• Membrane Journal
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• v.31 no.6
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• pp.371-383
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• 2021

Anion exchange membranes have been used for water electrolysis, which can produce hydrogen, and fuel cells, which can generate electrical energy using hydrogen fuel. Anion exchange membranes operate based on hydroxide ion (OH^-) conduction under alkaline conditions. However, since the anion exchange membrane shows relatively low ion conductivity and alkaline stability, there is still a limit to its commercialization in water electrolysis and fuel cells. To address these issues, it is important to develop novel anion exchange membrane materials by rationally designing a polymer structure. In particular, the polymer structure and synthetic method need to be controlled. By doing so, for polymers, the physical properties, ionic conductivity, and alkaline stability can be maintained. Among many anion exchange membranes, poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) (PPO) is commercially available and easily accessible. In addition, the PPO has relatively high mechanical and chemical stability compared to other polymers. In this review, we introduce the recent development strategy and characteristics of PPO-based polymer materials used in anion exchange membranes.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.31 no.3
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• pp.27-34
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• 2023

In this study, various plant-based biomass are recycled into carbon materials to employ as anode materials for lithium-ion batteries. Firstly, various biomass of rice husk, chestnut, tea bag, and coffee ground are collected, washed, and ground. The carbonization process is followed under a nitrogen atmosphere at 850℃. The morphological and chemical properties of materials are investigated using FE-SEM, EDS, and FT-IR to compare the characteristic differences between various biomass. It is noticeable that biomass-derived carbon materials vary in shape and degree of carbonization depending on their precursor materials. These materials are applied as anode materials to measure the electrochemical performance. The specific capacities of rice husk-, chetnut-, tea bag-, and coffee ground-derived carbon materials are evaluated as 65.8, 80.2, 90.6, and 104.7 mAh g^-1 at 0.2C. Notably, coffee ground-based carbon exhibited the highest specific capacity owing to the difference in elemental composition and the degree of carbonization. Conclusively, this study suggests the possibility of utilizing as energy storage devices by employing various plant-based biomass into active materials for anodes.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.20 no.4
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• pp.258-265
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• 2011

A zero-dimensional global model simulator for atmospheric pressure oxygen plasmas has been developed. The simulation model considers the configurations similar to that of plasma needle device. The simulation results show that those species of O, $O_3$, $O_2*$ and ${O_2}^+$ have the highest density in sequence. Electrons dissipate most of their energy through the collisions with oxygen molecules. If the input power increases, the density of most species also increases as much as three-boy collision for the creation of ozone is weakened and hence the density of ozone decreases. The body to volume ratio also affects the plasma density.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.15 no.1
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• pp.1-11
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• 2012

Recently lithium ion secondary batteries (LIB) have rapidly developed because of their advantages such as high energy densities and capacities. Among them, an electrical vehicle which is the one of the environmental-friendly transportation facilities has been received a great attention, but, it is needed to overcome several obstacles of the LIB performances. LIB is practically adapted to Hybrid Electric Vehicle (HEV), but the issues for high capacities, long life time and safety should be solved. Moreover, LIBs still have some possibilities of explosion in the case of overheating of the used organic electrolyte and overcharging of the cell. Hence, it is urgently needed to replace the liquid electrolytes into the solid electrolytes due to the safety issues. Therefore, in this review, we summarized and discussed the research trends of the solid electrolyte to solve the concerns of safety and capacity of LIBs and published patents and articles.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.125-125
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• 2018

