• 한국분말재료학회지
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• 제17권4호
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• pp.326-335
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• 2010

In this paper, the effect of electrical characteristics and electrode shape on the alignment and attachment of multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) has been studied. The attraction and alignment of MWNTs between the gaps has been investigated by applying electric field which is called electrophoresis and dielectrophoresis. According to the frequency of electric field, positive or negative dielectrophoretic force can be determined. The concentration of MWNTs solution was $5\;{\mu}g/ml$, and a droplet of $1.0{\sim}1.5\;{\mu}l$ was dropped between two electrodes. Through the repeated experiments, the optimal electrical conditions for aligning and attaching MWNTs in the desired places were obtained. Since the frequency range of 100 kHz~10 MHz generated positive dielectrophoretic force, MWNTs were attracted and aligned between the gaps with this frequency range. For generating enough force to attract MWNTs, the appropriate voltage range was $0.3{\sim}1.3\;V_{rms}/{\mu}m$. Furthermore, the effect of electrode shape on the alignment of MWNTs was investigated. A single MWNT attachment was accomplished on the round shaped with 70% yield.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.499-500
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• 2006

The electrode wear in micro-EDM significantly deteriorates the machining accuracy. In this regard, electrode wear needs to be compensated in-process to improve the product quality. Therefore, there are substantial amount of research about electrode wear. In this study a control method for micro-EDM using discharge pulse counting is proposed. The method is based on the assumption that the removed workpiece volume is proportional to the number of discharge pulses, which is verified from experimental results analyzing geometrically machined volume according to various number of discharges. Especially, the method has an advantage that electrode wear does not need to be concerned. The proposed method is implemented to an actual micro-EDM system using high speed data acquisition board, simple counting algorithm with 3 axis motion system. As a result, it is demonstrated that the volume of hole machined by EDM drilling can be accurately estimated using the number of discharge pulses. In EDM milling process a micro groove without depth variation caused by electrode wear could be machined using the developed control method. Consequently, it is shown that machining accuracy in drilling and milling processes can be improved by using process control based on the number of discharge pulses.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.220-220
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• 2010

펄스 직류 $BCl_3$ 플라즈마를 이용하여 GaAs와 AlGaAs의 건식식각을 연구하였다. 공정의 주요 변수는 펄스 직류 전압(350~550V), 펄스 직류 시간($0.4{\sim}1.2{\mu}sec$.), 펄스 직류 주파수(100~250kHz)이었다. 식각 실험 후 샘플의 식각률, 식각 선택도, 표면 형상을 비교, 분석하였다. 또한, 광학 발광 분석기(Optical Emission Spectroscopy)를 이용하여 식각하는 동안 플라즈마 방전 특성을 분석하였다. 표면 단차 측정기(Alpha-step IQ, Tencor)로 식각 깊이를 측정해 식각률을 계산하였다. 표면 거칠기 또한 단차 측정기의 표면 거칠기 프로그램을 이용하여 분석하였다. 식각 벽면과 표면 상태는 주사전자현미경(Field-emission scanning electron microscopy)을 이용하여 관찰하였다. 분석 결과는 1) 펄스 직류의 전압이 증가하면 전극에 걸리는 파워가 올라가고 GaAs와 AlGaAs의 식각률도 증가하였다. 2) 76 mTorr 공정 압력, $0.7{\mu}sec$. 펄스 직류 시간과 200 kHz 주파수 일 때 10 sccm $BCl_3$ 펄스 직류 플라즈마에서 GaAs와 AlGaAs 둘 다 약 $0.4{\mu}m/min$ 이상의 식각 속도를 보여주었다. 3) 식각 선택도는 펄스 직류의 전압이 높아지면 증가하였고, 펄스 직류 주파수의 증가도 공정 파워와 GaAs와 AlGaAs의 식각률을 증가시켰다. 4) 그러나 펄스 직류 주파수가 150kHz 이하일 때에는 GaAs와 AlGaAs가 거의 식각되지 않았다. 5) 표면 거칠기는 펄스 직류 주파수가 증가하면 미세하게 좋아졌고 플라즈마는 펄스 직류 주파수가 100~250kHz 일 때 생성되었다. 6) 펄스 직류 시간의 증가는 공정 파워, 식각률, 식각 선택도 모두의 증가를 가져왔다. 7) 광학발광분석기(OES) 데이타는 $BCl_3$ 플라즈마에서 넓은 범위(450~700nm)에서의 염소(Cl) 분자 피크를 나타내었다. 8) 전자 현미경 사진은 펄스 직류 전압이 400 V보다 550 V 일 때보다 더 이방성(Anisotropic)측면과 부드러운 표면을 나타냈지만, 조금의 홈(Trench)이 발견되었다. 결론적으로 펄스 직류 $BCl_3$ 플라즈마는 GaAs와 AlGaAs의 건식식각에서 우수한 결과를 나타냈었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권8호
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• pp.759-763
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• 2015

