• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.23 no.6
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• pp.466-473
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• 2011

The buoyancy and initial momentum fluxes make near-field dominated by buoyant jet when thermal discharge releases underwater. In order to estimate prediction capabilities of those near-field phenomena, non-hydrostatic RANS applied CFD(Computational Fluid Dynamic) model was used. Condition of model was composed based on past laboratory experiments. Numerical simulations carried out for the horizontal buoyant jet in the stagnant flow and vertical buoyant jet into crossflow. The results of simulation are compared with the terms of trajectory and dilution rate of laboratory experiments and analytic model(CorJET) results. CFD model showed a good agreement with them. CFD model can be appropriate for assessment of submerged thermal discharge effect because CFD model can resolve the limitations of near-field analytic model and far-field quasi 3D hydrodynamic model. The accuracy and capability of the CFD model is reviewed in this study. If the computational efficiency get improved, CFD model can be widely applied for simulation of transport and diffusion of submerged thermal discharge.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.9 no.4
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• pp.341-345
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• 2000

We investigated the microstructures and the electrical properties of $ZrO_2$thin films deposited by reactive DC magnetron sputtering on (100) Si with different deposition conditions and annealing treatments. The refractive index of the $ZrO_2$ thin films increased with annealing temperatures and deposition powers, and approached to the ideal value of 2.0~2.2. The $ZrO_2$thin films deposited at the room temperature are amorphous, and the films are polycrystalline at the deposition temperature of $300^{\circ}C$. Both the thickness of the interfacial oxide layer and the root-mean-square (RMS) value of surface roughness increased upon annealing in the oxygen ambient. The Cmax value and leakage current value decreased with the increase of thickness of the interfacial oxide thickness.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.9 no.4
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• pp.389-393
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• 2000

Effects of Co addition and heat treatment on the magnetic properties of Fe-Si-B thin films were investigated. The compositions of metalloids, i.e, B and Si, in the alloys were kept 10 at.% each. Heat treatments were carried out in the temperature range from 100 to $300^{\circ}C$ for up to 60 min. Amorphous thin films of FeCoSiB were deposited on the water-cooled substrates by dc magnetron sputtering. The composition of thin films was controlled by placing proper number of pellets of alloying elements and analyzed by ICP, resulting in $Fe_{80-X}Co_ XB_{10}Si_{10}$ (X=8~18 at.%). Saturation magnetization of the alloys increased as Co concentration increased up to 10 at.% and then decreased with further increase of Co concentration. However, coercive force of the films decreased with the increase of Co concentration. Furthermore, the coercive force was also reduced by the annealing due to the residual stress relief.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.11 no.3
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• pp.147-151
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• 2000

We deposited the ion assisted ${Ta_2}{O_5}$ films and conventional thermal evaporated ${Ta_2}{O_5}$ films by using electron beam gun, and measured the optical properties and mechanical properties of the fabricated films according to the evaporation conditions. In the case of the TazOs films by oxygen ion assisted deposition with the anode voltage of 120 V, and current density of $50~500\muA/cm^2$, the refractive index exhibited 2.15 which was higher than the conventionally deposited film index 1.94 and the tensile stress exhibited $5.0\times10^8 dyne/cm^2$ which was lower than $7.0\times10^8 dyne/cm^2$. This properties coincided with the optical and mechanical properties of the films deposited at the elevated substrate temperature of $230^{\circ}C$. In the case of the argon ion assisted films the tensile stress was decreased but the absorption existed at the short wavelength in the visible spectral region. And all the fabricated films were found to be amorphous by the X-ray diffraction analysis. lysis.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.387-387
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• 2012

결정 Si 및 비정질 Si 태양전지는 환경친화적이며 안정적인 물질로 전력변환 및 에너지 저장 장치에 중요하기 때문에 연구가 활발하게 진행되고 있다. 고효율 Si 태양전지를 제작하여 상용화하기에는 여러 가지 문제점이 있다. 공기와 비교하여 높은 굴절률을 갖고 있기 때문에 발생하는 반사를 줄이기 위해서 필요한 무반사 코팅층(Anti-reflective coating; ARC)은 주로 SiO2 와 SiNx 와 같은 유전체를 이용하여 사용하지만 이들 ARC 증착은 PECVD와 같은 진공장비를 사용하므로 제작 비용이 높아지는 단점이 있다. 나노선 또는 나노 팁과 같은 sub-wavelength 구조를 표면에 만들어 반사율을 줄이는 작업을 통해 ARC 공정비용을 감소하고 효율을 증진하는 연구가 활발히 진행되고 있다. CdS 양자점을 태양전지 표면에 형성함으로 ARC로 해결할 수 없는 단파장영역에 해당하는 부분을 줄이는 연구가 진행되었으며, 비정질의 경우 원기둥 형태의 태양전지 형태와 더불어 지름 방향으로의 PN 접합 나노로드 배열을 만들어 흡수면을 증가하여 효율을 증가한 연구도 진행되었다. 태양전지 표면의 형태를 V-groove 형태로 형성하여 입사하는 태양전지의 광밀도를 증가하는 이론적 결과도 발표되었다. 본 연구에서는 Si 태양전지의 표면변형에 따른 태양전지의 전력변환효율의 변화를 관찰하기 위하여 태양전지 표면의 texture 지름을 $3{\sim}15{\mu}m$, 간격을 $5{\sim}20{\mu}m$로 변화하고, 태양전지 표면의 나노 패턴을 2~10 nm 로 변화하여 반사율과 전력변환효율을 비교하였다. 나노와 마이크로 패턴은 각각 polystyrene nanosphere 와 photo mask를 이용하여 제작하였으며 PN junction Si 태양전지는 spin on dopant 방식으로 제작하여 성능을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.73-73
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• 2011

