• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2015.08a
• /
• pp.100.1-100.1
• /
• 2015

중이온가속기에서 잔류기체 분자와 가속 이온의 충돌이 발생하면 이온빔 전류의 손실을 야기하는 직접적인 효과 외에 잔류 기체분자 중에서 전리된 이온들이 반발력에 의해 용기 벽에 부딪힐 때 표면에 흡착되어 있던 기체분자들을 충격탈리(stimulated desorption)시킨다. 더 심각한 경우는 산란된 고속 이온이 용기 벽과 충돌하면서 핵반응을 일으켜 방사화 시키거나 벽에서 다량의 기체를 방출시키는 것이다. 최악의 경우에는 고속이온의 에너지에 의해 용기벽이나 부품들이 열적인 손상을 입을 수도 있다. 현재 설계 및 연구개발이 진행중인 기초과학원(IBS) RISP (Rare Isotope Science Project)의 RAON 중이온가속기는 입사기에서 실험영역까지 각 부분의 진공도 조건이 일반적으로 10-8~10-9 mbar 대에 있어서 이온빔 전류의 손실이나 전리 이온들에 의한 충격탈리는 무시할 수도 있지만 고속이온의 기체방출 수율이 ~104 정도로 높은 것을 감안할 때 고속이온의 충격탈리에 의한 압력 증가가 감내할 수준인지 검토할 필요가 있다. 압력증가는 추가적인 손실을 유발하고 이것은 다시 압력을 상승시키는 진공 불안정성(vacuum instability)을 야기할 수 있다는 축면에서 조심하는 것이 좋다고 판단된다. 고속 중이온과 잔류기체 분자와의 충돌에서 이온이 손실되는 반응에는 쿨롬(coulomb) 산란과 전하교환(charge exchange)이 있는데 전자는 후자에 비해 일반적으로 1/10000 가까이 낮아서 무시할 수 있고, 전자 포획(electron capture) 또는 전자 손실(electron loss, 이온의 전리에 해당)로 대별되는 전하교환 반응이 이온 손실을 주도하는 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 다양한 전하교환 반응 단면적을 아우르는 비례칙(scaling law)을 사용하여 대표적인 중이온인 U33+ 및 U79+의 손실 및 잔류 기체의 전리율을 계산하고 충격탈리에 의한 표면방출 및 압력상승을 일차적으로 고려하여 진공도 조건의 타당성을 입증하려고 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2010.06a
• /
• pp.24-24
• /
• 2010

대형구조물의 구조안정성 진단, 로봇과 같은 지능기계의 제어, 환경오염을 감지하기 위한 센서의 중요성은 날로 증대되고 있다. 이러한 센서의 감도와 성능을 높이기 위해서 소형화, 다기능화, 집적화가 요구되고 있는데, 고성능 센서소자들의 집적화를 위해서 기존에 적용된 벌크형태의 재료들을 박막화하여 다층적층 및 소형화할 필요가 있다. 집적화 센서의 구현에 있어서 전극박막은 센서의 특성을 좌우하는 중요한 역할을 한다. 일반적으로 금속박막이 전극으로 사용되고 있으나 열적 불안정성 및 박리현상의 문제점을 지니고 있다. 따라서 이를 해결하기 위해 전도성산화막을 전극으로 적용하고자하는 연구가 요구되고 있다. 전도성산화막을 전극으로 적용하면 센서소자의 성능이 개선되는 경향이 있다. $Sr_2FeMoO_6$(SFMO) 산화물은 자기장을 인가했을 때 저항이 감소하는 CMR(colossal magnetoresistance) 물질이며 상온비저항이 낮은 것으로 알려져 있다. 이중 페롭스카이트 (double perovskite) 구조를 갖는 $Sr_2FeMoO_6$ 박막은 센서소자의 전극으로 적용 가능할 것으로 생각되어 박막을 제조하고자 하였으며 미세구조와 전기전도 특성을 조사하였다. 박막제조를 위해서는 RF 스퍼터법을 사용하였다. 스퍼터를 위한 타겟은 고상반응법으로 분말타겟을 제조하였다. Ar/$O_2$ 가스 유랑변화, 압력변화, 기판 온도변화가 박막의 상형성 등 박막특성에 미치는 영향을 조사하였다. 기판으로는 $SiO_2$(100nm)/Si 기판을 사용하였다. 증착직후에는 비정질막이 얻어졌으며 SFMO 상을 만들기 위해서는 후열처리가 필요하였는데, 환원성 가스 분위기 [$H_2$(5%)/Ar] 에서 열처리 조건을 최적화하여 이중 페롭스카이트 구조의 단일상 박막을 제조할 수 있었다. SFMO 단일상 박막은 증착시에나 후열처리 시 산소의 억제가 중요함을 알 수 있었다.