레이저 가공 공정은 마스크 없이 전극을 가공할 수 있다는 장점 때문에 우수한 공정들 중의 하나로 제안되고 있다. 본 논문에서는, 서로 다른 열적 물성을 가지는 금속들에 레이저 가공을 수행하였다. 이 금속들은 서로 다른 표면형상, 열영향부, 그리고 재융착층을 나타내었고 이는 열전도도, 끓는점, 그리고 열확산계수에 의존하였다. 또한 재융착층을 제거하기 위하여 초음파 원용 레이저 가공을 적용, 높은 열확산계수를 가지는 재료에서 그 초음파 가진에 의한 표면 품질의 향상을 발견하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제19권1호
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• pp.33-39
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• 2001

The welding quality by Gas Tungsten Arc Welding shows very high level, but the welding speed is lower than that of gas metal arc welding. Also, the welding quality by automatic GTAW is variable as the arc characteristics is changed by the consumption of electrode tip. The purpose of this study is to investigate the relation between the properties of tungsten electrode tip and the various arc characteristics at high current region. In this study, the high welding current 200A was applied to the repeated arc start test and long term arcing test using the $\phi$3.2 tungsten electrodes with cone angle 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$, 60$^{\circ}$sharp tip, and 60$^{\circ}$surface polished (S.P.) sharp tip. It was confirmed that the maximum arc pressure by the initial electrode condition was highest in 45$^{\circ}$sharp tip, and the next in 60$^{\circ}$sharp tip, the last was in 30$^{\circ}$sharp tip and 60$^{\circ}$S.P.. But, the maximum arc pressure after the repeated arc start test and long term arcing test was decreased considerably. But, the maximum arc pressure was highest also in 45$^{\circ}$ sharp tip after the tests, the next was in 30$^{\circ}$sharp tip, and the last was in 60$^{\circ}$sharp tip and 60$^{\circ}$S.P.. The arc start characteristics was the most excellent in 60$^{\circ}$S.P., By long term arcing test, the lanthania included in tungsten electrode was extinguished at tip surface preferentially, therefore the arc characteristics of electrode tip got worse.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.386-386
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• 2011

탄소나노튜브는 큰 길이 대 직경 비와 뛰어난 전기적 특성으로 인해 차세대 전계 방출 소자로 주목 받고 있다. 실질적인 전계방출 디스플레이로의 응용을 위한 대면적 제작과 유리 기판 사용을 위해 이용되었던 페이스트(paste)법은 높은 전기장 하에서 장시간 전계방출시 탄소나노튜브 전계방출원과 페이스트(paste)간의 낮은 접착력 때문에 발생하는 탄소나노튜브의 탈루현상(omission)과 유기물질(organic paste)에서 발생하는 탈기체(out-gassing) 문제점이 있었다. 최근 이런 문제점을 개선하기 위해 유기물질(organic paste)를 대체하여 금속바인더(metal binder) 물질을 사용한 결과들이 보고되고 있다. 본 연구에서는 유리기판 위에 제작된 탄소나노튜브 전계방출원의 수명 향상을 위하여 금속바인더와 후속 열처리법의 변화에 따른 전계방출 안정성을 분석하였다. 금속바인더는 접합층/ 접착층(soldering layer/ adhesive layer)으로 구성되어 있으며, 일반적인 소다석회유리(soda-lime glass)에 스퍼터(DC magnetron sputtering system)를 이용하여 증착하였다. 접착층은 유리기판과 접합층의 접착력 향상을 위해 사용되며, 접합층은 기판과 탄소나노튜브 전계방출원을 접합하는 역할과 전계방출 측정시 전극이 되기 때문에 우수한 전기 전도성과 내산화성을 필요로 한다. 본 실험에서는 일반적으로 유리기판과 접착력이 좋다고 알려진 Cr, Ti, Ni, Mo을 접착층으로 사용하였으며, 접합성과 전기전도성, 내산화성이 뛰어난 귀금속 계열의 금속을 접합층으로 사용하였다. 탄소나노튜브를 1,2-디클로로에탄(1,2-dichloroethane, DCE)에 분산시킨 용액을 스프레이방법을 이용하여 증착시켰으며, 후속 열처리 방법을 통하여 접합층과 결합시켰다. 금속바인더와 후속 열처리법의 변화에 따른 접착력과 표면형상(morphology)의 변화를 주사전자현미경(scanning electron microscopy)를 이용하여 분석하였으며, 다이오드 타입에 디씨 바이어스(DC bias)를 사용하여 전계방출특성을 측정하였다[1,2].

