분압과 Al타겟에 인가되는 Current에 따른 박막의 전기적, 광학적 특성을 파악하여 적용여부에 대해 조사하였다. ZnO박막의 결정성은 유입되는 산소가스의 유량에 따라 증가하며 일정 영역이상에서는 감소하였다. 산소가스 유량이 1.2 sccm일 때 가장 높은 결정성을 얻었다. 또한 산소가스 유량을 1.2 sccm으로 고정시킨 후 Al타겟에 인가되는 Current에 변화를 주었을 때 0.5A에서 가장 낮은 비저항을 얻었다. ZnO박막의 미세구조는 Xray-diffraction method를 이용하여 측정하였고, 산소 분압에 따른 표면조도 분석을 위해 AFM을 사용하였고 Zn와 Oxide bonding의 화학적 분석을 위해 XPS를 이용하여 분석하였다. 또한 전기적 특성은 Hall measurement, 광 투과도는 UV-VIS Spectrometer를 이용하였다.

• 한국실내디자인학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.87-95
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• 2011

최근의 현대 건축에서는 재료의 물성과 구축성이 두드러지는 프로젝트를 많이 발견할 수 있다. 이러한 경향의 배경에는 사양한 요인들이 있을 수 있다. 그 중에서도 공간성(性)에 대한 근본적이고 회귀가 중요한 바탕이라고 할 수 있다. 피터 줌터의 건축은 현란한 조형적 효과, 표현만을 위한 기술적 장식을 사용하지 않는다. 대신 그의 건축은 장소와의 관계, 문화적 context 상에서의 맥락, 그리고 공간의 근원적인 경험을 주요한 매체로 사용한다. 그리고 이러한 특수성은 대체적으로 빛과 재료의 고유한 적용으로 나타난다. 이는 장소와 문화의 특성을 관습적인 형태나 화려한 표현으로 재현하는 것이 아니라 '공간감'의 구현으로 구축하는 방식이다. 본 논문은 피터 줌터의 건축에 나타나는 빛과 재료의 구축 방식, 그리고 공간의 경험에 대하여 살펴본다. 그의 건축 구축 방식은 일견 간단해 보일 수도 있으나 실제로는 프로젝트마다 고유한 빛과 재료의 적용과 텍토닉(tectonic)이 내재되어 있다. 본 연구의 목적은 이러한 점들을 자세히 살펴보고 그러한 구축방식이 궁극적으로 어떻게 공간의 경험과 관계를 하는지 고찰하는 것에 있다. 구체적인 사례는 Bruder Klaus Chapel과 Kolumba Museum으로 한정된다. 프로그램은 다르지만 빛을 사용하여 관람자의 공간경험과 공간인지가 어떻게 형성되는지를 다루면서 결론 맺는다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권12호
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• pp.1209-1216
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• 2010

본 연구는, 위성에 장착되는 각종 전자장비 하우징을 종래의 알루미늄 합금에서 복합재료로 대체함으로써 위성 경량화를 극대화할 수 있는 대안을 다루었다. 이를 위해, 기존 전자장비 하우징 재료로 널리 사용되는 알루미늄 합금에 비해 가벼우면서, 충분한 내구성과 다양한 기능성을 제공하는 복합재료 전자장비 하우징 설계를 위한 요구사항을 정의하였다. 또한, 열전도도, 전기전도도, EMI 보호, 방사차폐 특성과 더불어 강도가 우수한 구조적 특성을 갖춘 경량 복합재료 전자장비 하우징을 모듈화 방식으로 제작하기 위한 개념설계를 수행하고, 위성설계에 있어 무게절감을 크게 향상할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.681-682
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• 2013