• Fire Science and Engineering
• /
• v.24 no.6
• /
• pp.170-175
• /
• 2010

The effect of carbon dioxide addition on soot formation was investigated in jet diffusion flames in coflow. Flame temperature were measured with R-type thermocouple and the boundary temperature between blue and yellow flame was confirmed. Light-extinction method was introduced for the relative soot density (1-I/$I_0$) in the in-flame region. He-Ne laser with wave length at 632.8 nm was used for the light source, and the signal attenuated by absorption and scattering was detected directly. Oxidizer velocity effect on soot formation was studied to know that the thermal influence for soot formation. The results showed that the temperature of both blue and yellow flame were decreased according to the dilution of carbon dioxide but boundary temperature was nearly constant. The relative soot density was lower when carbon dioxide was added in oxidizer stream and oxidizer velocity increased. These were caused by the reduction of flame temperature and shorter residence time for soot growth. Also carbon dioxide addition enhanced the instability of jet flames like flickering, so the flame length was a little longer than pure ethylene/air flame.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.30 no.2D
• /
• pp.113-118
• /
• 2010

This paper presents an analysis of the instability phenomenon on motorways, with the aim of arriving at the definition of a control strategy suitable for keeping the flow stable. By using some results of the motorway reliability theory, a relationship and some flow characteristics is obtained, which shows that the existence of a reliability threshold critical for flow stability. The macroscopic flow characteristics corresponding to this threshold are very different in different situations, so that this control of flow stability requires the analysis of speed and density microscopic process surveyed on a cross section of the motorway carriage ways to be controlled. A method is presented, based on integrated moving average(IMA) analysis in real time of these processes, by which it is possible to detect the approach of instability before its effects become manifest, and to single out the proper control strategy in different situations.

• Journal of the Korean earth science society
• /
• v.36 no.3
• /
• pp.199-209
• /
• 2015

The Atlantic meridional overturning circulation (AMOC), driven by high density water sinking around Greenland serves as a global climate regulator, because it transports heat and materials in the climate system. We analyzed the mechanism of AMOC on a decadal time scale simulated with the HadGEM2-AO model. The lead-lag regression analysis with AMOC index shows that the decadal variability of the thermohaline circulation in the Atlantic Ocean can be considered as a self-sustained variability. This means that the long-term change of AMOC is related to the instability which is originated from the phase difference between the meridional temperature gradient and the ocean circulation. When the overturning circulation becomes stronger, the heat moves northward and decreases the horizontal temperature-dominated density gradients. Subsequently, this leads to weakening of the circulation, which in turn generates the anomalous cooling at high latitudes and, thereby strengthening the AMOC. In this mechanism, the density anomalies at high latitudes are controlled by the thermal advection from low latitudes, meaning that the variation of the AMOC is thermally driven and not salinity driven.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2000.02a
• /
• pp.113-113
• /
• 2000

