• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2007.04a
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• pp.89-90
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• 2007

마그네트론 스퍼터링 공정을 이용하여 $100^{\circ}C$미만의 저온에서 산소유량을 변화시켜 Indium Zinc Oxide(IZO) 박막을 증착하였다. 기판온도의 영향과 산소유량의 변화에 따른 IZO 박막의 전기적 특성 변화를 조사하였다. 그 결과 가열하지 않고 증착한 경우 산소유량비의 증가와 함께 IZO 박막의 비저항이 증가되었고, $80^{\circ}C$로 증착온도를 가열한 경우 산소유량비 조절조건에 따라 최소 비저항이 얻어졌다. IZO 박막의 최저 비저항은 증착온도 $80^{\circ}C$, 산소유량비 1%조건에서 $2{\times}10^{-4}$ ${\Omega}$ cm로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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• 1996.06b
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• pp.219-222
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• 1996

수열법은 밀폐용기중에서 10$0^{\circ}C$이상의 가열, 가압된 수용액이 반응에 관여하는 것으로써, 수정, CaCO3, AlPO4, GaPO4 등과 같은 단결정의 육성 뿐만 아니라 균일분산계로부터 균일한 결정성의 미립자 합성에도 폭넓게 이용되고 있다. 세라믹분말의 합성에 있어서, 이 방법은 특히 형상, 입자크기의 제어가 용이할 뿐만 아니라 고상법, 졸-겔법, 공침법에서와 같은 열처리, 분쇄과정이 필요없기 때문에 고순도의 초미립자를 얻을 수 있는 장점이 있다. 근년 미국, 일본에서는 수열법을 이용한 유전, 압전체 등 세라믹분말의 일부가 공업적인 규모로 대량 생산되고 있다. 그러나 이에 대한 국내 기술은 아직 초기단계에 이르고 있는 실정이다. 따라서 본 연구실에서는 수열법에 의한 단결정 육성 (예; 자수정, CaCO3, AlPO4, GaPO4, KTP, Emerald 등), 박막제조 (예; GaP, PbTiO3, BaTiO3 등), 정제 (고령토, 장석, 도석 등), 원석처리 (진주, 인공 emerald, 비취 등) 그리고 각종 세라믹분말의 합성 등과 같은 다양한 기반기술의 축적과 동시에 공업화에 대응한 수열장치를 위하여 반응용기의 대형화, 엄밀한 밀폐방식, 실용적인 수열조건 등을 개발해 오고 있다. 본 발표에서는 현재까지의 연구개발 내용 중에서 결정성 미립자에 관련한 세라믹분말의 합성에 대한 일부의 결과들을 보고한다. 일반적으로 수열장치는 전기로, 반응용기, 온도 및 압력제어계 등을 기본으로 하고 있으며 시판용의 대부분이 교반기가 부착된 수직형 (vertical type)이다. 이와 같은 방식에 있어서는 엄밀한 밀폐가 곤란, 반응온도의 한계성 (25$0^{\circ}C$ 이하), 증진율의 한계성 (소량생산) 등과 같은 점이 있기 때문에 본 연구실에서는 개폐식 전기로내에 엄밀한 밀폐가 가능한 수평식(horizontal type)의 반응용기를 채택한 뒤 이를 회전 또는 시이소(seesaw)식으로 움직일 수 있도록 하여 연속공정화, 온도구배의 자율조절 그리고 보다 저온에서도 인위적인 이온의 확산을 효율적으로 유도할 수 있도록 하였다. 이와 같은 방식은 기존의 방식과 비교하여 반응용기 내에 응집현상과 미반응물이 존재하지 않으며 또한 단분산으로 결정성 미립자를 대량적으로 얻을 수 있는 장점이 있었다. 다음은 이상과 같이 본 연구실에서 자체 개발한 수열장치를 이용하여 PbTiO3, (Pb,La)TiO3Mn, BaTiO3, ZnSiO4:Mn, CaWO4 등과 같은 세라믹분말에 대한 합성 실험의 결과이다. 압전성, 초전성이 우수한 PbTiO3 및 (Pb,La)TiO3:Mn 분말의 수열합성은 PbO, TiO2, La2O3 등의 분말을 출발원료로 하여 합성도도 25$0^{\circ}C$부근의 알카리성 용액중에서 결정성 PbTiO3 및 (Pb,La)TiO3:Mn 미립자를 단상으로 얻었으며 입자의 형상 및 크기는 합성온도와 수열용매의 종류에 의존하였다. 유전체로서 폭넓게 응용되고 있는 BaTiO3 분말은 Ba(OH)2.8H2O, TiO2와 같은 최적의 출발원료를 선택함으로써 15$0^{\circ}C$ 부근의 저온영역에서도 용이하게 합성할 수 있었다. 특히 본 연구에서는 수용성인 Ba(OH)2.8H2O를 사용함으로써 host-guest적인 반응을 유도시키는데 있어 물의 가장 실용적이고 효과적인 수열용매임도 알았다. ZnSiO4:Mn, CaWO4, MgWO4와 같은 형광체 분말은 공업적으로 고상반응 또는 습식법에 의해 얻어지고 있으나 이들 방법에 있어서는 분쇄공정으로 인한 형광특성의 저하와 같은 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 수열법을 이용하여 이들 화합물의 합성을 시도하였으며 그 결과 합성온도 30$0^{\circ}C$ 부근의 알칼리성 용액중에서 수열적으로 얻어짐을 알았다. 여기서의 합성분말을 이용하여 실제 조명램프로 제조한 결과 녹색, 청색 발광용 형광체로서 우수한 형광특성을 나타내었다. 천연에서 소량 산출되고 있는 고가의 (Li,Al)MnO2(OH)2:Co 분말은 도자기의 전사지용 청색안료로써 이용되고 있다. 본 연구실에서는 LiOH.H2O, Al(OH)3, MnO2 등의 분말을 출발원료로 하고 24$0^{\circ}C$ 온도 부근 그리고 물을 수열용매로 하여 천연산에 필적하는 (Li,Al)MnO2(OH)2:Co 분말을 인공적으로 합성하였다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.22 no.4
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• pp.194-199
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• 2012

