• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.459-466
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• 2006

열성능 평가를 위한 수치해석에서는 온도, 압력, 건도, 체적, 엔탈피, 엔트로피 등의 열역학적 성질들의 수치값이 필요하다. 그러나 이러한 성질들을 포함하고 있는 증기표를 그대로 사용할 수 없기 때문에, 효과적으로 모델링하여야 한다. 이러한 관점에서 함수근사 특성을 가진 신경회로망을 하나의 대안으로 검토하였다. 신경 회로망은 포화증기 영역과 과열증기 영역에 대해서 따로 구성하였다. 포화증기 영역에 대해서는 하나의 입력으로 7개의 출력을 얻을 수 있도록 하였으며, 각각 10개와 20개의 노드를 가진 은닉층을 구성 하였다. 과열증기 영역에 대해서는 2개의 입력으로 3개의 출력을 얻을 수 있도록 하였으며, 각각 15개와 25개의 노드를 가진 은닉층을 구성하였다. 제안된 모델은 온도, 엔탈피, 엔트로피의 백분율오차가 대부분 ${\pm}0.005%$, 압력이나 비체적의 백분율오차도 대부분 ${\pm}0.025%$ 범위 내로 수렴시킬 수 있었다. 이 성공적인 결과로부터 증기 표를 함수근사하는데 있어서 신경회로망이 아주 강력한 수단이 될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.6.1-6.1
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• 2010

원자층 증착 기술 (Atomic Layer Deposition)은 기판 표면에서 한 원자층의 화학적 흡착 및 탈착을 이용한 nano-scale 박막 증착 기술이기 때문에, 표면 반응제어가 우수하며 박막의 물리적 성질의 재현성이 우수하고, 대면적에서도 균일한 두께의 박막 형성이 가능하며 우수한 계단 도포성을 확보 할 수 있다. 최근 ALD에 의한 박막증착 방법 중 플라즈마를 이용한 ALD 증착 방법에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 플라즈마는 반응성이 좋은 이온과 라디컬을 생성하여 소스간 반응성을 좋게 하여, 소스 선택의 폭을 넓어지게 하고, 박막의 성질을 좋게 하며, 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다. 그러나 플라즈마를 사용함으로써 플라즈마 내에 이온들이 가속되서 박막 증착 중에 기판 및 박막에 손상을 입혀 박막 특성을 열화 시킬 가능성이 있다. 따라서 플라즈마 발생 영역을 기판으로부터 멀리 떨어뜨린 원거리 플라즈마 원자층 공정이 개발 되었다. 이 기술은 플라즈마에서 생성된 ion이 기판이나 박막에 닫기 전에 전자와 재결합 되거나 공정 chamber에서 소멸하여 그 영향을 최소하고 반응성이 좋은 라디칼과의 반응만을 유도하여 향상된 막질을 얻을 수 있도록 하였다. 따라서 이 원거리 플라즈마 원자층 증착기술은 나노 테크놀러지 소자 개발하기 위한 나노 박막 기술에 있어서 그 활용이 점점 확대될 것이다. 그 적용으로써 리모트 플라즈마 원자층 증착 방법을 이용한 고유전 물질 개발이 있다. 반도체 소자의 고집적화 및 고속화가 요구됨에 따라 집적회로의 크기를 혁신적으로 축소하여 스위칭 속도(switching speed)를 증가시키고, 전력손실 (power dissipation)을 줄이려는 시도가 이루어지고 있다. 그 중 하나로 고유전율 절연막은 트렌지스터 소자의 스케일링 과정에 수반하여 커지는 게이트 누설 전류를 억제하기 위한 목적으로 도입되었다. 유전율이 크면 동일한 capacitance를 내는데 필요한 물리적인 두께를 늘릴 수 있어 전자의 tunneling을 억제할 수 있고 전력손실을 줄일 수 있기 때문이다. 이와 같은 고유전율 물질이 게이트 산화막으로 사용되기 위해서 높은 유전상수 열역학적 안정성, 낮은 계면 전하밀도, 낮은 EOT, 전극 물질과의 양립성 등의 특성이 요구되는데, 이에 따라 많은 유전물질에 대한 연구가 진행되었다. 기존 gata oxide를 대체하기 위한 가장 유력한 후보 재료로 주목 받고 있는 high-k 물질들로는 Al2O3, HfO2, ZrO2, La2O3 등이 있다. 본 발표에서는 ALD의 종류에 따른 기술을 소개하고 그 응용으로 고유전율 물질 개발 연구 (고유전율 산화물 박막의 증착, 고유전율 산화물의 열적 안정성 평가, Flatband 매카니즘 규명, 전기적 물리적 특성 분석)에 대해서 발표 하고자 한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.2008-2013
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• 2006

