• 제목/요약/키워드: 저온응력

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패턴 사파이어 기판 위에 AlN 중간층을 이용한 GaN 에피성장

  • 김남혁;이건훈;박성현;김종학;김민화;유덕재;문대영;윤의준;여환국;문영부;시상기
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.123-123
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    • 2010
  • 3족 질화물계 물질은 발광다이오드와 같은 광전자소자적용에 있어서 매우 우수한물 질이다.일반적으로, GaN 에피 성장에 있어서 저온 중간층을 삽입한 2 단계 성장 방법은 낮은 결함밀도와 균일한 표면을 얻기 위해 도입된 기술이다. 특히 AlN 중간층은 GaN 중간층과 비교하였을 때 결정성뿐만 아니라 높은 온도에서의 열적안정성, GaN 기반의 자외선 검출기서의빛 흡수 감소 등의 장점을 가지고 있다. 또한 패턴 사파이어 기판위 GaN 에피 성장은 측면성장 효과를 통해 결함 밀도 감소와 광 추출 효율을 향상시키는 것으로 알려져 있다.또한 열응력으로 인한 기판의 휨 현상은 박막성장중 기판의 온도 분포를 불균일하게 만드는 원인이 되며 이는 결국 박막 조성 및 결정성의 열화를 유도하게 되고 최종적으로 소자특성을 떨어 뜨리는 원인이 되는데 AlN 중간층의 도입으로 이것을 완화시킬 수 있는 효과가 있다. 하지만, AlN 중간층이 패턴된 기판 위에 성장시킨 GaN 에피층에 미치는 영향은 명확하지 않다. 본 연구팀은 일반적인 c-plane 사파이어 기판과 플라즈마 건식 에칭을 통한 렌즈 모양의 패턴된 사파이어 기판을 이용해서 AlN 중간층과 GaN 에피층을 유기금속 화학기상증착법으로 성장하였다. 특히, 렌즈 모양의 패턴된 사파이어 기판은 패턴 모양과 패턴 밀도가 성장에 미치는 영향을 연구하기 위해 두가지 패턴의 사파이어 기판을 이용하였다. AlN 중간층 두께를 조절함으로써 최적화된 GaN 에피층을 90분까지 4단계로 시간 변화를 주어 성장 양상을 관찰한 결과, GaN 에피박막의 성장은 패턴 기판의 trench 부분에서 시작하여 기판의 패턴부분을 덮는 측면 성장을 보이고있다. 또한 TEM과 CL을 통해 GaN 에피박막의 관통 전위를 분석해 본 결과 측면 성장과정에서 성장 방향을 따라 옆으로 휘게 됨으로 표면까지 도달하는 결정결함의 수가 획기적으로 줄어드는 것을 확인함으로써 고품질의 GaN 에피층을 성장시킬 수 있었다. 그리고 패턴밀도가 높고 모양이 볼록할수록 측면 성장 효과로 인한 결정성 향상과 난반사 증가를 통한 임계각 증가로 광추출 효율이 향상 되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 최적화된 AlN 중간층을 이용하여 패턴 기판위에서 고품질의 GaN 에피층을 성장시킬 수 있었다.

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간헐 압축응력 완화와 시간-온도 중첩 원리를 이용한 FKM 오링의 수명 예측 연구 (Life-time Prediction of a FKM O-ring using Intermittent Compression Stress Relaxation (CSR) and Time-temperature Superposition (TTS) Principle)

  • 이진혁;배종우;김정수;황태준;박성두;박성한;여태민;김원호;조남주
    • Elastomers and Composites
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    • 제45권4호
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    • pp.263-271
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    • 2010
  • 간헐 CSR 측정법을 이용하여 FKM 오링의 노화 거동과 수명 예측에 관하여 연구하였다. Intermittent CSR 지그는 오링의 실제 사용환경을 고려하여 설계 제작하였다. 각 측정 조건에 따른 마찰 영향, 열 손실 영향 및 Mullins 효과에 의한 간헐 CSR의 응력 거동 변화를 관찰하였다. 오링의 노화 거동은 $60{\sim}160^{\circ}C$에서의 가속 노화 연구를 통하여 관찰하였다. 고온 영역($100{\sim}160^{\circ}C$)에서 오링은 선형 노화 거동을 나타내었으며, 아레니우스 관계를 만족시켰다. 이때의 활성화 에너지는 60.2 kJ/mol로 나타났다. 아레니우스 도식으로 부터, 오링의 예측 수명은 고장 조건 50%와 40%에 대하여 각각 43.3 년과 69.6 년으로 나타났다. 시간-온도 중첩 원리를 이용하여 $60^{\circ}C$에서의 노화 거동을 관찰하였으며, 실험 시간을 절약 할 수 있었다. $60{\sim}100^{\circ}C$의 저온 영역에서의 활성화 에너지는 48.3 kJ/mol로 감소하였다. WLF(William-Landel-Ferry) 도식을 통하여 FKM 오링은 $100^{\circ}C$ 이하에서 비선형 노화 거동을 나타내는 것을 확인하였다. 시간-온도 중첩 원리로부터, FKM 오링의 수명은 고장 조건 50%와 40%에 대하여 각각 19.1년과 25.2년으로 나타났다. 시간-온도 중첩 원리를 이용하여 예측한 오링의 수명이 아레니우스 관계에 의한 수명 보다 보수적인 것으로 나타났다.

