• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.502-502
• /
• 2011

기존 연구에서는 단일 타겟으로부터 증착된 코팅층 내에 다상으로 이루어진 나노 복합구조를 형성하기 위하여, 나노 합금분말을 방전플라즈마 소결법 등으로 급속 소결하여 타겟을 제조하는 방법이 고려되어 왔다. 반면, 비정질 재료가 우수한 비정질 형성능을 가지는 경우 주조 방법에 의해서도 타겟 제조가 가능하며, 특히 최근 들어 금속 비정질 합금에서 합금의 주요 구성 원소들이 양의 혼합열을 가지는 경우, 액상 또는 과냉각 액상에서 상분리 현상이 발생한다는 것이 밝혀졌다. 이러한 사실에 기초하면, 우수한 비정질 형성능을 가지는 합금 시스템에 합금 구성 원소와 양의 혼합열 관계를 갖는 원소를 첨가함으로써, 비정질 기지 내에 화학적 불균일성을 유도하여 다상으로 이루어진 복합 구조를 형성시키는 것이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 합금 설계법을 이용하여, 비정질 기지 내에 존재할 수 있는 불균일성 정도를 합금 조성과 주조 조건의 변화를 통하여 나노 크기에서 원자 크기까지 조절하고, 이에 따른 재료 특성과의 상관관계를 밝히고자 하였다. 이를 위하여 우수한 비정질 형성능을 가지는 Cu-(Zr, Hf)-Al 벌크 비정질 합금계에서 (Zr, Hf)과 (Y, Gd)간의 양의 혼합열 관계에 주목하여 Cu-(Zr, Hf)-(Y, Gd)-Al 벌크 비정질 형성 합금계를 설계하였으며, 이 합금계 내에서 조성과 냉각속도의 조절에 따라 나타나는 불균일성의 정도와 특성변화의 영향을 체계적으로 고찰하였다. 결과로서, Cu-(Zr, Hf)-Al 합금계에서 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 15 at.% 이상 치환한 경우, Cu-(Zr, Hf)-rich 와 Cu-(Y, Gd)-rich 비정질상으로 이상분리가 일어났으며, 이렇게 생성된 비정질-비정질 복합재는 응력 하에서 소성 변형을 거의 보이지 않았다. 반면, 5 at.% 이하로 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 치환한 경우에는 비정질 기지에 SAXS 혹은 WAXS로 확인 가능한 원자 크기의 불균일성이 나타났으며, 이 경우 비정질 합금의 점성 유동의 변화를 통해 합금의 연신 특성이 향상되었다. 특히, 본 연구에서는 비정질 기지내 불균일 제어를 통한 기계적 특성 향상을 위해서 조성 제어뿐 아니라 동역학적인 요소를 고려한 냉각속도 조절을 통한 원자단위 불균일성의 최적화가 필요함을 규명하였다. 이러한 연구 결과는 분말화 및 소결 과정을 배제하고 제조된 단일 타겟을 통해 코팅층에 다수의 합금원소를 혼합하고 나노/원자 스케일의 복합구조 형성 및 고집적화가 가능한, 타겟 모물질 설계의 새로운 방향을 제시함으로써 다기능성 복합소재 코팅층의 연구에 크게 기여할 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2011.05a
• /
• pp.43.1-43.1
• /
• 2011

Cu(In,Ga)$Se_2$, $CuInS_2$ 등의 CIS계 화합물 박막 소재를 활용한 태양전지는 높은 광흡수 계수, 상대적으로 높은 변환 효율 및 미래의 잠재적 변환 효율, 화학적 안정성, 도시적인 미관 등의 장점으로 인하여 활발한 연구 및 양산화가 진행 중에 있다. CIGS 박막 태양전지 내에서 광생성된 캐리어들의 재결합 메커니즘을 이해하고 태양에너지의 변환 중 에너지 손실을 더욱 줄이기 위해서는 CIGS 태양전지의 결함 특성에 대한 규명이 중요하며, 이차상의 분리, 셀렌화, Na 확산 등과 같이 CIGS 화합물 박막이 성장하는 동안 일어나는 현상들과 결함발생 사이의 관계에 대한 체계적인 연구가 필수적이다. 특히, CIGS 박막 성장 공정 중 Se flux는 CIGS 막의 성장과 소자의 전기적 파라미터에 영향을 미치므로, Se 조절 및 이에 관련된 결함들을 이해하는 것은 CIGS 박막 태양전지의 전기적 특성을 향상시키는 중요한 열쇠가 된다. 본 연구에서는 3단계 동시증발공정을 이용하여 CIGS 박막 태양전지를 제조 분석하여, 공정 중기판온도 및 Se flux가 CIGS 박막 성장에 미치는 영향을 파악하고자 하였으며, 이를 통한 공정조건 최적화로 CIGS 박막 태양전지의 특성을 향상시키고 고효율을 달성할 수 있음을 확인하였다.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.9 no.4
• /
• pp.341-344
• /
• 1999