The $LiMn_{1.5}Ni_{0.5}O_4$, substituting a part of Mn with Ni in the $LiMn_2O_4$, the spinel structure has good charge-discharge cycle stability and high discharge capacity at 4.7 V. In this study $LiMn_{1.5}Ni_{0.5}O_4$ powders were synthesized by polymerization complex method. The effect on the characteristics of synthesized $LiMn_{1.5}Ni_{0.5}O_4$ powders was studied with citric acid (CA) : metal ion (ME) molar ratio (5 : 1, 10 : 1, 15 : 1, 30 : 1) and calcination temperature ($500{\sim}900^{\circ}C$). Single phase of $LiMn_{1.5}Ni_{0.5}O_4$ was observed from XRD analysis on the powders calcined at low ($500^{\circ}C$) and high temperatures ($900^{\circ}C$). The crystalline size and crystallinity increased with calcination temperature. At low calcination temperature the particle size decreased and specific surface area increased as the CA molar ratio increased. On the other hand, high particle growth rate at high calcination temperature interfered the particle size reduction and specific surface area increase induced by the increase of CA molar ratio.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.424-424
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• 2012

ZnO는 수열합성법을 통해 저온에서 단결정으로 성장할 수 있기 때문에 광전소자 및 압전소자로 응용되고 있으나, 성장된 ZnO nanowire 내부 산소 결함 및 표면에 OH기의 흡착에 의해 소자특성 저하를 발생시킨다. 본 연구에서는 ZnO의 결함의 최소화를 위해 Glass 기판에 수열합성법으로 성장된 ZnO nanowire를 ICP 플라즈마 장치를 이용하여 O2 25 sccm, Base Pressure $1.5{{\times}}10^{-3}$ Torr을 기준으로 파워와 시간에 따라 표면처리 하였다. 플라즈마 처리된 ZnO nanowire의 결함특성과 형상을 XPS와 FE-SEM를 통하여 분석하였으며, ZnO nanowire의 소자특성을 평가를 위해 Kapton Film/AZO/ZnO nanowire/PMMA/Au 구조의 발전기를 제작하였다. 150 W, 10 min에서 532.4 eV의 -OH결합이 최소화됨을 확인하였으며, 이를 이용하여 Flexible ZnO nanowire 발전기 제작 했을 경우 최대 Voltage 5 V, Current 156 nA 전기적 특성을 확인하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.32-32
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• 2003

최근 환경오염에 대한 문제가 심각해지면서 인체에 유해한 유기물질의 분해에 대한 관심이 높아지고 있으며 따라서 뛰어난 광촉매 특성을 보이는 타이태니아(TiO$_2$)에 대한 많은 연구가 수행되고있다. 타이태니아가 보이는 결정상 중에는 brookite, anatse, rutile이 있는데 이 중에서 anatse 상이 가장 우수한 광촉매 특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 그러나 anatse 상을 얻기 위해서는 $600^{\circ}C$ 이상의 온도로 열처리를 해야 한다는 문제점이 있으며 광촉매 특성을 향상시키기 위해서는 anantase 나노결정을 제조하여 표면적을 극대화시 키는 것이 요구되고 있다. 본 연구에서는 이러 한 두 가지 문제점을 해결하기 위하여 Polyethylen oxide(PEO)-TiO$_2$ 나노하이브리드를 Sol-Gel공정을 이용하여 합성하였으며 이들에 대한 hot-water treatment를 통하여 10$0^{\circ}C$ 이하의 저온에서 anatase 나노결정상의 분말을 합성하는데 성공하였다. 이는 SiO$_2$-TiO$_2$계 하이브리드에서만 hot-water treatment를 통하여 anatase로 결정화가 가능하다는 기존의 연구결과와 상반되는 결과로서 무기질 성분으로서 TiO$_2$만 존재하는 하이브리드에 대한 hoi-water treatment를 통하여 anatase결정상이 형성될 수 있었다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.25 no.3
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• pp.277-283
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• 1988