열장치의 열성능 평가를 위한 수치 해석에서는 온도, 압력, 체적, 엔탈피, 엔트로피 등의 열 역학적 성질들의 수치 값이 필요하다. 그러나 열역학적 성질들 사이의 관계를 나타내는 증기표는 그대로 이용할 수는 없기 때문에 모델링하여 사용하여야 한다. 본 연구에서는 스플라인 보간법과 비교함으로써, 습포화증기의 모델링에 신경회로망의 적용 가능성을 검토하였다. 다층신경 회로망을 구성하기 위하여 입력층으로 온도에 대한 1개의 노드, 두 개의 은닉층은 각각 10개와 20개의 노드, 출력층은 포화액과 건포화증기에 대한 비체적, 엔탈피, 엔트로피 등의 6개의 노드로 구성하였으며, 스플라인 보간법은 2차 다항식과 3차 다항식을 사용하였다. 소구간으로 구성 된 스플라인 보간법과 비교하여 신경회로망 모델링은 비슷한 백분율 오차를 보여주었으며, 이 결과로부터 넓은 온도 범위의 증기표 모델링에 신경회로망이 아주 강력한 방법임을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.44-44
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• 1999

저진공(1 kPa~ 100 kPa)은 대기압 측정, 비행고도, 기체의 온도 측정, 질량의 부력 보정, 레이저의 굴절률 측정등에 사용되는 영역으로 과학적 중요성을 갖고 있다. 또한 대기압 이상의 압력 측정과 고진공 측정의 경계적 역할도 수행하고 있어 압력 표준기의 국제 비교에 필수적으로 권장되는 역역이다. 이 영역에 주로 사용되는 압력 표준기는 수은 압력계(Mercury manometer)와 분동식 압력계(Deadweight piston gauge or Pressure)가 있다. 이들은 이동이 불편하거나 불가능하므로 표준기의 국제 비교에 사용되는 전달 표준기로는 보다 이동이 간편한 탄성 압력계인 CDG(Capacitance diaphragm Gauge)가 있다. 이 게이지는 반도체 산업의 공정 제어용으로도 많이 사용되고 있다. 그러나 게이지와 함께 사용되는 컨트롤러의 부피가 크고 무거우며 영점 이동이 커서 측정때 마다 재조정하여야 하는 단점이 있다. 본 논문에서는 이 같은 단점을 극복하기 위해 수정빔 진동형 진공 센서를 잔달 표준기로 사용하는 것에 대한 연구를 수행하였다. 수정빔 진동형 압력 센서는 수정빔으 공진주파수가 스트레인에 비례하는 것을 이용하여 제작된 센서로 주로 대기압 이상의 고압 측정에 많이 사용되고 있다. 먼저 수정빔의 압력과 주파수간의 관계를 측정하고 또한 내장된 수정 온도센서의 공진 주파수를 측정하여 온도 보상을 위한 자료로 사용하였다. 규격에 나와 있는 수정빔의 기하학적 형상으로부터 거동에 관한 이론 모델식을 구하고 압력교정 자료로부터 얻어진 데이터를 이 식과 비교 분석하여 적합한 특성식과 인자를 구하였으며 게이지의 불확도를 추정하였다.모델은 길이가 유한한 0-차원 실린더 모델로 가정하였고, 이에 대한 기하학적 성질 및 열역학적 성질은 유효계수를 고려하여 산출하였다. 진공용기 이중 벽 내부로 흐르는 질소가스의 유량과 온도의 계산은 진공용기 내벽과 외벽을 각각 독립적인 열전달 요소로 가정하여 구성한 모델을 이용하였다. 전체 해석에서 각 열전달 요소의 비열 값은 온도에 따라 변화하는 비열의 특성을 반영하였으며. 진공용기와 플라즈마 대향 부품의 방사율(emissivity)은 앞서 가정했던 각 온도 상승 곡선에 대해서 각각 0.1, 0.2, 1.3의 경우를 가정하여 계산하였다. 직선적으로 증가하는 온도 상승 곡선중 2$0^{\circ}C$/hr의 온도상승율을 갖는 경우가 다른 베이킹 시나리오 모델에 비해 효과적이라 생각되며 초대 필요 공급열량은 200kW 정도로 산출되었다. 실질적인 수치를 얻기 위해 보다 고차원 모델로의 해석이 필요하리라 생각된다. 끝으로 장기적인 관점에서 KSTAR 장치의 베이킹 계획도 살펴본다.습파라미터와 더불어, 본 연구에서 새롭게 제시된 주기분할층의 파라미터들이 모형의 학습성과를 높이기 위해 함께 고려된다. 한편, 이러한 학습과정에서 추가적으로 고려해야 할 파라미터 갯수가 증가함에 따라서, 본 모델의 학습성과가 local minimum에 빠지는 문제점이 발생될 수 있다. 즉, 웨이블릿분석과 인공신경망모형을 모두 전역적으로 최적화시켜야 하는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위해서, 최근 local minimum의 가능성을 최소화하여 전역적인 학습성과를 높여 주는 인공지능기법으로서 유전자알고리즘기법을 본 연구이 통합모델에 반영하였다. 이에 대한 실

