• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.3
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• pp.200-205
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• 1998

The nature, degree, and evolution of contact damage from Hertzian contacts in silicon nitride-boron nitride composites($Si_3N_4-BN$) are investigated as a function of boron nitride content. The strong deviations of indentation stress-strain from elastic response indicate exceptional plasticity in $Si_3N_4-BN$. The absence of ring cracks or cone cracks on the surfaces is observed, indicating a high damage tolerance. Subsurface quasi- plastic deformation by shear stress is considerable and microdamage is widely distributed within the region below the contact. Shear faults associated with local microfailures play a precursor role in plasticity of this material. When boron nitride content increases, $Si_3N_4-BN$ becomes softer and more quasi-plastic.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.500-500
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• 2013

특정한 유기 물질에 전류를 인가했을 때 발광을 하는 특성을 이용한 Organic Light Emitting Diode (OLED)는 뛰어난 색재현성, 적은 전력소모, 간단한 제조공정, 넓은 시야각 등으로 인해 PDP, LCD, LED에 이은 차세대 디스플레이 소자로 많은 관심을 받고 있다. 하지만 OLED는 각기 다른 굴절률을 가지는 다층구조로 되어있어 실질적으로 소자 밖으로 나오는 빛은 원래 생성된 빛의 20% 정도 밖에 되지 않는다. 이러한 광 손실을 줄이기 위해 Photonic Crystal (PC)이나 마이크로 렌즈 어레이(MLA) 부착 등과 같이 특정한 크기를 갖는 주기적인 나노 구조물을 이용한 광추출 효율 상승 방법은 특정 파장의 빛에서만 효과가 있는 한계가 있었으며 고가의 공정과정을 거쳐야 했으므로 OLED 소자의 가격 향상에 일조하였다. 이의 해결을 위해 본 연구는 유리기판 위에 랜덤한 분포를 가지는 나노 구조물 제작 공정법을 제안한다. 먼저 유리기판 위에 스퍼터로 금속 박막을 입혀 이를 Rapid thermal annealing (RTA) 공정을 이용하여 랜덤한 분포의 Island를 가지는 마스크를 제작하였다. 그 후 플라즈마 식각을 이용하여 유리기판에 나노 구조물을 형성하였고 기판 위에 남아있는 마스크는 Ultrasonic cleaning을 이용하여 제거하였다. 제작된나노구조물은 200~300 nm의 높이와 약 200 nm 폭을 가지고 있다. 제작된 유리기판의 OLED 소자로의 적용가능성을 알아보기 위한 광학특성 조사결과는 300~900 nm의 파장영역에서 맨유리와 거의 비슷한 수직 투과율을 보이면서 최대 50%정도의 Diffusion 비율을 나타내고 있고 임계각(41도) 이상의각도에서 인가된 빛의 투과율에 대해서도 향상된 결과를 보여주고 있다. 제안된 공정의 전체과정 기존의 PC, MLA 등의 공정에 비해 난이도가 쉽고 저가로 진행이 가능하며 추후 OLED 소자에 적용될 시 대량생산에 적합한 후보로 보고 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.510-510
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• 2011

Si (100) 2 인치 웨이퍼 위에 RF Magnetron Sputtering 방법으로 Ti 박막을 형성하고, 그 위에 MPCVD (Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition) 방법을 이용하여 나노결정다이아몬드 박막을 증착하였다. 지름 3인치, 두께 1/4인치의 Ti 타겟을 사용하고, Ar 가스 유량 11 sccm, 공정 압력 $4.5{\times}10^{-3}$ Torr, RF 전력 100 W, 기판온도 $70^{\circ}C$ 조건에서 2 시간 동안 Ti 박막을 증착하여 약 $0.8{\mu}m$의 박막을 얻었다. 그 위에 공정 압력 110 Torr, 마이크로웨이브 전력 1.2 kW, Ar/$CH_4$ 가스 조성비 200/2 sccm, 기판 온도 $600^{\circ}C$의 조건에서 기판에 -150 V의 DC 바이어스 전압 인가 여부를 변수로 하고, 증착 시간을 변화시켜 나노결정다이아몬드 박막을 제작하였다. FE-SEM과 AFM을 이용하여 다이아몬드 입자의 크기와 다이아몬드 박막의 두께, 표면 거칠기 등을 측정하였고, Raman spectroscopy와 XRD를 이용하여 다이아몬드 결정성을 확인하였다. 바이어스를 인가하지 않았을 경우 증착 시간이 증가할수록 다이아몬드 입자의 평균 크기가 증가하며 입자들이 차지하는 면적이 증가하는 것을 확인하였다. 그러나 2시간이 경과해도 아직 완전한 박막은 형성되지 못하고 약 4시간 이상 증착 시 완전한 박막을 이루는 것이 확인되었다. 이에 비해서 바이어스 전압을 인가할 경우 1시간 내에 완전한 박막을 이루는 것을 확인하였다. 표면 거칠기는 바이어스를 인가한 경우가 그렇지 않은 경우에 비해서 조금 높은 것으로 나타났다. 이러한 바이어스 효과는 표면에서의 핵생성 밀도 증가와 재핵생성 속도 증가에 기인하는 것으로 해석된다.

