• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.155-155
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• 2016

최근 증가하고 있는 플렉서블 기기제작을 위한 플렉서블 전극으로 금속메쉬, 그래핀, 은나노선을 사용한 전극이 제안되었으나 복잡한 공정 및 안정성 문제로 인해 다양한 나노복합구조를 적용하여 단점을 개선하기 위한 연구가 진행되고 있다. 은나노선 전극은 특히 공정이 단순하고 투과도 및 전도도가 비교적 우수하며 기판의 휘어짐에도 특성변화가 가장 작아 플렉서블 전극의 가장 강력한 후보재료로 알려져 있다. 그러나 은나노선 전극은 구조적으로 전극표면에 고르게 분포하지 못하기 때문에 전극의 표면거칠기가 매우 커지고 투과되는 빛과 간섭하여 헤이즈가 발생되는 문제를 가지고 있다. 특히 플렉서블 OLED용 전극으로 응용시 화면의 선명도가 떨어지며 은나노선 네트워크의 접촉저항이 증가하고 큰 표면거칠기로 인해 수명이 감소하는 문제를 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 은나노선 전극에 산화그래핀 처리를 통해 나노복합구조를 형성하고 플렉서블 기판에 전사하는 방법을 통해 투명 전극을 형성하였다. 주사전자현미경 측정을 통해 산화그래핀 플레이크와 은나노선 전극의 구조적 특성을 조사하였고 면저항측정을 통해 산화그래핀 처리공정 조건에 따라 전기적 특성이 개선되는 결과를 확인하였다. 은나노선 전극의 전도도 개선의 원인을 조사하기 위해 라만, XPS, 투과도 측정결과를 분석하였다. XPS 분석결과 은나노선과 그래핀의 나노복합구조 형성을 통해 산화그래핀에 포함된 pyridinic 질소가 감소하고 quaternary 질소가 증가하였다. 이는 산화그래핀의 내부 defect sites에 질소결합이 증가되었음을 의미하고 이로인해 산화그래핀에 부분적인 전도경로가 형성되어 은나노선의 전도특성을 개선되었다. 투과도 측정을 통해 은나노선의 가로방향 플라즈몬 공명 흡수가 산화그래핀 처리에 의해 감소하였고 이로 인해 은나노선 전극의 투과도가 산화그래핀 처리에 의해 개선되는 결과를 확인하였다. 은나노선 전극에 대해 산화그래핀 처리를 통해 나노복합구조 형성에 대한 연구는 은나노선 플렉서블 전극 개발을 가속화하고 잠재적인 응용분야를 확대하기 위한 원천지식을 제공할 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.118-118
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• 2015

플렉서블 기판을 기반으로 하는 휴대용 기기는 다양한 형태로 가공이 가능하고 가벼워 휴대가 용이하며 충격에 강하여 내구성이 좋은 장점을 가지고 있으나 플렉서블 전극 개발이 어려운 문제가 있다. 플렉서블 전극으로 그래핀, 은나노선, 금속메쉬 등의 다양한 재료, 구조에 대한 연구가 진행되고 있으며 특히 은나노선 전극은 공정이 단순하고 투과도 및 전도도가 비교적 우수하녀 가장 강력한 후보재료로 알려져 있다. 그러나 은나노선은 표면거칠기가 매우 크고 헤이즈가 발생하여 OLED 디스플레이용 전극으로 응용시 화면의 선명도가 떨어지며 은나노선 네트워크 형성시 은나노선간의 접촉저항이 증가하는 문제를 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근 산화그래핀을 적용하여 은나노선의 투과도, 전도도, 표면거칠기를 개선하는 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 은나노선과 산화그래핀 나노복합체를 형성하고 플렉서블 기판에 전사하는 공정방법을 통해 투명전극을 형성하였고 산화그래핀이 포함되지 않은 전극과 비교하여 전극의 성능이 향상됨을 확인하였다. 주사전자현미경 측정을 통해 플렉서블 기판에 포함된 산화그래핀-은나노선 전극의 구조적 특성을 조사하였고 면저항측정을 통해 산화그래핀 처리로 인해 전기적 특성이 개선되는 결과를 확인하였다. 전도도 개선의 원인을 조사하기 위해 라만, XPS, 투과도 측정결과를 분석하여 그래핀에 포함된 pyridinic 질소가 감소하고 quaternary 질소가 증가하며 이로 인해 defect sites의 수가 감소하는 결과를 확인하였다. 산화그래핀과 은나노선의 접합부분에서 산화그래핀의 quaternary 질소가 증가하고 산화그래핀에 전하밀도를 증가하여 전도도를 향상하였다. 투과도 측정을 통해 은나노선의 가로방향 플라즈몬 공명 흡수가 산화그래핀 처리에 의해 감소한 결과를 확인하였다. 산화그래핀-은나노선 나노복합체의 전도도 향상 원인에 대한 연구는 은나노선의 플렉서블 전극 응용을 가속화하고 잠재적인 응용분야를 확대하기 위한 원천지식을 제공할 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권8호
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• pp.893-898
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• 2014