전기는 우리 주변의 에너지 형태 중에서 가장 편리하고 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 전기는 전자제품, 전기자동차, 에너지 저장 플랜트 등 매우 많은 분야에서 저장되고 사용되고 있다. 특히 에너지 저장 용량의 확대는 휴대폰, 노트북 PC 등 휴대용 IT 기기의 성장에 결정적인 역할을 하였다. 가볍고 작으면서도 고용량의 전기 에너지 저장 장치가 없었다면, 통신이나 인터넷 그리고 오락 등 다양한 기능을 작은 휴대용 기기에 구현할 수 없었을 것이다. 그러나 시간이 흐를수록 기기의 요구 성능이 높아지고 소비자의 니즈가 더욱더 다양해지고 고도화될수록 단일 부품으로 가장 큰 부피를 차지하는 에너지 저장 장치의 용량과 디자인은 점점 중요해지고 있다. 이러한 에너지 저장 장치에서 가장 친숙한 형태는 2차 전지 계열이다. 납 축전지를 비롯하여, 니켈수소, 니켈카드뮴, electrochemical capacitor와 Li ion 계열 등이 대표적이다. 특히 Li ion 배터리는 모바일, 자동차 및 에너지 저장 그리드 등과 같은 다양한 분야에 가장 많이 적용되고있다. Li ion 배터리에 대하여 현재의 핵심적인 연구분야는 전극 재료(cathode, anode)와 electrolyte에 대한 것이다. Anode 전극 재료 중에서 가장 많이 사용되는 재료는 카본을 기반으로 하는 재료로 안정성에 대한 장점이 있지만 에너지 밀도가 낮다는 단점이 있다. 에너지 저장 용량 증가에 대한 필요성이 증가하기 때문에 현재 많이 사용되고 있는 에너지 밀도가 낮은 카본 재료를 대체하기 위해서 이론 용량이 높다고 알려진 실리콘과 같은 메탈이나 주석 산화물과 같은 천이 금속 산화물에 대하여 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 현재까지 알려진 많은 재료 중에서 가장 큰 capacity (~4,000 mAh/g)를 가지고 있다고 알려진 실리콘이 카본의 대체 재료로 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나, Li 과 반응을 하며 약 300~400%에 달하는 부피팽창이 발생하고, 이러한 부피 팽창 때문에 충 방전이 진행됨에 따라 current collector로부터 박리되는 현상을 보여 빠른 용량 감소를 보여주고 있다. 본 연구에서는 adhesion layer를 current collector와 실리콘 전극 재료 사이에 삽입하여 충 방전 시 부피팽창에 의한 미세구조의 변화와 electrochemical 특성에 대한 영향을 알아보았다. 실험에 사용한 anode 전극은 상용 Cu foil current collector에 RF/DC magnetron 스퍼터링을 통해 다양한 종류(Ti, Ta 등)의 adhesion layer과 200 nm 두께의 Si 박막을 증착하였다. 또한 Bio-logic Potentiostat/ Galvanostat VMP3 와 WanAtech automatic battery cycler 장비를 사용하여 0.2 C-rate로 half-cell 타입의 코인 셀로 조립한 전극에 대한 충 방전 실험을 진행하였다. Adhesion layer의 사용으로 인해 실리콘 박막과 Cu current collector 사이의 박리 현상을 줄여줄 수 있었고, 충 방전 시 Cu 원자의 실리콘 박막으로의 확산을 통한 brittle한 Cu-Si alloy 형성을 막아 줄 수 있어 큰 특성 향상을 확인할 수 있었다. 또한, 리튬과 실리콘의 반응을 통한 형태와 미세구조 변화를 SEM, TEM 등의 다양한 장비를 사용하여 확인하였고, 이를 통해 adhesion layer의 사용이 전극의 특성향상에 큰 영향을 끼쳤다는 것을 확인할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.280-287
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• 2003

산업폐기물 중 하나인 굴패각(Oyster Shell, OS)에 대한 건설재료로써의 활용성을 검토하기 위해 굴패각을 혼합한 콘크리트의 장기역학적 특성과 내구성을 실험적으로 평가하였다. 실험결과에 따르면 굴패각을 10% 대체한 콘크리트의 장기강도는 굴패각을 대체하지 않은 콘크리트와 유사한 결과를 보였으나, 굴패각을 20% 대체한 콘크리트의 장기강도는 감소하는 것을 보였다. 즉, 일정 한도 이상의 굴패각 대체는 콘크리트의 장기재령 강도에 열화요인으로 작용할 수 있는 것으로 나타났고, 굴패각의 대체에 따른 탄성계수 저하는 대체율에 거의 비례적으로 저하하였으며 굴패각의 대체율 20%에서 약 10∼15% 저하하였다. 굴패각의 대체율이 증가할수록 건조수축 발생량은 증가하였으며 기존의 건조수축과 크리프 모델식은 굴패각의 증가에 따른 영향을 잘 반영하지 못하였고 이에 대한 예측식의 보정이 필요하다. 잔골재의 일부를 굴패각으로 대체하여도 콘크리트의 동결융해 저항성, 탄산화 저항성, 및 화학침식 저항성에는 나쁜 영향을 미치지 않으며, 투수 저항성은 오히려 크게 개선되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.81-88
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• 2011

폐유황으로부터 제조한 개질유황재료를 시멘트 대체 혼화재로 활용 가능성 여부를 알아보기 위한 연구의 일환으로 개질유황의 품질특성 및 혼화재료로 사용한 모르타르의 기초적 특성에 대하여 분석 및 검토한 결과 개질유황을 혼합한 모르타르의 유동성은 혼합률이 증가함에 따라 감소하였으며, 압축강도는 저하되었다. 또한, 개질유황을 15% 이내로 혼합한 모르타르의 휨, 인장 및 접착강도는 개선되었으며, 수축량은 증가하였다. 특히 내화학성은 혼합률이 증가함에 따라 우수한 저항성능이 나타났다. 따라서 본 연구에서는 개질유황을 시멘트 대체 혼화재로 활용 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.96-96
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• 2009

