• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권6호
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• pp.1119-1123
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• 2008

마이크로파를 이용하여 주석산화물을 제조한 후에 리튬이온전지의 음극활물질로 사용하였다. 시료들은 마이크로파를 이용하여 가열한 후에 산소분위기에서 300, 500, $700^{\circ}C$로 3시간 열처리하였다. 마이크로파로 제조한 주석산화물의 전기화학적인 특성과 가역용량을 고찰하였다. $500^{\circ}C$로 가열한 주석산화물이 $300^{\circ}C$와 $700^{\circ}C$로 가열한 시료보다 높은 가역용량을 나타내었다. 마이크로파 가열과 전기로 가열을 비교한 결과 마이크로파 가열이 높은 가역용량을 나타내었다. 마이크로파 가열과 $500^{\circ}C$ 가열한 주석산화물의 경우에 초기 방전용량이 1,500 mAh/g으로 나타났다.

• 전기화학회지
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• 제10권1호
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• pp.20-24
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• 2007

최근 높은 에너지 밀도를 갖고 있는 리튬 이온 이차전지에 대한 관심이 높다. 리튬 이온 이차전지는 이미 휴대용 기기로 널리 적용되고 있으며, 하이브리드 전기자동차와 같은 고출력 전지시스템에 적용을 위해 연구되고 있다. 리튬 이온 이차전지의 전극 소재는 리튬 이온의 이동에 의해서 충전 및 방전되는 현상을 활용한다. 전극으로부터 리튬 이온이 이동될 때 전극내의 구조 변화가 발생한다. 전극의 구조분석은 중성자 또는 X-선을 이용하여 분석할 수 있다. X-선은 분석 시간이 짧고, 쉽게 분석할 수 있다는 장점이 있으나 원자내의 전자구름과의 산란을 응용하므로 전자가 적은 가벼운 원소의 경우 분석이 어려운 단점이 있다. 리튬도 원자량이 작아서 X-선 만으로는 리튬의 정확한 위치에 대한 분석이 어렵다. 중성자 분석기술은 이에 대한 해답이 될 것이다. 본 자료에서는 중성자를 활용한 전극물질의 구조 분석 사례 및 그 원리에 대해서 논의하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.497-498
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• 2011

나노입자는 벌크 재료와는 다른 광학적, 전기적, 촉매적 특징 때문에 최근 많은 연구가 이루어지고 있다. 나노유체의 성질은 나노입자의 크기와 형상, 분산성등과 같은 여러 요인에 의해서 결정되어진다. 이러한 나노입자의 특징 때문에 여러 응용분야에서 활용되어지고 있다. 예를 들면, 일반 유체에 나노입자를 분산시키면, 열전도도와 대류열전달효과가 증대되어 진다. 이러한 나노유체의 제조법으로는 크게 두 가지로 분류되어 있다. 투스텝법은 환원법 혹은 기계적으로 제작한 나노입자를 일반 유체에 혼합시킨 후 분산을 시켜 제조하는 제조법이다. 원스텝법은 투스텝법과는 달리 한번에 나노유체를 제조하는 제조법이다. 일반 유체에서 나노유체를 제조함과 동시에 분산을 시켜서 제조한다. 최근, 유체내에서 나노유체를 제조함과 동시에 분산을 시켜 나노유체를 제조하는 새로운 기술인 유체 플라즈마법이 개발되었다. 하지만, 유체 플라즈마의 일반적인 거동과 해석이 명확하게 규명되지 않은 상태이다. 본 연구에서는 유체 플라즈마의 발생 메카니즘 규명을 위한 방전 시간, 전압, 단극 직류 전력, 극간거리에 따른 유체 플라즈마의 특징을 OES와 오실로스코프를 이용하여 측정하였다. 또한, 제조된 나노유체의 특징을 UV-vis nir spectropgotometer, HR-TEM, zeta-potential, EDS, ICP-OES, KD2 pro and lambda로 측정하였다. 유체 플라즈마를 각 조건에 따라 발생시켰고, 나노유체를 성공적으로 제조하였다. 유체 플라즈마의 주요 발생 원소는 산소와 수소이온으로 측정되었다. 유체 플라즈마의 강도는 전기에너지가 증가함에 따라서 증가함으로 측정되었다. 제조된 나노입자의 크기는 유체 플라즈마의 강도가 증가함에 따라서 감소하였고, 대부분의 나노입자의 형상은 구형으로 제조되었다. 나노유체의 분산안정성 또한 유체 플라즈마의 강도가 증가함에 따라서 증가하였다. 직경이 $18.1{\pm}5.0$ nm인 나노유체의 열전도도는 3%로 측정되었다. 유체 플라즈마에 의한 나노유체의 제조 메카니즘을 다음과 같이 제안한다. 유체내에서 전기에너지 인가에 따른 이온과 전자의 흐름은 유체 플라즈마를 발생시킨다. 기본 유체는 물이므로 유체 플라즈마의 주요 발생 원소는 수소와 산소이며, 인가되는 전기에너지량이 증가함에 따라서 이온과 전자의 흐름이 증가됨으로서 유체 플라즈마의 강도가 증가함으로 추측한다. 유체 플라즈마 발생은 전자의 흐름과 관계되어진다. 따라서, 유체내에 존재하는 전구체에 전자가 제공되어짐에 따라서 금 입자를 환원시켜 입자가 형성된다. 또한, 유체 플라즈마는 나노입자를 음전하로 대전시켜 분산안정성의 확보가 되는 것으로 추측되어진다.