질화물계 발광다이오드에서 InGaN/GaN 자우물구조 내 GaN 보호층에 대한 연구

  • 송기룡;김지훈;이성남
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.425-426
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    • 2013
  • IIIN계 물질 기반의 광 반도체는 직접 천이형 넓은 밴드갭 구조를 갖고 있기 때문에 적외선부터 가시광선 및 자외선까지를 포함한 폭 넓은 발광파장 조절이 가능하여 조명 및 디스플레이 관련 차세대 광원으로 많은 관심을 받고 있다. 일반적인 청색 및 녹색 발광영역의 활성층으로는 InGaN/GaN 다중양자우물구조를 사용하고 있으나, 장파장의 녹색 발광을 얻기 위해서는 인듐의 함유량이 증가하여야 한다. 하지만, 인듐의 함유량이 증가함에 따라서 InGaN/GaN 다중양자우물 구조내에서 인듐의 편석현상의 발생이 용이하게 되어 계면 특성을 저하할 뿐 아니라, 비발광 센터를 증가하여 발광 효율을 급격히 감소시키는 원인이 되고 있다. 또한, InGaN과 GaN의 큰 성장온도의 차이에 따라 800도 부근의 저온 영역에서 성장된 InGaN층이 1,000도 이상의 고온 영역에서 GaN층이 성장시 InGaN층의 열화 현상이 급격히 발생되고 있다. 이를 억제하기 위해서 금속유기화학증착법의 성장 변수 최적화, 응력제어, 도핑 등의 편석 억제기술 및 보호층이 사용되고 있다. 본 연구에서는 인듐함유량이 증가된 녹색 InGaN/GaN 다중양자우물구조에서 InGaN 우물층 상하부에 도입된 GaN 보호층에 따라 발생되는 양자우물구조의 광학 및 결정학적 특성 분석을 통해 GaN 보호층의 역할을 분석하고자 한다. 본 연구에서는 금속유기화학증착장치를 이용하여 사파이어 기판위에 GaN 템플릿을 성장하고, n-형 GaN, InGaN/GaN 다중양자우물구조 및 p-형 층을 성장하였다. 앞선 언급하였듯이, InGaN/GaN 다중양자우물구조내에 GaN 보호층의 역할을 규명하기 위하여 샘플 A의 경우는 보호층이 전혀 없는 구조이고, 샘플 B의 경우는 InGaN 우물층의 상단부에만, 샘플 C의 경우에는 우물층 상부 및 하단부 모두에 약 2.0 nm 두께의 GaN 보호층을 형성하였다. 이 보호층의 유무에 따른 다중양자우물구조의 계면 특성을 확인하기 위한 X-선 회절을 이용하였고, 광학적 특성을 확인하고 상온 포토루미네선스법을 이용하여 녹색 발광 파장의 변화 및 발광세기를 관찰하였다. 우선적으로, 상온 포토루미네선스법을 이용하여 각 샘플의 발광특성을 확인한 바 상하부 모두에 GaN 보호층이 존재하는 샘플 C의 경우 약 510 nm 부근에서 발광이 관찰되었지만, 상단부에 GaN 보호층이 존재하는 샘플 B는 약 495 nm영역에 발광이 확인되었다. 특히, 전혀 보호층이 존재하지 않는 샘플 A의 경우 약 440 nm에서 발광하는 현상을 관찰하였다. 이는 우물층 상단부 및 하단부에 존재하는 GaN 보호층이 In의 확산을 억제하는 것으로 판단된다. 또한, 발광파장 및 세기를 확인한 바, 보호층의 존재하지 않을수록 단파장화가 발생함에도 불구하고 발광세기는 급격히 약해지는 것으로 보아 계면특성이 저하되어 비발광센터가 증가되는 것으로 판단된다. 이를 구조적으로 확인하기 위하여 X-선 회절법을 통한 ${\omega}$/$2{\Theta}$ 스캔의 결과는 In의 0차 피크가 GaN 보호층이 없을 경우 GaN의 피크 방향으로 이동하는 것으로 보아 GaN 보호층은 우물층 성장 후 GaN 장벽층을 성장하기 위해 온도를 증가시키는 과정에서 In의 확산되는 것으로 판단된다. 또한, 하부 GaN 보호층의 경우 GaN 장벽층 성장 후 온도를 감소시키는 과정에서 성장되므로, 우물층으로부터 In의 탈착현상이 아닌 장벽층과의 상호 확산으로 판단된다. 또한, 계면특성을 확인하기 위해 InGaN의 X-선 위성 피크를 확인한 바 샘플 A의 경우 매우 넓고 약한 피크가 관찰된 반면, 보호층이 존재하는 샘플 B와 C의 경우 강하고 얇은 피크가 확인되었다. 이는 GaN 보호층의 도입으로 인해 계면특성이 향상되는 것으로 판단된다. 따라서, 우리는 InGaN/GaN 다중양자우물구조에서 GaN 보호층은 상부의 열화 억제 뿐아니라, 하부의 장벽층 및 우물층 사이의 상호확산을 억제하는 GaN 보호층의 도입을 통하여 우수한 계면 특성 및 비발광센터의 억제를 얻을 수 있을 것으로 생각되며, 이는 향후 GaN계 발광다이오드의 전계 발광특성을 증가하여 우수한 발광소자를 개발할 수 있을 것으로 기대된다.