• 공업화학
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• 제10권5호
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• pp.718-725
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• 1999

Inverse gas chromatography(IGC) 방법은 고분자-용매 계의 열역학적 특성을 신속하고 정확하게 결정할 수 있는 신뢰할 만한 방법 중 하나이다. 본 연구에서는 유한 농도에서의 IGC 방법을 사용하여 poly(dimethylsiloxane)(PDMS)과 물, 에탄올, 그리고 이소프로판올과의 상호작용을 정량적으로 결정하였다. 이를 위하여 고정상 내 용매의 체류시간으로부터 Flory-Huggins의 상호작용 계수를 산출하여 PDMS와 용매간의 소수성 상호작용을 의미하는 큰 양의 값(2$2.0{\times}10^{-3}mol/g$이었다. 또한 선형고분자에 대한 Kirkwood-Buff-Zimm(KBZ) 적분을 행하여 고분자와 용매의 분자분포 구조를 추정하였다. 이로부터 물분자는 PDMS에 대하여 용매화되지 않고 자체 분자끼리 부분적인 클러스트를 형성하며, 에탄올과 이소프로판올에서는 탄소수가 증가함에 따라 균일한 혼합에 가까운 분자분포의 구조적 성질을 추정할 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제37권1호
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• pp.49-54
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• 1993

몇 가지 알코올-수용액에서 cetylpyridinium bromide(CPB)의 임계미셀농도(critical micelle concentration : CMC)변화를 8∼45$^{\circ}C$의 온도범위에서 UV-Vi. 분광광도법으로 측정하였다. CPB용액에 메탄올을 첨가시켰을 경우에는 메탄올이 미셀의 PALISADE 층으로 거의 가용화되지 않고 물과의 혼합용매 능력을 강화하여 CPB의 CMC를 증가시켰으며, 에탄올과 프로판올을 첨가시켰을 경우에는 미셀내로의 가용화 현상에 의하여 CMC가 감소하는 경향을 나타내었다. 그리고 알코올-수용액에서 약 25$^{\circ}C$이하의 낮은 온도범위에서는 온도가 증가함에 따라 CPB의 CMC가 감소하였으며, 약 25$^{\circ}C$의 온도 이상에서는 온도가 증가함에 따라 CMC가 다시 증가하는 경향을 나타내었다. 한편, 계면활성제의 미셀화에 따른 열역학적 파라미들 중에 미셀화표준자유에너지((${\Delta}G_M{^{\circ}}$)는 전온도 범위에서 음의 부호를 나타내었고, 미셀화표준엔트로피(${\Delta}S_M{^{\circ}}$)는 양의 부호를 나타내었으며, 미셀화표준엔탈피(${\Delta}H_M{^{\circ}}$)는 대략 25$^{\circ}C$를 전후하여 양의 값에서 음의 값으로 변하였다.

