• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.152-153
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• 2012

Ion sensitive field effect transistor (ISFET)는 전해질 속 각종 이온농도를 측정하는 반도체 이온 센서이다. 이 소자의 기본 구조는 metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET)에서 고안되었으며 게이트 컨택 부분이 기준전극과 전해질로 대체되어진 구조를 가지고 있다 [1]. ISFET는 기존의 반도체 CMOS 공정과 호환이 가능하고 제작이 용이할 뿐만 아니라, pH용액에 대한 빠른 반응 속도, 비표지 방식의 생체물질 감지능력, 낮은 단가 및 소자의 집적이 용이하다는 장점을 가지고 있다. ISFET pH센서의 감지특성에 결정하는 요소 중 가장 중요한 것은 소자의 감지막이라고 할 수 있다. 감지막은 감지 대상 물질과 물리적으로 직접 접촉되는 부분으로서 일반적으로 기계적/화학적 강도가 우수한 실리콘 산화막(SiO2)이 많이 사용되어져 왔다. 최근에는 기존의 SiO2 보다 성능이 향상된 감지막을 개발하기 위하여 Al2O3, HfO2, ZrO2, 그리고 Ta2O5와 같은 고유전 상수(high-k)를 가지는 물질들을 EIS 센서의 감지막으로 이용하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만 지속적인 high-k 물질들에 대한 연구에도 불구하고 각각의 물질이 갖는 한계점이 드러났다. 본 연구에서는 SOI기판에서 SiO2 /HfO2 (OH), SiO2/Al2O3 (OA) 이단 적층 그리고 SiO2/HfO2/Al2O3 (OHA) 삼단적층 감지막을 갖는 ISFET을 제작하고 각 감지막의 특성을 평가하였다. 평가된 특성의 결과가 아래의 표1에 요약되었다. 그 결과, 각 high-k 물질이 갖는 한계점을 극복하기 위하여 제안된 OHA감지막은 기존에 OH, OA가 갖는 장점을 취하면서 단점을 최소화 시키는 최적화된 감지막의 감지특성을 보였다.

• Analytical Science and Technology
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• v.12 no.3
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• pp.218-223
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• 1999

A single use, screen-printed sensor for the measurement of liquid phase ethanol was developed and its electrochemical performance was investigated. Disposable type edthanol sensor was fabricated by serially screen printing the carbon paste, silverd pasted and insulator inlon a polyester substrate to pattern working and reference electrode sites and electrical contact. Alcohol dehydrogenase(ADH) or alcohol oxidase(AOD) together with appropriate electron transfer mediators was immobilized on the working electrode. To improve the sensitivity and reproducibility of carbon paste electrode, some pretreatment procedures were applied and their resultant electrochemical performance was examined. The disposable type electrochemical ethanol sensor developed in this study conveniently determines the ethanol in liquid samples such as blood and in fermentation process.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.59.2-59.2
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• 2009

화학보호복은 독성이 있는 화학물질 및 미세분진등에 대해 공기를 차단하며 완전 밀폐형으로 공기호흡기 및 에어라인 같은 호흡보호장치와 함께 착용하여 신체부위를 보호한다. 그 예로 생물/화학보호복은 유독하고 해로운 생물/화학물질로 부터 인체를 보호해준다. 이들 보호복은 다양한 환경이 노출되어 장시간 작업을 위해서 오랜시간 보호성능을 유지해야한다. 특히, 이런 원단의 구성은 플라스틱과 고무류의 다층구조로 구성되어있다. 플라스틱류(폴리에틸렌, PTFE 등)는 표면장력이 너무 낮아 접착하는데 어려운 점이 많이 대두된다. 일반적인 표면처리방법은 크게 물리화학적 방법으로 4가지로 분류한다. 화학적산화, 불꽃처리, 플라즈마처리, UV 방사법 등이 있다. 이들 중에서 가장 간단한 산화처리는 플라즈마처리다. 이처리는 상온/상압하에서 대기 중 또는 가스내에 방전에 의해 플라즈마를 형성하고 이 플라즈마가 대상물의 표면분자와 격렬히 반응하게 하여 표면의 분자구조를 변화시킴에 따라 소수성의 표면에 Carboxyl, hydroxyl과 carbonyl과 같은 친수성으로 변하여 결합능력을 증가 시켜 표면장력을 높여주는 가장 효과적인 방법이다. 플라즈마 표면처리를 하고 나면 육안으로 표면의 변화를 감지할 수 없지만 접착, 잉크, 코팅을 잘 받아들이는 결과를 가져온다. 플라즈마 표면처리의 효과는 주로 부도체의 필름이나 합성수지 계열의 인쇄성과 접착성을 향상시키고자 많이 활용되고 있는 실정이다. 특히, 화학보호복과 같은 플라스틱류인 다양한 고분자 합성수지(Polyethylene, polypropylene, nylon, vinyl, PVC, PET 등)에 적용가능하다. 본 연구에서는 플라즈마처리조건에 영향을 주는 변수들을 고려하여 실험계획법(DOE, RSM)을 이용하여 최적화된 플라즈마 공정을 향상시키고자한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.198-198
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• 2019