펄스 레이저를 적용한 실버나노와이어의 접합 영향이 연구되었다. 조사된 레이저 펄스 에너지는 실버나노와이어 네트워크에서 실버나노와이어간에 접합을 유도하였으며 이로 인해 투명 기저위의 실버나노와이어 네트워크 박막에 전기 저항값을 조절할 수 있었다. 특히 이러한 나노네트워크에서의 접합은 개별 나노와이어의 접촉점의 형태로 발생되었고 접합의 효과는 전체 실버나노와이어 네트워크의 전기저항 변화 측정으로 평가하였다. 또한 레이저 빔 펄스폭 및 레이저 평균 출력이 나노와이어 접합 비율 평가에 적용되어 연구되었다. 실버나노와이어 네트워크의 광학 특성도 관찰되었으며 이에 레이저 공정 요소 대비 효과도 연구되었다. 최적화된 레이저빔 적용 재료처리는 특화된 국부 재료 특성 개선에 장점을 보였다. 펄스 레이저를 이용한 실버나노와이어의 재료처리의 적용과 그 효과에 대해서도 논의한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 춘계학술회의 초록집
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• pp.18-20
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• 2010

수조구조의 InGaN LED 소자에 적용이 가능하며 높은 열적안정성을 갖는 저저항 고반사율 p형 오믹 전극을 개발하였다. Ag에 Mg을 첨가하여 p형 전극을 이용하여 $400^{\circ}C$, 공기중에서 1분간 열처리 후 $2.2\;{\times}\;10^{-5}\;{\Omega}cm^2$의 낮은 접촉 저항을 얻을 수 있었고, 460 nm 파장에서 82.6%의 높은 반사율을 획득할 수 있었다. 이는 Mg가 첨가됨에 따라 Ag가 고온에서 집괴되는 원인인 산소-공공 결합을 줄여줌으로써 높은 열적 안정성을 얻게 되었다. Ag를 열처리 할 경우, 외부에 존재하는 산소가 공공 자리에 들어간 후, 산소와 공공의 강한 인력에 의해 산소가 침입형 자리에 들어가서면서 두개의 공공과 강하게 bonding을 갖는 diffusion center가 많이 존재하게 된다. 하지만 Mg가 첨가되었을 경우, Oxygen affinity가 강한 Mg에 산소가 먼저 결합을 이루면서 산소-공공결합을 줄여주게 되어 높은 온도에서도 diffusion이 이루어지지 않고 높은 열적 안정성을 갖게 된다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제8권5호
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• pp.619-625
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• 1995

