• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.15 no.1
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• pp.1-10
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• 2011

Recently, there has been an increased interest in the noise isolation capacity of floor slabs, and thus an increase of slab thickness is required. In addition, long span floor systems are frequently used for efficient space use of building structures. In order to satisfy these requirements, a biaxial hollow slab system has been developed. To verify the structural capacity of a biaxial hollow slab system, safety verification against earthquake loads is essential. Therefore, the seismic behavior of a biaxial hollow slab system has been investigated using material nonlinear time history analyses. For efficient time history analyses, the equivalent plate element model previously proposed was used and the seismic capacity of the example structure having a biaxial hollow slab system has been evaluated using the nonlinear finite element model developed by the equivalent frame method. Based on analytical results, it has been shown that the seismic capacity of a biaxial hollow slab system is not worse than that of a flat plate slab system with the same thickness.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.177.2-177.2
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• 2015

Nano-mechanics 연구는 기판의 나노표면에 대하여 indenter tip을 직접 인가하여 측정함으로써 기존 분광학 연구에서는 불가능했던 박막의 기계적 특성 연구가 가능하다. 그러나 박막분석 특성상 박막의 표면, 기판 또는 하부 박막에 의한 영향으로 인해 박막의 고유한 물성특성 연구에 제약이 있다. 박막 표면에 의한 영향인 표면효과는 nano-indentation을 실행 할 때 tip의 압입으로 발생되는 표면의 스트레스로 인해 표면 변형이 나타나는 현상이다. 반면에 하부 박막과 기판에 의한 오류는 nano-indentation 실행 시 tip의 압입 깊이가 깊어질수록 하부박막 또는 기판과 가까워지기 때문에 박막 고유의 특성이 아닌 하부박막과 기판에 의한 영향이 같이 나타나는 현상이다. 이러한 오류를 최소화 하고자 많은 연구에서는 박막의 강도에 따라 nano-indentation의 실행 깊이를 박막 총 두께의 최소7%에서 최대 50%까지 삽입하는 방법을 도입하였다. 이를 기반으로 본 연구는 Zirconium nitride (ZrN) 박막의 증착된 두께 깊이만큼 nano-indentation 분석을 실행 하였으며 박막 고유의 nano-mechanics 특성을 연구 하였다. ZrN 박막은 hard coating 분야에 많이 사용되는 물질로 박막 고유의 hardness를 연구하는 것이 큰 의미가 있다. 연구 결과 모든 박막은 두께 30% 깊이 측정에서 박막 표면과 기판효과가 최소화된 박막의 물성 측정이 가능 하였고, 증착 시 질소를 0.5, 1, 2 sccm 흘려준 박막들은 총 두께 30% 깊이에서 hardness가 각각 23.2, 8.6, 18 GPa이었다. 따라서 nano-indenter 측정 시 유효한 측정 깊이에서 측정을 실시하는 것이, 박막의 물성분석에 있어서 대단히 중요함을 확인 하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.10 no.4
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• pp.264-269
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• 2000

TiO$_2$thin films were prepared on the glass by a conventional spin coating method with $TiO_2$ sol(30wt%, anatase). The thickness of the thin films were controlled by the number of coating cycles: one cycle is composed of spin coating, drying, and heating process. The reaction rate of the film was obtained by the photodecomposition of gaseous benzene under 0.44 and 2.0mW/$\textrm{cm}^2$ UV light on the film surface. For an incident UV light intensity of 0.44mW/$\textrm{cm}^2$, the reaction rate was increased with the thickness of the film, caused by extent of surface area, but there was no change over the thickness of about 4$\mu\textrm{m}$. The porous $TiO_2$ thin film has comparatively vast effective surface area, which under relatively high-intensity UV illumination causes the reaction rate to be controlled by the film thickness.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.14 no.3
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• pp.266-271
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• 2003