• KSBB Journal
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• v.17 no.1
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• pp.54-58
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• 2002

Curdlan gel containing various hydrophobic materials was prepared. The homogenized suspension of curdlan and hydrophobic materials was healed at $100^{\circ}C$. The curdlan gel can contain hydrophobic material up to 27%(v/v). When gel was compressed, only water in the gel was removed. When immersed in water, the dried gel absorbed water and became the original wet gel. The syneresis of gel decreased with the concentration of hydrophobic material added. DHA content of dried gel was about 90%. $\beta$-cyclodextrin inclusion complexes containing DHA were prepared with addition of water and ethanol. X-ray diffractograms of complexes showed a specific peak at 7-$8^{\circ}C$ and FT-IR spectrum of complex showed a specific C=O peak at $1745\textrm{cm}^{-1}$. Inclusion complex containing DHA was microcapsulated with curdlan and pullulan.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.220-221
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• 2007

금속 촉매 성장 (Metal-induced growth) 를 이용하여, 마이크로 사이즈의 결정질 (Microcrystalline) 박막 실리콘 (Silicon, Si)을 성장하였다. 금속 촉매로서는 코발트, 니켈, 코발트/니켈 복합물질(Co, Ni, or Co/Ni) 이 사용되었으며, 실리콘과 반응하여 실리사이드 (Silicide) 층을 형성한다. 이러한 실리사이드 층은 실리콘과 격자 거리가 유사하여 (Little lattice mismatch), 그 위에 실리콘 박막을 성장하기 위한 모체 (Template) 가 된다. XRD (X-ray diffraction) 분석을 통하여, 실리사이드 ($CoSi_2$ or $NiSi_2$) 의 형성과 성장된 박막 실리콘의 결정성을 연구하였다. 이러한 박막을 이용하여, 쇼트키 태양전지 (Schottky Solar cell) 에 응용하였다. 코발트/니켈 복합물질을 이용하였을 경우에 10.6mA/$cm^2$ 단락전류를 얻었으며, 이는 코발트만을 이용한 경우보다 10 배만큼 증가하였다. 이러한 실리사이드를 매개로한 박막 실리콘의 성장은 공정상에서의 열부담 (Thermal budget) 을 줄일 수 있으며, 대면적 응용에 큰 가능성을 가지고 있다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.22 no.4
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• pp.91-98
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• 2015

In order to apply to stretchable electronics packaging, locally stiffness-variant stretchable substrates consisting of island structure were fabricated by combining two polydimethylsiloxane elastomers of different stiffnesses and their elastic moduli were characterized as a function of the width of the high-stiffness island. The low-stiffness substrate matrix and the embedded high-stiffness island of the stretchable substrate were formed by using Dragon Skin 10 of the elastic modulus of 0.09 MPa and Sylgard 184 of the elastic modulus of 2.15 MPa, respectively. A stretchable substrate was fabricated to be a configuration of 6.5-cm length, 0.4-cm thickness, and 2.5-cm width, in which a high-stiffness Sylgard 184 island, of 4-cm length, 0.2-cm thickness, and 0.5~1.5-cm width, was embedded. The elastic modulus of a stretchable substrate was increased from 0.09 MPa to 0.16 MPa by incorporating the Sylgard 184 island of 0.5-cm width to Dragon Skin 10 substrate matrix. The elastic modulus was further improved to 0.18 MPa and 0.2 MPa with increasing the Sylgard 184 island width to 1.0 cm and 1.5 cm, which were in good agreement with values estimated by combining the Voigt structure of isostrain and the Reuss structure of isostress.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.22 no.5
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• pp.467-472
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• 2011

This study investigated illite/polypropylene (PP) composite filament formation via melt-spinning and evaluated their physical properties to prepare functional fibers using natural materials. When composite filaments were formed, the composite filaments exhibited smaller fiber diameters compared to that of neat PP filament because of the lubricant effect of illite induced by its layered structure. Moreover, fluorination effect increased interfacial affinity and dispersion in the polymer, resulting in smaller diameter of fluorinated illite/PP composite filament, which was 2/3 of the neat PP filament diameter. Addition of raw and fluorinated illite improved thermal stability of illite/PP composite filament. Raw illite/PP composite filament cannot be used for a practical application, because it broke during drawing process, whereas the fluorinated illite/PP composite filament can be used for a practical application, because it exhibited similar tensile strength of the neat PP filament and 50% increased modulus. Even with improved illite/PP interfacial affinity and illite dispersion in the polymer, illite/PP composite filament formed microcomposite, because non-expandable illite had strongly bound layers, resulting in only a little illite exfoliation and PP intercalation into illite.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.48 no.1
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• pp.33-38
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• 2010