• 한국광학회지
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• 제4권4호
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• pp.442-446
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• 1993

T$i^{3+}$: sapphire 레이저를 선형 xenon 섬광관을 이용하여 펌핑시켜 그 발진 특성을 조사하였다. Ti: sapphire 레이저에 적합한 섬광관 펌핑 조건을 찾기 위하여 섬광관에 인가되는 펄스의 시간폭이 각각 10${\mu}s$, 45${\mu}s$, 65${\mu}s$인 세 가지의 방전 회로에 대하여 실험하였다. 섬광관에서 방출된 빛 중에서 Ti: sapphire 의 흡수대보다 짧은 파장의 빛을 Ti: sapphire 의 흡수대와 일치하는 파장의 빛으로 바꾸어 주기 위하여 그 형광 스펙트럼이 Ti: sapphire 의 흡수대와 잘 일치하는 색소 LD-490을 형광에 의한 에너지 전환제로 선택하였다. LD-490의 농도의 변화에 따른 레이저의 출력변화를 측정한 결과 농도가 1.0${\times}10^{-3}$mol/l 일때의 레이저 출력이 가장 높았다. LD-490의 농도를 1.0${\times}10^{-3}$mol/l로 하였을 경우 펌핑광의 펄스폭을 10, 45, 65$\mu\textrm{s}$로 증가시킬 경우 기울기 효율은 각각 2.3%, 1.5%, 1.1%로 감소하였다. 문지방 에너지는 각각 22, 65, 95 J로 증가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.523-523
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• 2013