투명전도막은 FPD의 전자부품에서 전극으로 널리 사용되고 있으며 현재 대부분의 투명전도막으로는 ITO가 사용되고 있다. 하지만, ITO에 사용되는 In은 희유금속으로 지속적인 사용량 증가로 가격의 급등과 더불어 수급 불안정으로 인해 In을 대체하고자 하는 연구가 집중적으로 이루어지고 있다. 그러나 $In_2O_3$를 대체한 ZnO계 등은 비저항이 높아 대체 적용이 가능하지 못하고 있다. 이에 In의 양을 줄이면서 상대적으로 저가이면서 광학적 특성이 우수한 ZnO을 첨가하여 기존의 ITO에 상응하는 전기전도도와 광투과율을 얻을 수 있는 새로운 3성분계 TCO 에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 따라서, 본 연구그룹은 $In_2O_3$을 기본 조성으로 하는 $In_2O_3-ZnO-SnO_2$계를 선정하여 IZTO target을 제조 후 RF magnetron sputtering 방법으로 투명전도막을 제작하였다. 본 연구에서는 RF 파워와 동작압력, 동작시간 그리고 열처리온도의 증착 조건에 따른 IZTO 박막의 특성을 평가하였다. 박막의 특성 및 표면 미세구조를 관찰하기 위해 AFM(Atomic Force Microscope)을 이용하였으며, XRD(X-ray diffraction)을 이용하여 결정성을 분석하였고, 4 point-prove, Hall effect measurement와 UV/Visible spectrometer를 통해 전기적, 광학적 특성을 평가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.262-262
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• 2016

최근 고해상도 디스플레이가 주목받으면서 기존 비정질 실리콘(a-Si)을 대체할 수 있는 재료에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. a-Si의 경우 간단한 공정 과정, 적은 생산비용, 대면적화가 가능하다는 장점이 있지만 전자 이동도가 매우 낮은 단점이 있다. 반면, 산화물 반도체는 비정질 상태에서 전자 이동도가 높으며 큰 밴드갭을 가지고 있어 투명한 특성을 나타낼 뿐만 아니라, 저온공정이 가능하여 기판의 제한이 없는 장점을 가지고 있다. 대표적으로 가장 널리 연구되고 있는 산화물 반도체는 a-IGZO(amorphous indium-gallium-zinc oxide)이다. 그러나 InZnO(IZO) 기반의 산화물 반도체에서 carrier suppressor 역할을 하는 Ga(gallium)은 수요에 대한 공급이 원활하지 못하여 비싸다는 단점이 있다. 그러므로 경제적이면서 a-IGZO와 유사한 전기적 특성을 나타낼 수 있는 suppressor 물질이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 IZO 기반의 산화물 반도체에서 Ga을 Hf(hafnium), Zr(zirconium), Si(silicon)으로 대체하여 용액증착(solution-deposition) 공정으로 각각의 채널층을 형성한 back-gate type의 박막 트랜지스터(thin-film transistor, TFT) 소자를 제작하였다. 용액증착 공정은 물질의 비율을 자유롭게 조절할 수 있고, 대기압의 조건에서도 공정이 가능하기 때문에 짧은 공정시간과 저비용의 장점이 있다. 제작된 소자는 p-type Si 위에 게이트 절연막으로 100 nm의 열산화막이 성장된 기판을 사용하였다. 표준 RCA 클리닝 후에 각 solution 물질을 spin coating 방식으로 증착하였다. 이후, photolithography, develop, wet etching의 과정을 거쳐 채널층 패턴을 형성하였다. 또한, 산화물 반도체의 전기적 특성을 향상시키기 위해서 후속 열처리 과정(post deposition annealing, PDA)은 필수적이다. CTA 방식은 높은 열처리 온도와 긴 열처리 시간의 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 $100^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도와 짧은 열처리 시간의 장점을 가지는 MWI (microwave irradiation)를 후속 열처리로 진행하였다. 그 결과, 각 물질로 구현된 소자들은 기존 a-IGZO와 비교하여 적은 양의 carrier suppressor로도 우수한 전기적 특성 및 안정성을 얻을 수 있었다. 따라서, Si, Hf, Zr 기반의 산화물 반도체는 기존의 Ga을 대체하여 저비용으로 디스플레이를 구현할 수 있는 IZO 기반 재료로 기대된다.