반도체 소자의 미새화에 따라 선폭이 10nm 이하로 줄어듦에 따라, 금속 배선의 저항이 급격하게 상승하고 있다. Cu는 낮은 저항과 높은 전도도를 가지고 있어 현재 배선물질로써 가장 많이 사용되고 있지만, 소자가 미세화됨에 따라 Cu를 미래의 배선물질로써 계속 사용하기에는 몇 가지 문제점이 제기되고 있다. Cu는 electron mean free path (EMFP)가 39 nm로 긴 특성을 가지기 때문에, 선폭이 줄어듦에 따라 surface 및 grain boundary scattering이 증가하여 저항이 급격하게 증가한다. 또한, technology node에 따른 소자의 operating temperature와 current density의 증가로 인해 Cu의 reliability가 감소하게 된다. 텅스텐은 EMFP가 19 nm로 짧은 특성을 가지고 있어, 소자의 크기가 줄어듦에 따라 Cu보다 낮은 저항 특성을 가질 수 있으며, 녹는점이 3695K로 1357K인 Cu보다 높으므로 배선물질로써 Cu를 대체할 가능성이 있다. 본 연구에서는 Inductively Coupled Plasma (ICP) assisted magnetron sputtering을 통해 매우 얇은 텅스텐 박막을 증착하여 저항을 낮추고자 하였다. 고밀도 플라즈마의 방전을 위해, internal-type coil antenna를 사용하였으며 텅스텐 박막의 증착을 위해 DC sputter system이 사용되었다. 높은 에너지를 가진 텅스텐 이온을 이용하여 낮은 온도에서 고품위 박막을 증착할 수 있었으며, dense한 구조의 박막 성장이 가능하였다. ICP assisted를 이용하여 증착했을 때와, 그렇지 않을 때를 비교하여 ICP 조건에 따라서 박막의 저항이 감소함을 확인할 수 있었을 뿐만 아니라 최대 약 65% 감소함을 확인할 수 있었다. XRD를 이용하여 ICP power를 인가했을 때, 높은 저항을 갖는 A-15 구조를 가진 ${\beta}$ peak의 감소와 낮은 저항을 갖는 BCC 구조를 가진 ${\alpha}$ peak의 증가를 상온과 673K에서 증착한 박막 모두에서 확인하였으며, 이를 통해 ICP power가 저항 감소에 영향을 미친다는 것을 확인하였다. 또한, 두 온도 조건에서 grain size를 계산하여 ICP power를 인가함에 따라 두 조건 모두 grain size가 증가하였음을 조사하였다. 또한, XPS 분석을 통해 ICP power를 인가하였을 때 박막의 저항에 많은 영향을 끼치는 O peak이 감소하는 것을 통해 ICP assisted의 효과를 확인하였다. 이를 통해, ICP assisted magnetron sputtering을 통해 텅스텐 박막을 증착함으로써 차세대 배선물질로써 텅스텐의 가능성을 확인할 수 있었다.

• Journal of Life Science
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• v.28 no.10
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• pp.1140-1146
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• 2018

Dual-specificity phosphatases (DUSPs) play a role in cell growth and differentiation by modulating mitogen-activated protein kinases. DUSPs are considered targets for drugs against cancers, diabetes, immune diseases, and neuronal diseases. Part of the DUSP family, DUSP19 modulates c-Jun N-terminal kinase activity and is involved in osteoarthritis pathogenesis. Here, we report screening of cavity-creating mutants and the crystal structure of a cavity-creating L75A mutant of DUSP19 which has significantly enhanced enzyme activity in comparison to the wild-type protein. The crystal structure reveals a well-formed cavity due to the absent Leu75 side chain and a rotation of the active site-bound sulfate ion. Despite the cavity creation, residues surrounding the cavity did not rearrange significantly. Instead, a tightened hydrophobic interaction by a remote tryptophan residue was observed, indicating that the protein folding of the L75A mutant is stabilized by global folding energy minimization, not by local rearrangements in the cavity region. Conformation of the rotated active site sulfate ion resembles that of the phosphor-tyrosine substrate, indicating that cavity creation induces an optimal active site conformation. The activity enhancement by an internal cavity and its structural information provide insight on allosteric modulation of DUSP19 activity and development of therapeutics.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.26 no.4
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• pp.43-55
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• 2023

Mass transport through nanoporous structures such as nanopores or nanochannels has fundamental electrochemical implications and many potential applications as well. These structures can be particularly useful for water treatment, energy conversion, biosensing, and controlled delivery of substances. Earlier research focused on creating nanopores with diameters ranging from tens to hundreds of nanometers that can selectively transport cationic or anionic charged species. However, recent studies have shown that nanopores with diameters of a few nanometers or even less can achieve more complex and versatile transport control. For example, nanopores that mimic biological channels can be functionalized with specific receptors to detect viruses, small molecules, and even ions, or can be made hydrophobic and responsive to external stimuli, such as light and electric field, to act as efficient valves. This review summarizes the latest developments in nanopore-based systems that can control mass transport based on the size of the nanopores (e.g., length, diameter, and shape) and the physical/chemical properties of their inner surfaces. It also provides some examples of practical applications of these systems.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.21 no.2
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• pp.162-168
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• 2010

To increase the energy conversion efficiency of dye sensitized solar cells (DSSCs), it has been widely studied how to effectively transferred the electron generated from the adsorbed dye to the $TiO_{2}$ electrode for avoiding the recombination of injected electrons and iodide ions ($I^-/I_3^-$). For the blocking of the recombination, in this study, $Al_2O_3$-coated $TiO_{2}$ electrode was prepared and applied for DSSCs. In especial, the optimal preparation conditions of $Al_2O_3$ coated onto $TiO_{2}$ porous film was proposed for higher energy conversion efficiency. As a result, the solar cells fabricated from $Al_2O_3$-coated (i.e., particle size of bohemite sol : 100 nm) $TiO_{2}$ electrodes showed superior conversion efficiency (9.0%) compared to the bare $TiO_{2}$ electrodes (7.5%).