대기압 제트 플라즈마는 의료산업 및 재료공정, 정수, 기체흐름 제어 등 다양한 분야에 적용을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 뿐만 아니라 구동 조건에 따라 다양한 방전 모드가 존재하며, 이에 따라 발생된 플라즈마의 광학적 및 전기적 특성도 매우 다르게 나타나기 때문에 과학적으로도 새로운 현상들이 속속 발표되고 있다. 대기압 제트 플라즈마에서 중요한 과학적 현상 중 하나인 스트리머(streamer) 혹은 플라즈마 총알(plasma bullet)은 수-수십 kHz의 저주파 전압으로 구동 시 특정 조건에서 발생하는 현상으로, 최근 들어 시간분해능이 높은 ICCD 카메라를 이용하여 스트리머의 발생 및 전파에 대한 새로운 현상의 발견과 다양한 물리적 이해가 시도되고 있다. 본 연구에서는 헬륨 대기압 제트 플라즈마에 포함된 질소 함유량에 따른 다중 스트리머의 발생 및 기작의 이해를 시도하였다. 구동 전압 및 주파수, 헬륨기체의 유량, 전극 구조 및 간격 등 모든 조건이 동일한 상태에서 질소기체의 함유량을 증가시킬수록 특정 영역에서 스트리머의 개수가 증가하는 것을 관찰되었다. 또한 $N_2{^+}$의 방출광 세기가 헬륨 및 산소 원자의 방출광보다 지배적인 것으로 측정되었으며, 이는 헬륨 플라즈마에서 흔히 나타나는 헬륨 metastable에 의한 질소분자의 페닝 이온화(Penning ionization) 때문이다. 본 연구팀은 페닝 이온화($He^*+N_2{\rightarrow}He+N_2{^+}+e$)로 인해 추가적으로 발생하는 전자가 다중 스트리머 발생에 중요한 역할을 하는 것이라 제안한다. 좀 더 심화적인 분석을 하고자 헬륨-질소 플라즈마에서 주된 여러 가지 반응식을 이용하여 페닝 이온화에 의한 이온화율 및 전자의 직접적인 충돌에 의한 질소, 헬륨의 이온화율의 계산을 수행하여 특정 영역에서 헬륨의 이온화율보다 질소 페닝 이온화율이 더 커지는 것을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.1068-1075
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• 2018

본 논문에서는 위상고정 상태에 따라 활성화 되는 루프가 다르게 설정하고, 두 개의 입력을 가지는 전압제어발진기를 사용하여 스퍼를 억제함과 동시에 루프필터의 크기를 줄이는 위상고정루프를 제안하였다. 동작 상태에 따른 안정도 분석을 통하여 위상고정 후에는 위상고정루프가 안정적으로 동작되게 설계하였다. 일반적으로 루프 필터의 커패시터는 위상고정루프에서 큰 면적을 차지한다. 두 개의 전하펌프에 의한 동시 충 방전 동작을 통해 커패시터의 유효커패시턴스를 증가시켜 루프필터 크기를 줄일 수 있으며, 서로 반대 위상으로 동작하는 두 개의 신호를 입력으로 가지는 전압제어발진기로 스퍼의 크기를 억제할 수 있었다. 위상고정 상태를 알려주는 LSI(Locking Status Indicator)를 사용하여 위상고정 시간은 $80{\mu}s$가 되도록 하였다. 제안된 위상고정루프는 1.8V의 공급전압과 $0.18{\mu}m$ CMOS공정을 사용하여 설계하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권6호
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• pp.704-709
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• 2011

접촉글로우방전 전기분해(CGDE)에 의한 후코이단의 저분자화에 대해 연구하였다. CGDE 공정 후에 후코이단을 기능성 식품재료로 사용하기 위해 유기산을 전해질로 사용하였다. 실험결과 유기산을 이용한 전기분해에 의해 후코이단의 분자량을 효과적으로 감소시킴을 보였다. 전해질의 농도가 증가하면 글로우방전 시작 전압이 감소하고 글로우방전시작 전류는 증가하였다. 반응시간에 따른 후코이단의 분자량 변화로부터 저분자화반응은 1차 반응속도 식을 따름을 보였다. 유기산을 이용한 CGDE에 의해 후코이단의 분자량이 처음의 약 1/77로 감소하였으며, CGDE 저분자화 과정에서 유리된 황산기 함량이 작았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권4호
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• pp.485-490
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• 2011

사불화탄소($CF_4$)는 반도체 제조공정에서 에칭과 반응기 세척에서 사용되어온 가스이다. $CF_4$는 적외선을 강하게 흡수하고 대기 중 잔류시간이 길어서 지구온난화에 영향을 미치기 때문에 고효율의 분해가 필요하다. 본 연구에서는 플라즈마와 워터젯을 결합하여 워터젯 글라이딩 아크 플라즈마 시스템을 개발하고, 이를 이용하여 $CF_4$를 고효율로 분해할 수 있도록 방전영역을 증가시키고 다량의 OH 라디칼을 생성시킬 수 있는 최적의 조업 조건을 결정하였다. 공정 실험 변수로는 워터젯 주입량, $CF_4$ 초기 농도, 전체 가스량과 주입에너지량(SEI : Specific energy input)을 선정하였다. 변수실험을 통하여 워터젯 주입량이 25.5 mL/min, $CF_4$ 초기 농도 2.2%, 전체 가스량 9.2 L/min, SEI 7.2 kJ/L일 때 $CF_4$ 분해율은 최고 97%까지 도달하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.265-272
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• 2016