Zn-Sn-O (ZTO) 다성분계 산화물 박막은 일반적인 rf 스퍼터법으로 성막할 경우 비정질상으로 성장하여 결정질 산화물 박막에 비해 우수한 표면평탄도와 식각 단면을 제공한다. 비정질임에도 불구하고 넓은 자유전하 농도 범위에서 높은 Hall 이동도를 제공할 수 있는 것으로 보고되어 있어 비정질 산화물의 투명도전성 박막에 대한 관심이 높아지고 있다. 투명 TFT에 적용되는 또 다른 비정질계 산화물 박막인 In-Zn-O (IZO) 박막에 비해 ZTO 박막은 상대적으로 제한된 연구가 이루어졌으나, In의 함유되지 않아 경제적으로 유리하고, 특히 SnO2의 우수한 기계적 및 화학적 특성과 ZnO의 내환원성 특성을 잠재하고 있는 유망한 투명도전성 박막재료이다. 본 연구에서는 Zn-Sn-O계 박막을 통상의 rf 스퍼터법으로 성막하여 조성, 증착 온도, 그리고 열처리 온도에 따른 ZTO 박막의 구조적인 특성 변화와 이에 따른 전기적 및 광학적 특성 변화에 대하여 고찰하였다. ZnO 타겟과 SnO2 타겟을 사용하여 co-sputtering하여 ZnO의 부피 분률을 13~59 mol%까지 변화되도록 조절하여 증착하였다. 증착 온도는 상온, 150 및 $300^{\circ}C$로, 그리고 성막가스 중의 산소분률은 0%, 0.5% 및 1% 로 변화시켰다. 40 mol% 이상의 ZnO를 함유한 ZTO 박막은 가시광 영역에서의 평균 광투과도는 좋으나 전기적인 특성이 열악하였으며, ZnO 분율이 낮은 ZTO 박막은 10-2~10-3 ohm-cm 정도의 비교적 낮은 비저항을 나타내었으나 광투과도 면에서 떨어지는 단점을 보였다. 평균 광투과도는 증착 온도가 증가할수록, 그리고 산소의 양이 증가할수록 향상 되었다. 자유전하농도가 1017~1020 cm-3 정도의 넓은 범위에서 10 cm2/Vs 을 넘는 홀 이동도를 가지는 ZTO 박막의 증착이 가능함을 확인하였으며, 이로부터 투명 TFT 소자로 적용이 가능성이 있음을 보였다. EPMA를 이용한 정량분석 및 XRD를 이용한 구조분석과 연계한 ZTO 박막의 물성 및 최적 조건에 대한 논의가 이루어질 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.501-501
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• 2011