Polycrystalline CdTe thin film has been studied for photovoltaic application due to the 1.45 eV band gap energy ideal for solar energy conversion and high absorption coefficient. The formation of low resistance contact to p-CdTe is difficult because of large work function(>5.5eV). Common methods for ohmic contact to p-CdTe are to form a p+ region under the contact by in-diffusion of contact material to reduce the barrier height and modify a p-CdTe surface layer using chemical treatment. In this study, the surface chemical treatment of p CdTe was carried out by H$\_$3/PO$\_$4/+HNO$\_$3/ or K$\_$2/Cr$\_$2/O$\_$7/+H$\_$2/SO$\_$4/ solution to provide a Te-rich surface. And various thin film contact materials such as Cu, Au, and Cu/Au were deposited by E-beam evaporation to form ohmic contact to p-CdTe. After the metallization, post annealing was performed by oven heat treatment at 150.deg. C or by RTA(Rapid Thermal Annealing) at 250-350.deg. C. Surface chemical treatments of p-CdTe thin film improved metal/p-CdTe interface properties and post heat treatment resulted in low contact resistivity to p-CdTe.Of the various contact metal, Cu/Au and Cu show low contact resistance after oven and RTA post-heat treatments, respectively.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.416-416
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• 2010

본 연구에서는 저가격, 대면적화를 위한 롤투롤 스퍼터를 설계&개발하고, 성막직전 PET 기판의 열처리 유무를 통한 ITO 박막을 성막 시킨 저항막 방식의 터치 패널용 투명 전극에 대하여 전기적, 광학적, 구조적, 표면적 특성을 분석하였다. 롤투롤 스퍼터는 degassing챔버와 스퍼터 챔버가 한 시스템에 구성되었고, Degassing 챔버는 좌우측의 Rewinder/Unwinder 롤러에 의해 감고 풀어지는 PET기판의 수분 및 가스를 중앙부에 위치한 히터를 통해 제거하며, 수분 제거 후 스퍼터 챔버로 옮겨진 1250 mm폭의 PET기판을 Unwinder/Rewinder 롤러에 장착하며, Unwinder 롤러로부터 풀려진 PET 기판은 guide 롤러를 거쳐 cooling drum과의 물리적 접촉에 의해 PET 기판의 냉각이 일어나게 된다. ITO 캐소드 전에 장착된 할로겐 히터 상부로 기판이 지나가면서 열처리가 진행되고 열처리 후 두 개의 ITO 캐소드 상부를 지나면서 연속적으로 ITO 박막이 PET 기판에 성막 되게 된다. ITO 박막의 주요 성막 변수인 DC Power, Ar/$O_2$ 가스 유량비, 기판의 속도는 최적으로 고정하고, 성막 직전 기판의 열처리에 유무에 따른 ITO박막의 필름을 각각 고온 챔버에서 $140^{\circ}C{\times}90min$ 동안 열처리를 통한 내열성 테스트를 진행하여 ITO 필름의 특성 향상을 비교 분석하였다. 분석을 위해 전기적 특성은 four-point probe로 측정했고, 투과도는 Nippon Denshoku사(社)의 COH-300A를 이용해 가시광(550nm)에서 분석했고, FE-SEM으로 ITO박막 의 표면 상태를 분석하였다. 또한 Bending Tester(Z-100)를 이용하여 기계적 안정성을 분석하였다. 성막직전 PET 기판의 열처리를 하지 않은 ITO박막은 고온의 챔버 에서 $140^{\circ}C{\times}90min$ 동안 내열성 테스트 후 면저항이 511($\omega/\Box$)에서 630($\omega/\Box$)으로 높아졌으나, 성막직전 열처리를 통한 ITO 박막인 경우에는 465($\omega/\Box$)에서 448($\omega/\Box$)로 안정화 되었고, 투과율은 성막직전 열처리를 통해 1%향상되어 89%를 보였고, 유연성 또한 보다 우수한 특성을 보였다. 표면 조도는 평균 0.416 nm의 낮은 값을 보였다. 이는 PET 기판의 degassing 공정 중 충분히 제거되지 않은 가스나 불순물을 성막직전 열처리 공정으로 충분히 제거하여 깨끗한 PET 기판 상에 ITO 박막을 성막시키고, 열처리시 기판에 주어진 열에너지에 의해 보다 밀도가 높은 ITO 박막이 성장했기 때문으로 사료 된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.681-686
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• 2017