SCALDO(Supercapacitor Assisted LDO) 레귤레이터는 기존 LDO(Low Drop-out) 레귤레이터(이하 LDO)의 낮은 효율을 개선하기 위해 연구되고 있는 회로로서, 회로의 입력단과 LDO사이에 슈퍼커패시터를 부착하여 입력과 출력 전압의 차이에 의해 발생하는 불필요한 전력손실을 재사용함으로써 LDO의 효율을 향상시킬 수 있다. 하지만 SCALDO 레귤레이터는 현재 연구 중에 있는 회로로 몇 가지 개선되어야 할 사항들이 남아있다. 그 중 한 가지는 회로의 최초동작 시 LDO에 인가되는 과전압문제이다. 회로의 최초동작 시 슈퍼커패시터가 완전히 방전되어 있어 충전모드 시 입력과 슈퍼커패시터, LDO가 직렬로 연결되는 SCALDO 레귤레이터 특성 상 입력전압이 LDO에 짧은 시간동안 그대로 인가되는데, 입력전압이 출력전압보다 최소 2배 이상 크기 때문에 이는 LDO에 상당히 큰 부담이 될 수 있다. 본 논문에서는 이러한 과전압 문제를 해소하기 위해 회로 동작 전 슈퍼커패시터를 충전시킬 수 있는 사전충전부가 포함된 새로운 SCALDO 레귤레이터를 제안하였으며, 실험을 통해 동작 초기 LDO에 인가되는 과전압이 상당부분 감소됨을 확인하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.59.2-59.2
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• 2009

화학보호복은 독성이 있는 화학물질 및 미세분진등에 대해 공기를 차단하며 완전 밀폐형으로 공기호흡기 및 에어라인 같은 호흡보호장치와 함께 착용하여 신체부위를 보호한다. 그 예로 생물/화학보호복은 유독하고 해로운 생물/화학물질로 부터 인체를 보호해준다. 이들 보호복은 다양한 환경이 노출되어 장시간 작업을 위해서 오랜시간 보호성능을 유지해야한다. 특히, 이런 원단의 구성은 플라스틱과 고무류의 다층구조로 구성되어있다. 플라스틱류(폴리에틸렌, PTFE 등)는 표면장력이 너무 낮아 접착하는데 어려운 점이 많이 대두된다. 일반적인 표면처리방법은 크게 물리화학적 방법으로 4가지로 분류한다. 화학적산화, 불꽃처리, 플라즈마처리, UV 방사법 등이 있다. 이들 중에서 가장 간단한 산화처리는 플라즈마처리다. 이처리는 상온/상압하에서 대기 중 또는 가스내에 방전에 의해 플라즈마를 형성하고 이 플라즈마가 대상물의 표면분자와 격렬히 반응하게 하여 표면의 분자구조를 변화시킴에 따라 소수성의 표면에 Carboxyl, hydroxyl과 carbonyl과 같은 친수성으로 변하여 결합능력을 증가 시켜 표면장력을 높여주는 가장 효과적인 방법이다. 플라즈마 표면처리를 하고 나면 육안으로 표면의 변화를 감지할 수 없지만 접착, 잉크, 코팅을 잘 받아들이는 결과를 가져온다. 플라즈마 표면처리의 효과는 주로 부도체의 필름이나 합성수지 계열의 인쇄성과 접착성을 향상시키고자 많이 활용되고 있는 실정이다. 특히, 화학보호복과 같은 플라스틱류인 다양한 고분자 합성수지(Polyethylene, polypropylene, nylon, vinyl, PVC, PET 등)에 적용가능하다. 본 연구에서는 플라즈마처리조건에 영향을 주는 변수들을 고려하여 실험계획법(DOE, RSM)을 이용하여 최적화된 플라즈마 공정을 향상시키고자한다.