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.18 no.2
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• pp.127-132
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• 2009

We have investigated the intrinsic defects remaining in epitaxial GaSb layers grown on SI-GaAs substrates compared to those in bulk GaSb crystal substrate, which is a basic material of Sb-based strained-layer superlattice infrared photodetectors. From the functional dependence of the band-to-band transition energy of the photomuminescence (PL) spectra observing up to near room-temperature (250 K), the temperature parameters of [$E_o$, $\alpha$, $\beta$] of undoped GaSb crystal are determined by using the Varshni empirical equation describing the temperature variation of the bandgap energy. Additionally to the antisite-Ga ([$Ga_{Sb}$]) with an ionization energy of 29 meV that is well known to a major intrinsic defect in GaSb, epitaxial GaSb layers show a pair of deep states at the emission energy of 732/711 meV that may be related with a complex of two antisite-Ga and antisite-Sb ([$Ga_{Sb}-Sb_{Ga}$]). Based on the analysis of the temperature and the excitation-power dependences of PL, it suggests that excess-Sb substitutes Ga-site by self-diffusion and two anti sites of [$Ga_{Sb}$] and [$Sb_{Ga}$] could form as a complex of [$Ga_{Sb}-Sb_{Ga}$] in GaSb epilayers grown under Sb-rich condition.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.193-193
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• 2000

박막 내의 잔류 응력은 막의 기계적 전기적 물성을 변화시키는 등 박막에 많은 영향을 끼치는 것으로 알려져 있다. 이러한 응력은 박막의 증착 공정중 여러 가지 증착 조건에 의해서 변화하게 되는데, 특히 스퍼터링 시스템의 경우에는 증착 압력과 사용하는 가스, 인가되는 전력 등 기본적인 증착조건들에 상당한 영향을 받는다. 이러한 영향은 금속 박막의 경우 상당히 잘 알려져 있다. 또한 반도체 공정에서 금속화 과정중 금속 전극의 단락등을 막기 위해 많은 연구가 진행되어 왔다. 본 논문에서는 고주파 마그네트론 스퍼터링 시스템을 사용하여 산화 아연(ZnO)을 증착하고 여러 공정 변수들에 따른 응력의 변화를 관찰하였다. 실험에서 ZnO 타겟을 사용하였으며, 작동 가스로는 아르곤과 산소를 사용하였다. 증착한 박막들은 모두 압축 응력을 보였으며, 박막의 응력에 가장 큰 영향을 미치는 요소들은 압력, 산소와 아르곤의 비, 기판과 타겟과의 거리 등이었는데, 인가 전력에는 거의 영향을 받지 않았다. 일반적으로 스퍼터링 시스템에서의 압축응력은 atomic peening에 의해서 형성되는데, 박막을 두드리는 높은 에너지의 아르곤이나 산소의 유량과 에너지의 1/2승에 비례하는 것으로 알려져 있다. 그러나 본 시스템에서는 인가 전력을 높여도 응력이 증가하지 않았고, 타겟과의 거리를 줄이면 오히려 응력이 감소함을 보였다. 이는 박막의 응력이 peening 하는 입자의 에너지뿐만이 아니라 증착되는 물질의 증착 속도와도 밀접한 관련이 있음을 보여준다. 즉, 증착속도가 증가하면 peening하는 입자가 끼치는 응력의 효과가 반감되기 때문으로 수식을 통해 증명할 수 있었다.진탄화 처리시간을 변화시켰을 때 화합물층의 생성은 ${\gamma}$'상으로부터 시작되고 $\varepsilon$상은 즉시 ${\gamma}$'상을 소모하면서 생성되어 일정시간이 지난 후 $\varepsilon$상은 안정화되며 질소가스농도가 증가할수록 화합물 층내의 $\varepsilon$상분율은 역시 증가하였다. 한편 CH4 가스농도는 처리되는 강종에 따라 차이를 보이며 적정 CH4 가스농도를 초과시에는 $\varepsilon$상 생성은 억제되고 시멘타이트상이 생성되었다.e에서 발생된 질소 플라즈마를 구성하는 이온들의 종류와 그 구성비율을 연구하였다.여러 가지 응용으로의 가능성을 가지고 있다. 그 예로 plasma processing, plasma wave에 의한 입자 가속, 그리고 가스 레이저 활성 매질 발생 등이 있다. 특히 plasma processing의 경우 helicon plasma는 높은 밀도, 비교적 낮은 자기장, remote operation 등이 가능하다는 점에서 현재 연구가 활발히 진행되고 있다. 상업용으로도 PMT와 Lucas Signatone Corp.에 서 helicon source가 제작되었다. 또한 높은 해리율을 이용하여 저유전 물질인 SiOF의 증착에서 적용되고 있다. 이 외에도 다수의 연구결과들이 발표되었다. 잘 일치하였다.ecursor 분자들이 큰 에너지를 가지고 기판에 유입되어 치밀한 박막이 형성되었기 때문으로 사료된다.을수 있었다.보았다.다.다양한 기능을 가진 신소재 제조에 있다. 또한 경제적인