산업이 고도화, 다원화, 세계화되고 있는 현대사회는 다기능성, 고물성, 극한 내구성을 가지며 환경 친화적이면서 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 다기능 소재의 개발을 요구하고 있다. 이러한 시점에서 다양한 물성을 동시에 발현이 가능한 코팅 소재는 향후 미래에 중요한 원천소재로서 주목되고 있다. 특히, 환경에 의해 쉽게 물성 및 구조의 변화가 쉬운 종래의 코팅소재와는 달리, 다양한 외부환경에서도 미세 구조 및 물성을 안정적으로 유지할 수 있는 신개념의 코팅 소재의 개발이 절실히 요구되고 있다. 이를 위해서는 코팅소재의 다 성분화가 필수적이다. 최근의 코팅 기술은 2가지 이상의 물성, 특히 서로 상반되는 물성을 동시에 구현할 수 있는 소재의 개발을 요구하고 있다. 이러한 물성의 구현을 위하여 더 많은 성분으로 구성되며 더욱 복잡한 조직으로 구성된 코팅층에 대한 개발이 필요하다. 본 연구에서 목표로 하는 신 개념의 원천소재기술은 4 성분계 이상의 원료 물질을 단일 타겟으로 제조하여, 단순한 코팅공정으로서 단일 코팅층 내에 다양한 성분상이 10 nm 미만 크기의 나노 결정립/나노 비정질로 구성된 나노 복합 구조로 형성되도록 하는 기술을 개발하고자 하는 것이다. 이는 복합기능 3 이상의 다기능성 부여는 물론, 그림 1에 명시되어 있는 극한 기능성(광대역 윤활성, 전자 이동 제어에 의한 온도 저항 계수 및 전기 저항 조절, 고온 열적 안정성, 내산화성, 고열전도율, 초저마찰/내구성/초고경도성 등)이 구현되도록 하는 소재 개발과 원하는 물성을 구현할 수 있는 나노 복합 코팅층의 형성 공정으로 구성된다. 다성분계 모물질의 개발이 중요한 이유는 다수의 성분 원소를 합금 상태로 형성시킴으로서, 단일 소스에 의해 다양한 원소를 동시에 스퍼터링 및 증착이 가능하도록 할 수 있다는 장점을 가지기 때문이다. 특히, 타겟의 미세구조를 나노구조화 하는것을 통해, 스퍼터링 yield의 차이가 큰 원소일지라도 균일하게 증착시킬 수 있는 방법을 제시하고자한다. 이러한 연구는 다수의 성분 타겟을 사용함으로서 장비의 복잡성, 코팅의 재현성, 대형화 등의 문제점을 본질적으로 갖고 있는 기존 PVD 공정의 문제점을 해결하기 위한 최적의 대안이라할 수 있다. 본 발표에서는 3가지 이상의 다기능성 구현을 위한 가장 중요한 원천기술이라 할 수 있는 다성분계 타겟 모물질 제조 기술에 대해 소개하고자 한다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.1 no.4
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• pp.191-197
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• 1991

The surface roughnesses of titanium silicide films and the diffusion behaviours of dopants in single crystal and polycrystalline silicon substrates durng titanium silicide formation by rapid thermal annealing(RTA) of sputter deposited Ti-filicide film from the composite $TiSi_{2.6}$ target were investigated by the secondary ion mass spectrometry(SIMS), a four-point probe, X-ray diffraction, and surface roughness measurements. The as-deposited films were amorphous but film prepared on single silicon substrate crystallized to the orthorhombic $TiSi_2$(C54 structure) upon rapid thermal annealing(RTA) at $800^{\circ}C$ for 20sec. There was no significant out-diffusion of dopants from both single crystal and polycrystalline silicon substrate into titanum silicide layers during annealing. Most of the implanted dopants piled up near the titanium silicide/silicon interface. The surface roughnesses of titanium silicide films were in the range between 16 and 22nm.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.25 no.6
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• pp.564-569
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• 2014

Zirconia nanoparticles were synthesized by hydrothermal process, and experimental parameters such as reaction temperature, reaction time, kind and concentration of precipitator, kind of precursor were varied. Particle sizes and crystalline phases of each synthesized nanoparticles were analyzed with X-ray diffraction and FE-scanning electron microscope (SEM). The particle size and crystallization of zirconia increased with increasing concentration of precipitator. The growth rate of particle sizes when NaOH as a precipitator was used also increased more than that of KOH. Therefore, the use of KOH rather than NaOH was more effective in the control of particle sizes. An amorphous zirconia nanoparticle was found in 4 h of hydrothermal reaction, but the monoclinic zirconia nanoparticle was found in 8 h and over of hydrothermal reaction, and the width of nanoparticles was slightly slimmed and the length of nanoparticles was slightly extended with increasing reaction time. The smallest particle size was produced at the same synthesis condition when zirconium chloride among the precursors such as zirconium (IV) acetate, zirconium nitrate and zirconium chloride was used.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.6 no.5
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• pp.317-322
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• 1996

Thin films of Fe-Zr-N were fabricated by rf magnetron reactive sputtering method. The saturation magnetization and coercivity as functions of annealing temperature and partial pressure of nitrogen gas, effective permeability at high frequencies, and thermal stability were investigated. Magnetic softness was exhibited in the composition range of $Fe_{72-78}Zr_{7-10}N_{15-18}$ which was boundary between polycrystalline and amorphous structure. These films exhibited magnetic softness with saturation magentic flux density of 1.55 T and effective permeability of about 3000 at 1 MHz. These films also exhibited thermal stability by sustaining effective permeability of 2500 or above as the temperature was raised to $550^{\circ}C$. It is asswned that good magnetic softness is obtained because grain growth of $\alpha-Fe$ is prohibited due to the precipitation of ZrN nanocrystals. The grain sizes of $\alpha-Fe$ films were $40~50\AA$ and the grain sizes of ZrN nanocrystals were $10~15\AA$.