The reflectance spectrum of optical films thicker than a few microns shows an intensity oscillation due to interference. Since the spectral period of the oscillation is inversely related to film thickness, the thickness of an optical film can be determined from the spectral frequency of the oscillation. For rapid data processing, the spectral frequency is obtained by use of a Fast Fourier Transformation technique. The conventional method of applying a Fast Fourier Transformation to the reflectance spectrum versus photon energy is modified so as to clear the ambiguity in choosing the proper effective refractive index value and to prevent the broadening of the Fourier transformed peak due to the refractive index dispersion. This technique of modified Fast Fourier Transformation is suggested by the authors for the first time to their knowledge. From the analysis of the calculated reflectance spectrum of a 30-${\mu}{\textrm}{m}$-thick dielectric film. it is shown to improve the accuracy in determining film thickness by a great amount. The improved accuracy of the modified Fast Fourier Transformation is also confirmed from the analysis of the reflectance spectra of a sample with 80-${\mu}{\textrm}{m}$-thick cover layer and 13-${\mu}{\textrm}{m}$-thick spacer layer on a PC substrate.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.20 no.3
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• pp.393-404
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• 2008

The approaches in many design codes for the estimation of the deflection of flexural reinforced concrete (RC) members utilize the concept of the effective moment of inertia which considers the reduction of flexural rigidity of RC beams after cracking. However, the effective moment of inertia in design codes are primarily based on the ratio of maximum moment and cracking moment of beam subjected to loading without proper consideration on many other possible influencing factors such as span length, member end condition, sectional size, loading geometry, materials, sectional properties, amount of cracks and its distribution, and etc. In this study, therefore, an experimental investigation was conducted to provide fundamental test data on the effective moment of inertia of RC beams for the evaluation of flexural deflection, and to develop a modified method on the estimation of the effective moment of inertia based on test results. 14 specimens were fabricated with the primary test parameters of concrete strength, cover thickness, reinforcement ratio, and bar diameters, and the effective moments of inertia obtained from the test results were compared with those by design codes, existing equations, and the modified equation proposed in this study. The proposed method considered the effect of the length of cracking region, reinforcement ratio, and the effective concrete area per bar on the effective moment of inertia, which estimated the effective moment of inertia more close to the test results compared to other approaches.

• Proceedings of the Korea Crystallographic Association Conference
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• 2002.11a
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• pp.45-47
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• 2002