직접천이형 wide band gap(3.4eV) 반도체중의 하나인 GaN를 청색 및 자외선 laser diode, 고출력 전자장비 등으로 응용하기 위해서는 낮은 접합저항을 갖는 Ohmic contact이 선행되어야 한다. 그러나 만족할만한 p-type GaN의 Ohmic contact은 아직 실현되고 있지 못하며, 이는 GaN와 접합 금속과의 구체적인 반응의 연구를 필요로 한다. 본 연구에서 앞서 Pt, Pt, Ni등의 late transition metal을 p-GaN에 접합시킨 결과 이들은 접합 당시 비교적 평탄하나 후열 처리과정에서 비교적 낮은 온도에서 기판과 열팽창계수의 차이로 인하여 평탄성을 잃어버리면서 barrier height가 증가한다는 사실을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 이러한 열적 불안정성을 극복하기 위하여 Ni과 Pd를 차례로 증착하고 가열하면서 interfacial reaction, film morphology, Fermi level의 움직임을 monchromatic XPS(x-ray photoelectron spectroscopy) 와 SAM(scanning Auger microscopy) 그리고 ex-situ AFM을 이용하여 밝히고자 하였다. 특히 후열처리에 의한 계면 반응에 수반되는 구성 금속원소 간의 합금현상과 금속 층의 평탄성이 밀접한 관계가 있다는 것을 확인하였다. 이러한 합금과정에서 나타나는 금속원소들의 중심 준위의 이동을 체계적으로 규명하기 위해서 Pd1-xNix와 Pd1-xGax 합금들의 표준시료를 arc melting method로 만들어 농도에 따른 금속원소들의 중심 준위의 이동을 측정하여, Pd/Ni/p-GaN 및 Ni/Pd/p-GaN 계에서 열처리 온도에 따른 interfacial reaction을 확인하였다. 그 결과 두 계가 상온에서 nitride 및 alloy를 형성하지 않고 고르게 증착되고, 열처리 온도를 40$0^{\circ}C$에서 $650^{\circ}C$까지 증가시킴에 따라 계면반응의 부산물인 metallic Ga은 증가하고 있으마 nitride는 여전히 형성되지 않는 것을 확인하였다. 증착당시 Ni이 계면에 있는 Pd/Ni/p-GaN의 경우에는 52$0^{\circ}C$까지의 열처리에 의하여 Ni과 Pd가 골고루 섞이고 그 평탄성도 유지되고 barier height의 변화도 없었다. 더 높은 $650^{\circ}C$ 가열에 의해서는 surface free energy가 작은 Ga의 활발한 편석 현상으로 인해 표면은 Ga이 풍부한 Pd-Ga의 합금층으로 덮이고, 동시에 작은 pinhole들이 발생하며 barrier height도 0.3eV 가량 증가하게 된다. 반면에 증착당시 Pd이 계면에 있는 Ni/Pd/p-GaN의 경우에는 40$0^{\circ}C$의 가열까지는 두 금속이 그들 계면에서부터 섞이나, 52$0^{\circ}C$의 가열에 의해 이미 barrier height가 0.2eV 가량 증가하기 시작하였다. 더 높은 $650^{\circ}C$가열에 의해서는 커다란 pinhole, 0.5eV 가량의 barrier height 증가, Pd clustering이 동시에 관찰되었다. 따라서 Ni과 Pd의 일함수는 물론 thermal expansion coefficient가 거의 같으며 surface free energy도 거의 일치한다는 점을 감안하면, 이렇게 뚜렷한 열적 안정성의 차이는 GaN와 contact metal과의 반응시작 온도(disruption onset temperature)의 차이에 기인함을 알 수 있었다. 즉 계면에서의 반응에 의해 편석되는 Ga에 의해 박막의 strain이 이완되면, pinhole 등의 박막결함이 줄어 들고, 이는 계면의 N의 out-diffusion을 방지하여 p-type GaN의 barrier height 증가를 막게 된다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.52 no.5
• /
• pp.574-580
• /
• 2014