• 한국대기환경학회지
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• 제26권6호
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• pp.690-696
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• 2010

Abatement of perfluorocompounds (PFCs) used in semiconductor and display industries has received an attention due to the increasingly stricter regulation on their emission. In order to meet this circumstance, we have developed a radio frequency (RF) driven plasma reactor with multiple annular shaped electrodes, characterized by an easy installment between a processing chamber and a vacuum pump. Abatement experiment has been performed with respect to $CF_4$, a representative PFCs widely used in the plasma etching process, by varying the power, $CF_4$ and $O_2$ flow rates, $CF_4$ concentration, and pressure. The influence of these variables on the $CF_4$ abatement was analyzed and discussed in terms of the destruction & removal efficiency (DRE), measured with a Fourier transform infrared (FTIR) spectrometer. The results revealed that DRE was enhanced with the increase in the discharge power and pressure, but dropped with the $CF_4$ flow rate and concentration. The addition of small quantity of $O_2$ lead to the improvement of DRE, which, however, leveled off and then decreased with $O_2$ flow rate.

• 한국재료학회지
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• 제19권5호
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• pp.245-252
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• 2009

Changes in the surface morphology and light scattering of textured Al doped ZnO thin films on glass substrates prepared by rf magnetron sputtering were investigated. As-deposited ZnO:Al films show a high transmittance of above 80% in the visible range and a low electrical resistivity of $4.5{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$. The surface morphology of textured ZnO:Al films are closely dependent on the deposition parameters of heater temperature, working pressure, and etching time in the etching process. The optimized surface morphology with a crater shape is obtained at a heater temperature of $350^{\circ}C$, working pressure of 0.5 mtorr, and etching time of 45 seconds. The optical properties of light transmittance, haze, and angular distribution function (ADF) are significantly affected by the resulting surface morphologies of textured films. The film surfaces, having uniformly size-distributed craters, represent good light scattering properties of high haze and ADF values. Compared with commercial Asahi U ($SnO_2$:F) substrates, the suitability of textured ZnO:Al films as front electrode material for amorphous silicon thin film solar cells is also estimated with respect to electrical and optical properties.

• 한국재료학회지
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• 제25권7호
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• pp.336-340
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• 2015

For rear metallization with Al paste, Al back contacts require good passivation, high reflectance, and a processing temperature window compatible with the front metal. In this paper, the effect of the firing ambient during the metallization process on the formation of Al rear metal was investigated. We chose three different gases as ambient gases during the firing process. Using SEM, we observed the formation of a back surface field in $N_2$, $O_2$, and Air ambients. To determine the effect of the ambient on Voc, the suns-Voc tool was used. In this study, we described the mechanism of burn-out of organic materials in Al paste during the firing process. The oxygen ambient plays an important role in the burn-out process. We calculated the efficiency with obtained the back surface recombination velocities using PC1D simulation. It was found that the presence of oxygen during the firing process influenced the uniform back surface field because the organic materials in the Al paste were efficiently burned out during heating. The optimized temperature with oxygen flow shows an absolute efficiency of 19.1% at PC1D simulation.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.613-613
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• 2013

그래핀은 저차원계 구조에서 기인하는 뛰어난 전기적, 물리적, 기계적 성질을 지니고 있어 실리콘 기반 기술을 대체할 전계 효과 트랜지스터 이외에도 투명전극, 초고용량 커패시터, 전계방출 디스플레이 등 다양한 응용분야에 적용 가능하다. 최근에는 이러한 응용 연구분야에서 그래핀과 탄소나노튜브 각각의 단점을 최소화하고 장점을 극대화하기 위한 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조에 대한 연구들이 진행되고 있는 추세이다. 이전 연구들에서 환원된 그래핀 산화물(Reduced Graphene Oxide, RGO)을 이용한 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조가 제작되었는데, 이는 RGO의 제작과정에서 복잡한 공정과 긴 합성과정이 요구될 뿐 아니라, 복합 물질에서 탄소나노튜브의 밀도 제어가 어렵다는 단점을 지닌다. 또한 현재까지 제작된 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조의 경우, 열 화학기상증착법으로 합성된 다층(few-layers)의 그래핀과 탄소나노튜브 혼성 나노구조를 제작하였다 [1-6]. 본 연구에서는 우수한 전기적 특성을 가진 단층(monolayer)의 그래핀을 열 화학기상증착법으로 합성한 후, 그래핀 위에 단일벽 탄소나노튜브를 성장시킴으로써 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조를 제작하였다. 합성된 그래핀-탄소나노튜브의 구조적 특징은 주사 전자 현미경과 라만 분광기 측정을 통해 확인하였고, 촉매의 표면 형상 및 화학적 상태는 원자힘 현미경과 X선 광전자 분광법을 통해 확인하였다. 또한 그래핀 기반의 전계 효과 트랜지스터의 경우, 상온에서 그래핀은 우수한 전하 이동도를 가지며 웨이퍼 스케일에서 제작하기 쉬우나 밴드 갭이 없으므로 높은 Ion/Ioff를 가지는 그래핀 기반의 트랜지스터를 만드는 것이 과제이다. 반면 탄소나노튜브는 큰 에너지 갭을 가지고 있으므로 높은 Ion/Ioff를 구현하는 소자 제작이 가능하다. 그리하여 제작된 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조의 소자 제작을 통해 전기적 특성을 조사하였다.