반도체 소자의 고집적화 및 고속화가 요구됨에 따라 MOSFET 구조의 게이트 절연막으로 사용되고 있는 SiO₂ 박막의 두께를 감소시키려는 노력이 이루어지고 있다. 0.1㎛ 이하의 소자를 위해서는 15Å 이하의 두께를 갖는 SiO₂가 요구된다. 하지만 두께감소는 절연체의 두께와 지수적인 관계가 있는 누설전류를 증가시킨다[1-3]. 따라서 같은 게이트 개패시턴스를 유지하면서 누설전류를 감소시키기 위해서는 높은 유전상수를 갖는 두꺼운 박막이 요구되는 것이다. 그러므로 약 25정도의 높은 유전상수를 갖고 5.2～7.8 eV 정도의 비교적 높은 bandgap을 갖으며, 실리콘과 열역학적으로 안정한 물질로 알려진 HfO2[4-5]가 최근 큰 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 HfO₂ 박막을 실제 소자에 적용하기 위하여 전극 및 열처리에 따른 HfO₂ 박막의 미세구조 및 전기적 특성에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해, HfO₂ 박막을 reactive DC magnetron sputtering 방법으로 증착하고, XRD, TEM, XPS를 사용하여 ZrO₂ 박막의 미세구조를 관찰하였으며, MOS 캐패시터 구조의 C-V 및 I-V 특성을 측정하여 HfO₂ 박막의 전기적 특성을 관찰하였다. HfO₂ 타겟을 스퍼터링하면 Ar 스퍼터링에 의해 에너지를 가진 산소가 기판에 스퍼터링되어 Si 기판과 반응하기 때문에 HfO₂ 박막 형성과 더불어 Si 기판이 산화된다[6]. 그래서 HfO₂같은 금속 산화물 타겟 대신에 순수 금속인 Hf 타겟을 사용하고 반응성 기체로 O₂를 유입시켜 타겟이나 시편위에서 high-k 산화물을 만들면 SiO/sub X/ 계면층을 제어할 수 있다. 이때 저유전율을 갖는 계면층은 증착과 열처리 과정에서 형성되고 특히 500℃ 이상에서 high-k/Si를 열처리하면 계면 SiO₂층은 증가하는 데, 이것은 산소가 HfO₂의 high-k 박막층을 뚫고 확산하여 Si 기판을 급속히 산화시키기 때문이다. 본 방법은 증착에 앞서 Si 표면을 희석된 HF를 이용해 자연 산화막과 오염원을 제거한 후 Hf 금속층과 HfO₂ 박막을 직류 스퍼터링으로 증착하였다. 우선 Hf 긍속층이 Ar 가스 만의 분위기에서 증착되고 난 후 공기중에 노출되지 않고 연속으로 Ar/O₂ 가스 혼합 분위기에서 반응 스퍼터링 방법으로 HfO₂를 형성하였다. 일반적으로 Si 기판의 표면 위에 자연적으로 생기는 비정질 자연 산화막의 두께는 10～15Å이다. 그러나 Hf을 증착한 후 단면 TEM으로 HfO₂/Si 계면을 관찰하면 자연 산화막이 Hf 환원으로 제거되기 때문에 비정질 SiO₂ 층은 관찰되지 않았다. 본 실험에서는 HfO2의 두께를 고정하고 Hf층의 두께를 변수로 한 게이트 stack의 물리적 특성을 살펴보았다. 선증착되는 Hf 금속층을 0, 10, 25Å의 두께 (TEM 기준으로 한 실제 물리적 두께) 로 증착시키고 미세구조를 관찰하였다. Fig. 1(a)에서 볼 수 있듯이 Hf 금속층의 두께가 0Å일때 13Å의 HfO₂를 반응성 스퍼터링 방법으로 증착하면 HfO₂와 Si 기판 사이에는 25Å의 계면층이 생기며, 이것은 Ar/O₂의 혼합 분위기에서의 스퍼터링으로 인한 Si-rich 산화막 또는 SiO₂ 박막일 것이다. Hf 금속층의 두께를 증가시키면 계면층의 성장은 억제되는데 25Å의 Hf 금속을 증착시키면 HfO₂ 계면층은 10Å미만으로 관찰된다. 그러므로 Hf 금속층이 충분히 얇으면 플라즈마내 산소 라디칼, 이온, 그리고 분자가 HfO₂ 층을 뚫고 Si 기판으로 확산되어 SiO₂의 계면층을 성장시키고 Hf 금속층이 두꺼우면 SiO/sub X/ 계면층을 환원시키면서 Si 기판으로의 산소의 확산은 막기 때문에 계면층의 성장은 억제된다. 따라서 HfO₂/Hf(Variable)/Si 계에서 HfO₂ 박막이 Si 기판위에 직접 증착되면, 순수 HfO₂ 박막의 두께보다 높은 CET값을 보이고 Hf 금속층의 두께를 증가시키면 CET는 급격하게 감소한다. 그러므로 HfO₂/Hf 박막의 유효 유전율은 단순 반응성 스퍼터링에 의해 형성된 HfO₂ 박막의 유전율보다 크다. Fig. 2에서 볼 수 있듯이 Hf 금속층이 너무 얇으면 계면층의 두께가 두꺼워 지고 Hf 금속층이 두꺼우면 HfO₂층의 물리적 두께가 두꺼워지므로 CET나 EOT 곡선은 U자 형태를 그린다. Fig. 3에서 Hf 10초 (THf=25Å) 에서 정전 용량이 최대가 되고 CET가 20Å 이상일 때는 high-k 두께를 제어해야 하지만 20Å 미만의 두께를 유지하려면 계면층의 두께를 제어해야 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.470.2-470.2
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• 2014