We reported compositional separation(CS) into Co-enriched and Cri-enriched components inside the grains of Co-Cr based thin films prepared by rf sputtering. CS strongly depends on the sputtering conditions of substrate temperature and target composition. Tuning the microstructure of the Co-Cr films is important in order to employ the CS for high-density magnetic recording. We investigated the origin of CS from thermodynamic viewpoint. We employ a spinodal decomposition-like model to describe the origin of the CS in Co-Cr films. We consider the total free energy of the Co-Cr films as the sum of several free energies of; 1) thermodynamic mixing entropy of a binary solid solution, 2) magnetic ordering interaction(MOI) energy below the Curie temperature, and 3) excess interaction energy(XS) caused by the sputtering process as a function of temperature and composition. Those energies distorted the total free energy like the spinodal decomposition and caused the compositionally separated fine microstructure inside the grains. If the second derivative of the total free energy with respect to Cr composition becomes negative at a given substrate temperature, we may observe a metastable compositional separation inside the Co-Cr alloy films. We expect to exploit the microstructure of CS for ultra-high density magnetic recording.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.10 no.12
• /
• pp.819-824
• /
• 2000

In this research, the etching characteristics of Ta thin film with chlorine plsama have been studied by Electron Cyclotron Resonance (ECR) plasma etching system. The effects of microwave power, RF bias power, working pressure and gas chemistry on the etching profiles have been investigated. The microloading effect, which was observed at fine pattern formation, was effectively suppressed by double step etching, and anisotropic $0.2{\mu\textrm{m}}$ L&S patterns were successfully generated.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
• /
• v.20 no.1
• /
• pp.62-67
• /
• 2001

Velocities of leaky surface acoustic waves (LSAW/sub s/) were measured by using a line-focus polyvinylidene fluoride (PVDF) transducer and compared with theoretically calculated ones. Isotropic materials of Cu, Al, fused quartz, and anisotropic one of Z-cut α-quartz crystal were used as specimens. The velocities were obtained by the separation time between wave components reflected directly from the surface of specimen and LSAW components according to the defocusing distance. The measured velocities well agree with the theoretical results within 1％ error, and it was shown that the leaky pseudo-surface acoustic wave (LPSAW) as well as the LSAW propagates with the typical 6-fold anisotropy on the (0,0,1) surface of α-quartz.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
• /
• v.35 no.1
• /
• pp.98-101
• /
• 2022

Liquid-based Triboelectric nanogenerator (L-TENG) is one of the alternatives to solid-based Triboelectric nanogenerator (S-TENG) because of the absence of surface damage which can decrease the durability of the generator. However, the L-TENG also has an obvious drawback of significantly lower output than that of S-TENG. This article produces water-sloshing-based electricity generating device (W-ED) with a new design of L-TENG that improves electrical output in portable form. The dual-electrode system, consisting of closed-loop circuit and inner electrode which enables water to contact directly in the bottle, can generate the open-circuit voltage and the short-circuit current of up to 348 V and 5.1 mA, respectively. By investigating the motion of water for each frequency, we propose that W-ED is suitable device for a variety of human motions. We expect that W-ED can be applied in small electrical devices or sensors in daily-use items.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2003.03a
• /
• pp.200-200
• /
• 2003