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단일형 거동함수에 의한 얕은 기초의 신뢰도 해석 -임해퇴적층의 토성자료를 중심으로- (A Reliability Analysis of Shallow Foundations using a Single-Mode Performance Function)

  • 김용필;임병조
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제2권1호
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    • pp.27-44
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    • 1986
  • 기초 구조물 설계에 있어서 지지력 및 압밀 침하량 산정식을 각각 단일 모우드 거동함수(perfor trance function)로 설정하여 실측된 토성자초를 확률변수로 취해서 기술류계학적 분석을 기행했다. 이 분석결과로서 얕은 기초가 파괴상태에 이르렀을 때의 신뢰도와 그 때에 거동되고 있는 설계변수치(check points)를 "Advanced first-order second moment method"로 구했다. 설계변수들 사이의 관계를 무연관-정규분포, 무상관-비정규분포, 유상관-정규분포 및 유상관-비정규분포 등의 유형 으로 분류하여 신뢰도 및 설계변수치를 비교 검토하여 얻은 주요한 결론은 다음과 같다. 1. 지지력 모우드 1) CU test 의한 점착력과 tans사이에는 약한 음상관치 있으며, 각각 대규분포 및 대수정륜 분포를 한다. 2) 신뢰지수를 2.34로 제한했을 경우, 유상관-대수정규분포 유형의 지지력은 18.6t/m2으로서 가장 낮게 되므로, 이 이외의 유형은 지반조건을 과대평가할 우려가 있다. 2. 압밀 침하량 모우드 1) 압축비(compression ratio) 및 선행 압밀응력은 각각 정규분포 및 대수정규분포를 이루며, 이들의 상관성은 연계적 독립변수로 취급해도 좋을 만큼 매우 낮다. 2) 압밀 침하량을 확정론적 방법으로 산출한 16cm보다 더 낮게 취하면, 유상관일대수정규분포류 형의 신뇌맥가 가장 낮게 평가된다. 따라서, 얕은 기초 구조물을 신뇌도나 파괴확률을 해석하는 데 있어서, 정확한 확률밀도함수로서 복잡한 수치적분에 의한 엄밀해보다는 개략적인 확률분포형태와 비교적 쉽게 얻어지는 공분산까지를 고려하면, 기초의 지반조건이 과소평가될 우려가 없다.가될 우려가 없다.의 뽕밭에 발생한 발아불량현상의 원인은 주인이 저온에 의한 동해라고 볼 수 있으며 지역적으로는 붕소결핍에 의한 발아불량현상도 적지 않았고 특히 붕소결핍이 동해피해를 가속화시켰다고 볼 수 있다.dard deviation)were estimated, and diagram which shows the relationship between mean annual maximum rainfall($$) and frequency factor for each durations were drawn. PMP was estimated by statistical method using the PMP frequency factor obtained from the diagram and statistics($$, Sn). The PMP-Duration Equation was derived from the envelope curve in order to obtain the PMP for an arbitrary duration. The isohyetal map of 24 hours PMP and PMP. DAD curve for the whole of Korea were drawn in accordance with the point PMP values.el size는 거의 차이가 없었는데, 특히 수당영화수 및 sink용량에 대한 주연효과정도는 계통에 따라 상당한 차이를 보였다. 계통의 자체경쟁정도는 출수후보다는 출수전 생식생장기간에 더욱 심하고 계통간차이도 큰 것 같았다. 일반적으로 수당sink용량이 클수록 출수전 자체경쟁정도가 심한 경향이었으나 계통에 따라서는 수당 sink용량이 작으면서 자체경쟁도가 심한 것(수원264호 등)이

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제조방법에 따른 딸기잼의 이화학적 품질 특성 비교 (Comparison of the Physicochemical Quality Characteristics of Strawberry Jams by Processing Methods)