A microfluidic system has been developed using biomaterial for the measurement of cupric ion concentration. The cell-membrane-mimicking bilayer lipid membrane(BLM)-coated silver electrode was used for the sensing of cupric ion concentration. The silver-supported BLM could increase its stability. A silver-supported bilayer lipid membrane(s-BLM) was easily obtained using its self-assembling characteristics by immersing silver wire into lipid(phosphatidylcholine; PC) solution and then dipping into aqueous KCl solution. These s-BLMs were used to determine the relationship between $Cu^{2+}$ concentration and current crossing s-BLM. Their relationship showed high linearity and reproducibility. The calibration curve was constructed to express the relationship between $Cu^{2+}$ concentration and current in the $Cu^{2+}$ concentration range of 10 and $130{\mu}M$. This calibration curve was used to measure $Cu^{2+}$ concentration in an unknown sample. Microfluidic system with s-BLM was made of PDMS(polydimethyl siloxane) using typical soft photolithography and molding technique. This integrated system has various functions such as activation of the silver surface without cutting silver wire, coating of BLM on silver surface, injection of KCl buffer solution, injection of $Cu^{2+}$ sample and measurement of $Cu^{2+}$ concentration in the sample.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.361-361
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• 2013

비냉각 적외선 검출소자는 빛이 전혀 없는 환경에서도 사물을 감지하는 열상장비의 핵심소자이다. 마이크로볼로미터 적외선 검출기는 상온에서 동작하며, 온도안정화를 위해 TEC를 장착하여 진공패키지로 조립된다. 패키지는 진공을 유지할 수 있도록 일반적으로 메탈로 제작되며, 단가 감소 및 생산성 증대를 위해 wafer level packaging 방법을 이용한다. 마이크로볼로미터의 특성은 패키지의 진공 변화에 매우 민감하다. 센서의 감도를 증가시키기 위해서는 진공환경을 유지해야 한다. 볼로미터 소자의 특성은 상압에서 열전도는 기판과 멤브레인 사이의 에어갭을 통해 열손실을 야기하므로 센서의 반응도가 현저히 줄어든다. 에어갭이 1 um 정도 되더라도 그 사이에 존재하는 열전도가 가능하므로 진공을 유지하여 열고립 상태를 증대시킬 수 있다. 이에 본 연구에서는 소자의 동작시 압력, 즉 진공도가 볼로미터 소자의 반응도 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 마이크로볼로미터 소자는 $2{\times}8$ 어레이 형태로 제작하였으며, metal pad를 각 단위셀에 배치하였으며, 공통전극으로 한 개의 metal pad를 넣어 설계하였다. 흡수체로써 VOx를 사용하였으며, 열 고립구조를 위해 2.5 um 공명 흡수층의 floating 구조로 멤브레인을 형성하였다. 진공패키지는 메탈패키지를 제작하여 볼로미터 칩을 TEC 위에 장착하였으며, 신호의 감지를 위해 가변저항을 매칭시켰다. 반응도는 신호 대 잡음 값을 획득하여 소자에 도달하는 적외선 에너지에 대해 반응하는 값을 계산에 의해 얻어내는 것이다. 픽셀 크기는 $50{\times}50$ um이며, 패키지 조립 공정 후 온도변화에 따른 저항 측정을 통해 TCR 값을 얻었다. 이때 TCR은 약 -2.5%/K으로 나타났다. $2{\times}8$의 4개 단위소자에 대해 측정한 값은 균일하게 TCR 값이 나타났다. 광반응 특성은 볼로미터 단위소자에 대해서 먼저 고진공(5e-6 torr) 하에서 측정하였으며, 반응도는 25,000 V/W의 값을 나타내었고, 탐지도는 약 2e+8 $cmHz_{1/2}$/W로 나타났다. 패키지의 압력 조절을 위해 TMP 및 로터리 펌프를 이용하여 100 torr에서 1e-4 torr의 범위에서 압력조절 밸브를 이용하여 질소가스의 압력으로 진공도를 변화시켰다. 적외선 반응신호는 압력이 증가함에 따라 감소하였으며, 2e-1 torr의 압력에서 신호의 크기가 감소하기 시작하여 5 torr에서 반응도의 1/2 값을 나타냄을 알 수 있었다. 30 torr 이상에서는 신호가 잡음값 과거의 동일하여 신호대 잡음비가 1로 나타남을 알 수 있었다. 또한 진공도 변화에 대해, 흑체온도에 따른 반응도 및 탐지도의 특성을 조사한 결과를 발표한다. 반응도의 증가를 위해 진공도는 진공도는 1e-2 torr 이하의 압력을 유지해야 함을 본 실험을 통해 알 수 있었다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.4
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• pp.50-57
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• 2017

In the injection molding process, a core that builds a space for a product is installed at the internal place in the mold and fabricated as the frame of the mold. In this make up, the fabricating partial form of the mold at a pin is a core pin. The core pin is finer because an injection mold produces miniaturization and integration. On the other hand, when the core is manufactured using the existing centerless grinder, it generates vibrations because of the lack of a fixed zig for a micro size workpiece. For this reason, an existing centerless grinder without a micron size fixed zig, makes a defective product due to vibration and deformation. In this study, a compact grinding system that can be installed using an existing centerless grinder was fabricated to make a micro size core pin. Using the compact grinding system, grinding experiment for core pin was carried out. The performance of the system was confirmed by measuring the surface roughness, roundness, and cylindricity.