Storage tanks of Carbon dioxide ($CO_2$) carriers utilized for the purpose of carbon capture and storage (CCS) into subsea strata have to undergo a pre-cooling session before beginning to load cryogenic liquid cargos in order to prevent physical and thermal deterioration of tanks which may result from cryogenic $CO_2$ contacting tank walls directly. In this study we propose dynamic model to calculate the tank inflow of $CO_2$ gas injected for precooling process and its dynamic simulation results under proportional-integral control algorithm. We selected two cases in which each of them had one controlled variable (CV) as either the tank pressure or the tank temperature and discussed the results of that decision-making on the pre-cooling process. As a result we demonstrated that the controlling instability arising from nonlinearity and singularity of the mathematical model could be avoided by choosing tank pressure as CV instead of tank temperature.

• The Korean Journal of Rheology
• /
• v.11 no.2
• /
• pp.82-90
• /
• 1999

Electrorheological(ER) fluid is a material that shows the dramatic change of rheological properties under an electric field and responds reversibly in a few milliseconds. ER fluid's response to an electric field along with its fast switching capability allows ER devices to be precisely controlled. The real application with ER fluid, however, has many limitations to be overcome; temperature fluctuation, moisture, dust, aggregation, precipitation, and low yield stress, for example. The magnitude and the characteristics of yield stress of ER fluid plays an important role in practical applications. In this research, a dynamic simulation on the squeezing flow of the ER fluid was carried out. Numerical simulation on isolated chains was performed to find out the effect of hydrodynamic and electrostatic force depending on the chain location, the squeezing rate, and the chain structure. Suspension model that is composed of a large number of particles was also investigated. The increase of normal stresses as well as the existence of a yield stress at an earlier stage could be observed, and the effective control of the normal stresses could be achieved at an optimal condition of the hydrodynamic force and the electrostatic force.

• Journal of the Korean Chemical Society
• /
• v.41 no.5
• /
• pp.223-233
• /
• 1997

Ultra-thin $TiO_2$ films are grown on the Mo(100) surface using evaporated Ti metal under ambient $O_2$ pressure. The thickness of the $TiO_2$ film is controlled by the dosing rate of Ti metal over Mo(100) which is determined from the Auger signal changes with dosing time. 30 ML, 5 ML, and 1.6 ML thick films are prepared and used to determine the growth mechanism, the chemical composition, and the surface structure of the films. The growth mechanism of the $TiO_2$ film on Mo(100) is observed to follow the layer-by-layer growth mechanism. The chemical composition of the film is found to be that of bulk $TiO_2$. The surface plane of the film is (001), which facets irreversibly at 1200 K. The LEED pattern obtained from the film can be explained with the faceted surface with {011} planes reconstructed to $(2\sqrt2{\times}\sqrt2)R45^{\circ}$ with respect to the $TiO_2$ (001) surface. The film is somewhat thermally unstable when annealed to 1300 K. The film sputtered with $Ar^+$ ion is also studied by XPS.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.25 no.3
• /
• pp.254-261
• /
• 2014

The transformer is a static electrical device that transfers energy by inductive coupling. Then, heat is occurred at coils, inner transformer was filled with insulating oils for cooling and insulation. Although mineral oil as insulating oil has been widely used, it does not meet health and current environmental laws because it is not biodegradable. Therefore, in this study, the diglycerol ester was synthesized with diglycerol and fatty acids (oleic acid and caprylic acid) over various catalysts for insulating oil having biodegradability, high flash points and low pour points. The sulfated zirconia ($SO_4{^{2-}}/ZrO_2$) catalyst prepared at different calcination temperature shows the highest conversion of fatty acids at $600^{\circ}C$ due to crystallinity and high density of acid sites per surface area. When the molar ratio of oleic acid and caprylic acid is 1:3, the diglycerol ester shows superior insulation properties that are the flash point of $306^{\circ}C$ and pour point of $-50^{\circ}C$. The insulation properties of synthesized diglycerol ester shows the pour point of $-50^{\circ}C$ and the flash point of over $300^{\circ}C$. Therefore, diglycerol ester is superior to the vegetable oils in insulation properties.