RF-PECVD 장치에 의해 증착된 실리콘 질화막(SiNx)은 결정질 실리콘 태양전지에서 반사 방지막 효과 및 우수한 표면 패시베이션 특성을 제공하는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 실리콘 질화막의 패시베이션 특성을 향상시키기 위해서 공정온도를 $400^{\circ}C$로 고정하고 공정압력, 가스비, RF (radio frequency) power를 가변하였다. 이 때의 실리콘 질화막의 굴절률 및 두께는 각각 2.0, 80 nm로 증착하여 그에 따른 특성에 대해 분석하였다. 공정 압력이 감소할수록 실리콘 질화막이 증착된 결정질 실리콘 태양전지의 유효 반송자 수명이 증가함을 보였고, 반면에 증착속도는 감소하였다. 또한 RF-power 500 W에서 실리콘 질화막이 증착된 결정질 실리콘 태양전지의 유효 반송자 수명이 상대적으로 높았으며 출력이 올라갈수록 증착속도가 증가하였다. 결과적으로 결정질 실리콘 태양전지에 증착한 실리콘 질화막은 0.8torr 공정 압력과 RF-power 500 W에서 $38.8{\mu}s$로 가장 좋은 유효 반송자 수명을 확인하였다. 위의 결과를 바탕으로 결정질 실리콘 태양전지를 제작하였고 향상된 패시베이션 특성을 갖는 실리콘 질화막의 조건을 찾기 위해서 개방전압(open circuit voltage)을 비교하였다. 공정압력 0.8 torr, RF-power 500 W에서 가장 높은 결과를 보였으며 이는 유효 반송자 수명과 유사한 결과를 나타냈다. 하지만 낮은 FF (fill factor)로 인해 변환 효율이 낮은 결과를 보였다. 태양전지 제작시 낮은 fill factor를 보인 이유와 위의 단점을 보완하기 위해 추가 실험을 수행하였으며, 개선된 fill factor를 통해 18.3% 효율의 태양전지를 제작하였다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.19 no.3
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• pp.122-129
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• 2015

In this study, a prediction model for the effective compressive strength of corner columns with intervening normal strength concrete slabs was developed. A structural analogy between high-strength concrete column-normal strength concrete slab joint and brick masonry was used to develop the prediction model. In addition, the aspect ratio of slab thickness to column dimension was considered in the models. The reliability of the new prediction model was evaluated by comparison with experimental results and its superiority was demonstrated by comparison with previous models proposed by design codes and other researchers. As a result, with average test-to-predicted ratios of 1.09, a standard deviation of 0.15, the newly developed equation provided superior predictions in terms of accuracy and consistency over all of the existing effective strength prediction approaches including KCI structural concrete design code (2012).

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.48 no.12
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• pp.961-968
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• 2020

In this study, the effective thermal conductivity and elastic modulus of heat-resistant coating materials are analyzed by using micromechanical computational models. Three-dimensional computational models for HfC-coated carbon/carbon composites were created with Simpleware, and finite element analysis was performed. The porosity and thickness changes in the coating layer were taken into account to identify the tendency of effective material properties. In addition, the coupon specimen was produced to compare the thermal conductivity measured by experiments with the one obtained by finite element analysis according to temperature changes, and the analysis results were close to the measured values. This confirms that micromechanical computational analysis is appropriate in the calculation of effective material properties of coating composites.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.27 no.2
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• pp.118-134
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• 2015

An analytical solution of dynamic responses for seabed in shallow, finite and infinite thicknesses has been developed under flow and standing wave coexisting field at a constant water depth condition. To do this, based on the Biot's consolidation theory, the seabed is assumed as a porous elastic media with the assumptions that pore fluid is compressible and Darcy law governs the flow. The developed analytical solution is compared with the previous results and is verified. Using the analytical solution the deformation, pore pressure, effective and shear stresses of seabed are examined under various given values of flow velocity, incident wave period and seabed thickness. From this study, it is confirmed that the seabed response is quite different depending on consideration of flow, which causes changing period and length of incident and reflection waves.