태양광 모듈에서 태양전지를 연결해주는 인터커넥터로 리본 솔더로 SnPbAg가 사용되고, 옥외 태양광 발전에 장기간 노출시 리본의 부식으로 인한 열화가 흔히 관찰된다. 이러한 부식현상으로 인하여 리본과 태양전지의 접합이 약해져 접촉저항이 증가하고, 또한 리본 자체의 직렬 저항이 증가하게 되어 태양전지의 전압 전류 곡선에서 충진률 손실로 출력이 저하된다. 본 논문에서는 리본의 부식을 완화시킬 수 있는 방법으로 희생양극법을 이용하여 순수 알루미늄 및 아연, 알루미늄, 아연 그리고 마그네슘의 합금을 이용한 5가지 희생양극 소재의 부식에 의한 열화 저감을 연구하였다. 전기화학적 방법으로 희생양극 소재의 개방회로 전위와 폐쇄회로 전위를 측정하였고, 포텐시오다이나믹 분극 곡선을 측정하고, 영저항전류계를 이용하여 리본과 소재간의 갈바닉 전류를 측정하였다. 또한, 아세트산과, NaCl에 리본과 희생양극 소재의 부착 전후의 침지시험과 4셀 미니모듈로 제작한 후 1500시간 고온고습 시험 전후 출력을 평가하였다. 그 결과 Al-3Mg와 Al-3Zn-1Mg의 희생양극 소재가 부식속도가 느리고, 출력저하를 저감시킬 뿐만 아니라 장기 안정성에도 효과적인 것으로 평가된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권2호
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• pp.172-176
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• 2019

저생 미생물 연료전지(BMFC)는 바다나 호수의 뻘 속에서 저생미생물이 유기물을 분해하면서 발생시키는 전기를 이용한 연료전지다. 본 연구에서는 BMFC 전극으로 카본 소재를 발수 처리한 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)의 가스확산층(GDL)을 사용해서 성능이 높게 나오는 구동조건을 찾고자 하였다. 높은 저항 값을 갖는 외부저항을 사용했을 때 성능이 높았으며 바닷물에서 리드선의 부식에 의한 전극과 접촉저항 증가를 피해야 성능을 유지할 수 있었다. 기포 발생기를 사용해 최고출력밀도를 2배 이상 높일 수 있었고 최적 구동 온도는 $40^{\circ}C$였다.

• 공업화학
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• 제32권4호
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• pp.442-448
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• 2021

고분자전해질 연료전지에서 분리판 유로 형상은 유체 공급과 물 및 열 확산, 접촉 저항 등에 영향을 주는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 25 cm² 단위 전지를 이용하여 공기극에 구리폼을 적용한 분리판을 이용하여 연료전지 성능 평가를 수행하였다. 압력과 상대습도 조건에 대한 영향을 분극 곡선과 전기화학적 임피던스 분광법을 이용하여 분석하였다. 구리폼의 ohmic 저항이 높아 사형유로형상 보다 연료전지 성능은 낮았지만, 다공성 구조로 인한 균일한 연료 분포로 활성화 손실과 물질전달 손실이 적은 것을 확인하였다. 구리폼의 소수성이 높아 물 배출이 유리한 장점이 있지만, 저가습 조건에서는 사형유로에 비하여 전해질막 수화도가 낮은 것을 확인하였다. 다공성 금속 분리판은 균일한 압력 분포와 효과적인 수분 배출로 연료전지 성능을 개선할 수 있을 것으로 판단되며, 저항을 최소화할 수 있도록 금속폼의 물성에 대한 연구가 수행되어야 할 것이다.

• 한국가스학회지
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• 제7권3호
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• pp.13-17
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• 2003

LNG 저장탱크의 주요 구조인 멤브레인은 LNG 누설을 방지하기 위하여 설계되었다. 멤브레인 유닛은 $-162^{\circ}C$의 액화시킨 LNG의 접촉에 따라 발생하는 가스압, 액압, 그리고 열하중을 지지하도록 설계되므로 멤브레인 구조의 강도를 실험적 방법을 이용하여 측정하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 상용 전기저항식 스트레인 게이지와 자체적으로 제작한 기계적 열 변형 측정 장치를 이용한 변형 측정 시스템을 제안하였다.