  • 정난정;강윤한
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.337-343
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    • 2012
  • 시판 3사의 A, B 및 C 제품의 시판 딸기잼과 제조방법을 달리하여 직접 제조한 수제 딸기잼 즉 상압잼(HM-AP)과 감압잼(HM-RP) 등 5가지 딸기잼을 대상으로 총당, pH, 총산, 총 폴리페놀, 안토시아닌, 색도, 물성 및 관능검사를 실시하였다. 총당은 62.33~68.33 $^{\circ}Brix$이었고, pH는 3.59~3.78 범위였으며, 총산은 0.51~1.01으로 나타났다. 딸기잼의 색도 중 명도(L)은 11.02~14.80, 적색도(a)는 3.91~13.68로 상압잼이 유의적으로 높게 나타났다. 색소 성분인 총 폴리페놀 함량은 시판 잼 A, B, C의 경우 56.10, 97.59 및 105.85 mg GAE/100 g, 상압잼과 감압잼의 경우 각각 156.13, 189.94 mg GAE/100 g로 조사되었다. 안토시아닌 함량은 시판 잼 A, B, C의 경우 1.51, 0.95 및 0.80 mg/100 g, 상압잼과 감압잼의 경우 각각 2.64, 9.16 mg/100 g으로 나타났다. 감압잼은 총 폴리페놀과 안토시아닌 함량에 있어 다른 잼에 비해 유의적으로 높게 나타났다. 물성 중 경도는 $5.67{\times}10^3$ (HM-AP 잼)~$41.91{\times}10^3$ (B 잼) dyne/$cm^2$, 젤리강도는 40.08 (HM-AP 잼)~180.33 (B 잼) dyne, 파단응력은 83.84 (C 잼)~302.93 (B 잼) g 이었다. 관능검사로 색, 향, 단맛, 신맛, 발림성 및 종합적 기호도를 조사한 결과 HM-RP 잼이 다른 잼에 비해서 평점이 높은 것으로 나타났으며, 특히 색의 평점은 6.95로 가장 높은 것으로 나타났다. 항산화 활성을 나타내는 DPPH 라디칼소거능은 A, B, C, 상압잼 및 감압잼 각각 44.27, 41.70, 53.06, 69.08, 73.21% 였다. 본 결과는 저산소 가공기술을 이용하여 감압하에서 저온에서 제조한 HM-RP 딸기잼은 폴리페놀화합물의 산화 안정화로 총 폴리페놀과 안토시아닌 등 그 함량이 다른 잼에 비해 유의적으로 높은 것으로 사료된다.

지방산 칼륨 Cream Soaps 의 상거동 연구 (Phase Behavior Study of Fatty Acid Potassium Cream Soaps)

  • 노민주;여혜림;이지현;박명삼;이준배;윤명석
    • 대한화장품학회지
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    • 제48권1호
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    • pp.55-64
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    • 2022
  • Cleansing foam이라 불리는 지방산 칼륨 cream soap은 crystal gel 구조로 이루어져 있어 유화계와는 달리 전단응력에 약하며 고온의 보관조건에서 쉽게 분리되는 특성을 보여준다. Crystal gel 구조는 지방산의 종류 및 비율, 중화도, polyol의 종류와 사용량에 따라 크게 영향을 받는다. Crystal gel 구조에 미치는 이들의 영향을 조사하기 위해 water/potassium hydroxide (KOH)/fatty acid ternary system에서 실험을 실시하였다. Differential scanning calorimeter (DSC) 측정 결과 myristic acid (MA) : stearic acid (SA) = 3 : 1 비율에서 공융점(eutectic point)를 갖고 이 혼합비가 가장 안전한 삼성분계(ternary system)를 만든다는 것을 발견했다. 점도 측정과 편광현미경 (POM) 관찰 결과 중화도는 75% 부근이 최적이라고 판단된다. 삼성분계의 melting point (Tm)이 보관온도보다 높을 때, 그리고 crystal phase가 lamellar gel phase로 상 전이가 일어날 때 안정하나 지방산 함량의 증가는 안정성에 거의 영향을 미치지 않는다. 삼성분계에 polyol의 첨가는 Tm을 변화시키고 상전이를 일으키는데 중요한 역할을 한다. 클렌징폼의 구조는 저온 주사전자현미경 (Cryo-SEM), 소각 및 광각 X-선 산란 (SAXS, WAXS) 분석으로 규명하였다. Butylene glycol (BG), propylene glycol (PG), dipropylene glycol (DPG)은 Tm을 낮추어주며 lamellar gel phase 형성을 어렵게 하는 반면 glycerin, PEG-400, sorbitol은 Tm을 상승시키고 lamellar gel phase 형성을 용이하게 하며 안정한 삼성분계를 만든다.