Extremely fine $TiO_2$ powders were synthesized from titanium chloride by the precipitation and freeze drying method. The phase transformation and electrical conductivity were investigated as a function of temperature. X-ray analysis showed that the phase transformation of the synthesized powder from the anatase to rutile occured at 64$0^{\circ}C$ and finished at 92$0^{\circ}C$ due to small particle size and large specific surface area. The activation energy obtained from electrical conductivity vs. temperature was about 1.63eV. This relatively large value was due to porosity in the specimen.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.95-96
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• 2014

본 논문에서는 수열합성법으로 성장된 ZnO 기반의 나노구조를 응용함으로써, 압전기반의 새로운 나노제너레이터 구조 및 성능향상에 관한 연구를 제시하고자한다. ZnO 나노구조는 원자층증착법을 적용하여 균일한 ZnO 나노박막 seed층을 성장하고, 이러한 seed층 위에 수열합성법을 통해 $90^{\circ}C$ 저온에서 ZnO 나노구조를 성장함으로써 이루어진다. 성능향상을 위해 다양한 종류 및 구조의 기판 적용을 통해 압전소자를 제작하였으며, 주기적인 스트레인의 적용을 통해 출력특성을 측정하였다. 또한 유연성 나노제너레이터의 제작을 위해 Graphene기반의 전극구조를 적용하였으며, 이를 통해 유연성 나노제너레이터 소자로부터 나노압전특성을 제어할 수 있었다. 특히 나노압전소자의 성능향상을 위해 기판의 표면미세구조를 조절하여 표면적을 넓혀줌으로써 압전소자의 출력전압특성을 향상하였으며, 이러한 메커니즘을 구조적, 성분 분석 및 광학적 특성분석을 통해 규명하였다.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.9 no.4
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• pp.351-356
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• 1996

The quartemary system ceramics 0.5[xPb(Zn$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_{3}$-(1-x)Pb(Ni$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_{3}$]-0.5[yPbTiO$_{3}$-(1-y) PbZrO$_{3}$ for piezoelectric actuators were prepared bv the were added to the raw materials up to 5 mole. Sintering temperature was varied form 1000.deg. C to 1200.deg. C. Sintering characteristrics, dielectric and piezoelectric properties were then investigated. Piezoelectric properties of sample prepared by the molten salt method were improved compared to those prepared by the conventional method. Addition of PZN shifted morphotropic phase boundary to more Zr-rich composition and decreased the piezoelectric properties.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2002.05a
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• pp.218-223
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• 2002

Low temperature synthesis of $LaNiO_3$ crystalline phase composited from mixtures of $La_2O_3$ and NiO via the ball mill and mechanochemical process were investigated. By the ball mill, 20% of $LaNiO_3$ crystalline phase was formed in the samples sintered at $900^{\circ}C$ due to the lack of reactivity of NiO. However, the mechanochemical process yielded about 93% of $LaNiO_3$ crystalline phase in room temperature.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2007.10b
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• pp.451-456
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• 2007

칩의 온도 상승에 대한 우려는 최근 점점 가시화되고 있다. 즉, 설계 집적도의 증가에 따른 전력 소모 밀도의 증가는 바로 칩 온도 상승으로 이어지고 있다. 이러한 칩 온도 상승은 성능 저하와 패키징 비용 증가 뿐 만 아니라, 칩의 신뢰성 칩 수명에서도 나쁜 악영향을 초래한다. 본 연구는 칩 온도 상승을 억제하기 위한 상위 단계 합성을 제안하고 있다. 구체적으로 본 연구의 핵심은 다중 전압 할당과 연산에 대한 모듈 바인딩(배정)을 동시에 고려한 새로운 저온도 설계 기법을 시도한다. 과거의 이중 threshold 전압 할당과 모듈 바인딩은 각각 누설 전류와 동적 전류를 줄이기 위해 적용된 반면 본 연구는 온도 최소화 측면에서 연구를 시도한 점에서 다른 설계 가능성을 보여 준다고 하겠다.