고체산화물 연료전지(SOFC)에서 사용되는 연결재의 주 기능은 각 단위 셀의 연료극과 다음 셀의 공기극을 전기적으로 연결하여, 공기와 사용연료의 분리역할을 하기 위하여 사용된다. SOFC용 연결재는 다른 구성요소 소재보다, 높은 전자 전도성, 낮은 이온전도성, 우수한 기계 적강도가 요구되며, SOFC는 고온에서 작동되기 때문에, 상온에서 작동온도까지 다른 요소 소재들과 유사한 열팽창계수와 물리, 화학적으로 안정성이 요구된다. 현재 연결재 제조기술은 EVD, CVD, plasma spraying, tape casting 등 다양하게 연구되고 있으며, 본 연구는 세라믹 연결재 증착방법 중 저렴한 비용으로 대량 생산이 용이한 습식법(dip coaling)을 적용하여, 연료극 지지체식 flat-tube형 고체산화물 연료전지의 지지체를 위해 세라믹 연결재를 제조하고, 그 특성을 연구하였다. 세라믹 연결재로써 선정한 합성조성은 LaCr $O_3$에 Ca이 치환 고용된 L $a_{0.6}$C $a_{0.41}$Cr $O_3$으로 pechini법으로 합성하였다. 합성된 조성은 100$0^{\circ}C$에서 5시간 하소후 가속 Ball Milling하여 0.5$\mu\textrm{m}$의 평균입자크기를 얻을 수 있었다. XRD 상분석결과 perovskite상 (L $a_{1-x}$ Ca/x/Cr $O_3$)과 CaCr $O_4$를 얻을 수 있었다. slurry를 제조하여 막의 밀착성을 증진시키기 위해 sand blasting시킨 flat tube지지체에 진공펌프를 이용하여 소재내부와 외부의 압력차로 dip coating한 후, 140$0^{\circ}C$로 소결 하였다. coating 결과 박리현상은 없었으나, 표면과 단면의 SEM분석결과 다소 porous한 박막층이 형성되었으며, Ca이온이 지지체로 permeation되는 현상이 발생하였다. 이와 같은 결과로부터 보다 치밀한 박막생성을 위해, slurry 제조조건을 변화시켰으며, Ca이온의 migration을 막기 위해 barrier layer를 이용하였다 완전 소결된 지지체는 가스투과도와 전기전도도측정을 통하여 특성을 평가하였다.였다.다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
• /
• v.18 no.4
• /
• pp.278-291
• /
• 1998

Fracture process of continuous fiber reinforced composites is very complex because various fracture mechanisms such as matrix cracking, debonding, delamination and fiber breaking occur simultaneously during crack growth. If fibers cause crack bridging during crack growth, the stable crack growth and unstable crack growth appear repeatedly. Therefore, it is very difficult to exactly determine tile starting point of crack growth and the fracture toughness at the critical crack length in composites. In this research, fracture toughness test for CFRP was accomplished by using acoustic emission(AE) and recording of tile fracture process in real time by video-microscope. The starting point of crack growth, pop-in point and the point of unstable crack growth can be exactly determined. Each fracture mechanism can be classified by analyzing the fracture process through AE and video-microscope. The more reliable method ior the fracture toughness measurement of composite materials was proposed by using the combination of R-curve method, AE and video microscope.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.5 no.8
• /
• pp.936-944
• /
• 1995

The effects of Spinodal decomposition induced phase separated microstructure of InGaAsP/InP heterostructure on photoluminescence(PL) intensity and FWHM(full-width at half maximum) were investigated in this study. Lattice mismatches were measured by double crystal x-ray diffractometer, and the microstructures of phase separated InGaAsP were observed by transmission electron microscopy. It was found that the misfit stress calculated from lattice mismatch was related to the periodicity of Spinodal modulation. Strong dependence of PL intensity and FWHM on the modulation periodicity was also found. For systematic understanding of these observations, the interaction elastic strain energy function induced by misfit stress was proposed. The calculation illustrated that the microstructure of the epilayer such as Spinodal decomposition played an important role in determining the optoelectronic properties such as PL intensity and PL FWHM.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
• /
• v.14 no.2
• /
• pp.70-76
• /
• 2002

지하철, 고속철도, 신공항, 공동구, 지하보도, 지하차도, 하수도, 도로 및 철도 등 의 지하구조에는 일반적으로 박스형태의 콘크리트 구조물이 건설되고 있다. 1990년 대 중반 이후 시공 및 사용중인 지하 박스 콘크리트 구조물의 균열 및 누수 등의 문제점이 사회적인 문제로 부각되기 시작하였다. 이러한 지하 박스 콘크리트 구조물에 발생할 수 있는 문제점은 크게 결함(defect), 손상(damage), 열화(deterioration)의 3가지로 구분될 수 있으며, 이들 원인은 구조물에 균열(cracking), 누수(leakage), 처짐(deflection), 부동침하(settlement) 재료분리(segregation) , 박리(delamination), 부식(corrosion), 박락(spalling)등의 현상으로 나타난다.(중략)