• 대한화학회지
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• 제37권7호
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• pp.635-641
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• 1993

고체 전해질의 특성을 조사하기 위해 전기화학전지, $Pt|ar(PO_2=5.3{\times}10^{-3}atm)|Zr_{0.85}Ca_{0.15}O_{1.85}|air(PO_2=0.21atm)|Pt$을 제작하고 600~1000${\circ}$C의 온도구간에서 기전력의 온도 의존성을 측정하였다. 고체 전해질은 산소 음이온에 의한 순수한 이온성 전기전도도를 나타낸다. Fe-FexO, Co-CoO, Ni-NiO, 및 $Cu_2_O-CuO$전극들은 금속과 금속산화물을 1:1 몰비로 혼합한 후 800${\circ}$C에서 6h 동안 열처리하여 제조하였다. 전기 화학전지 Pt|M(s), $MO(s)|Zr_P{0.85}Ca_{0.15}O_{1.85}|air(PO_2=0.21atm)|Pt$을 제작하고 같은 온도 구간에서 기전력의 온도 의존성을 측정하였다 .그 전지들의 기전력과 기전력의 온도 의존성을 사용하여 금속산화물의 생성에 대한 열역학적 상태함수 변화들을 계산한다. 그 함수 변화들로 이들 산화물계의 물성을 논의하였다.

• 공업화학
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• 제25권1호
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• pp.20-26
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• 2014

양이온성 계면활성제인 tetradecyltrimethylammonium bromide (TTAB) 수용액에서 p-할로겐화 페놀유도체들의 가용화현상을 UV/Vis 분광광도법을 이용하여 연구하였다. 가용화현상에 미치는 치환기, 첨가제 및 온도의 효과를 조사하였다. 모든 페놀유도체의 가용화에 대한 ${\Delta}G^o$와 ${\Delta}H^o$ 값은 측정범위 내에서 모두 음의 값을 나타내었으며, ${\Delta}S^o$ 값은 모두 양의 값을 나타내었다. 특히 이들 열역학 함수값들은 할로겐 치환기의 크기, 전기음성도 및 소수성에 크게 영향을 받았다. n-부탄올 첨가제는 모든 페놀유도체의 가용화를 감소시켰으며, NaCl 첨가제는 오히려 가용화를 촉진시켰다. 이런 결과들로부터 페놀유도체들은 치환기의 성질에 따라 미셀 내에서 가용화되는 위치가 서로 다름을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권6호
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• pp.755-761
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• 2009

일반적으로 비등점의 차이가 큰 물질들은 그 물리적 성질의 차이로 인해 혼합물에서 비이상적인 상거동을 보이며, 이러한 혼합물의 상거동 특성을 이해하기 위해서는 정확한 실험적 데이터가 필요하다. 본 연구에서는 재순환 평형조가 포함된 기-액 상평형 장치를 사용하여 10, 30, 60 kPa에서 톨루엔과 크레졸 혼합물에 대한 정압 기-액 평형 실험을 행하였다. 측정한 기-액 평형 데이터는 NRTL과 UNIQUAC 모델식을 이용하여 잘 적합할 수 있었으며 Gibbs/Duhem 식에 근거한 열역학적 건전성 테스트를 수행하여 실험결과의 건전성을 확인하였다. 한편, 혼합물의 과잉몰부피를 측정하여 Redlich-Kister 다항식으로 나타내었다.

• 대한화학회지
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• 제30권2호
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• pp.145-151
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• 1986

3-CN, 4-CN, $3-NH_2$ 및 $4-NH_2$ 치환피리딘의 해리상수를 온도(15 ∼ 40${\circ}C$)와 압력(1-2500bar)을 변화시키면서 측정하였다. 측정방법은 전도도법을 적용했으나 낮은 해리상수를 가진 물질에서도 적용되는 피리딘류의 염용액의 전도도를 측정하므로 계산가능한 방법을 모색하여 응용하였다. 이 방법은 어떤 조건에서의 해리상수를 알고 있어야 하는 것과 실험값을 외삽하여 피리딘염의 전도도를 알아야 하는 번거로움도 있으나 측정이 가능하다는 것을 확인할 수 있다. 이들 치환체의 해리상수는 온도가 증가하면 커지고 압력이 높아지면 해리상수는 작아진다는 것을 알 수 있었다. 또 반응의 열역학적 성질을 계산하여 반응성도 고찰하였다.