2011년 동일본 지역에서 발생한 지진으로 인하여 후쿠시마 다이이치에 위치한 원자력 발전소에서 다양한 방사성 물질들이 바다, 하천 그리고 대기와 같은 자연환경 속으로 유출되었다. 방사성 세슘(Cesuim, $Cs^{137}$)은 다양한 방사성 물질들 가운데 반감기(Half-life)가 30.17년으로 가장 긴 물질이다. 방사성 세슘이 환경 생태계로 한번 유출될 경우 긴 반감기과 널리 퍼지는 성질로 인하여 오랜 시간동안 넓은 지역에 막심한 피해를 초래하므로 효과적인 처리방법을 통해 안전하게 처리하는 것이 아주 중요하다. 세슘을 제거하기 위하여 물리적, 화학적, 생물학적 등 다양한 방법들을 통해 연구를 진행하고 있으며, 특히 세슘을 제거하는 아주 효과적인 방법 중 하나인 프러시안 블루(Prussian Blue, PB) 흡착제를 적용하는 방법이 많이 주목받고 있다. 그러나 프러시안 블루는 미세한 분말입자로서 수처리에 사용하게 되면 처리 후 발생되는 슬러지들을 수중으로 부터 분리하기 어려운 한계점을 가지고 있다. 최근 연구에서는 프러시안 블루의 적용 한계점를 극복하기 위하여 자성체(Magnetic substance)를 물리적 지지체로 이용하여 외부 자기장을 통해 수중으로 분리하는 방법들이 연구되고 있다. 자성체란 외부 자기장이 주어지게 되면 입자들 표면에 자성력을 띄는 물질들을 말한다. 본 연구에서는 자성체 종류들 가운데 가장 높은 자성력을 지닌 강자성체(Ferromagnetic Substance)를 물리적 지지체로 하여 산화과정, 실란과정, 합성과정을 거쳐 강자성체 입자의 표면에 프러시안 블루를 합성한 새로운 형태에 합성체를 제조하고, 제조된 합성체를 이용하여 수중에 존재하는 세슘 제거 능력을 평가하였다. 제조된 합성체의 물리적 특성을 분석하기 위하여 SEM, XRD를 이용하여 합성체 입자의 표면 분석을 진행하였다. 합성체의 세슘 제거 능력을 평가하기 위하여 임의 제조된 0.5mg/L의 세슘 농도를 가진 원수 100ml에 제조된 새로운 형태의 합성체 1g을 투입한 뒤 1분간의 반응시간 동안 반응한 이후 잔류 세슘을 측정한 결과 수중의 존재하는 세슘에 대해 99.9%의 세슘 제거율을 기록하였다. 자가분리(Magnetic Seperate)의 원리를 이용하여 수중으로부터 회수율을 측정한 결과, 99%의 합성체 회수율을 얻었다. 실험결과를 통해 외부자기장이 주어지게 되면 수중으로부터 합성체를 대부분 분리하여 회수할 수 있다고 판단된다. 본 연구를 통해 개발된 새로운 형태의 합성체는 수중의 세슘 처리 공정에서 사용자가 직접 접촉하지 않고 세슘제거 및 외부자기장을 통해 수중으로부터 분리가 가능한 합성체라고 판단된다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.5 no.5
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• pp.836-842
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• 1994

The optimum design conditions of gas sparger pipe and the effects of operating variables on $SO_2$ removal efficiency have been examined in Jet Bubbling Reactor. Geometry of gas sparser pipe of Jet Bubbling Reactor is a very important factor to obtain a effective gas-liquid contact. Test results revealed that Reynolds numbers at sparger and slot have to be kept greater than 12,000 identically at a given gas velocity. $SO_2$ removal efficiency was a function of ${\Delta}P$, pH, inlet $SO_2$ concentration and particle size of limestone and was more sensitive to the change of ${\Delta}P$ than to the changes of others. The ${\Delta}P$ of at least 230mmAq must be maintained to acheive the above 90% $SO_2$ removal at pH of 4.0 which is considered as adequate operating pH. Higher $SO_2$ removal efficiency was obtained even at lower pH ranges, which resulted from the complete oxidation of the absorbed $SO_2$ to sulfates by adding air and consequently from the reduction of $SO_2$ equillibrium partial pressure in the gas-liquid interface The 99.5% of the limestone utilization was attained in pH range from 3.0 to 5.0 with regardless to the particle size of limestone employed.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.27 no.12
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• pp.1292-1297
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• 2005

The use of ozone in water and wastewater treatment systems has been known to be a process that is limited by mass transfer. The most effective way to overcome this limitation is to increase the interfacial area available for mass transfer by decreasing the size of the ozone gas bubbles that are dispersed in solution. Electrostatic spraying(ES) of ozone into water was investigated in this work as a method of increasing the rate of mass transfer of ozone into a solution and thereby increasing the rate of phenol oxidation. Results were obtained for ES at input power levels ranging from 0 to 4 kV and compared with two different pore-size bubble diffusers($10{\sim}15{\mu}m$ and $40{\sim}60{\mu}m$). It was determined that the rate of mass transfer could be increased by as much as 40% when the applied voltage was increased from 0 to 4 kV as a result of the smaller bubbles generated by ES. In addition, ES was shown to be more effective than the medium-pore-size($10{\sim}15{\mu}m$) bubble diffuser and the best results were achieved at low gas flow rates.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.6
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• pp.532-537
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• 1998

The purpose of this study was to investigate the behavior of ozone in DI water and the reaction with wafers during the semiconductor wet cleaning process. The solubility of ozone in DI water was not only dependent on the temperature but also directly proportional to the input concentration of ozone. The lower the initial ozone concentration and the temperature, the longer the half-life time of ozone. The reaction order of ozone in DI water was calculated to be around 1.5. The redox potential reached a saturation value in 5min and slightly increased as the input ozone concentrations increased. The completely hydrophilic surface was created in Imin when HF etched silicon wafer was cleaned in ozonized DI water containing higher ozone concentrations than 2ppm. Spectroscopic ellipsometry measurements showed that the chemical oxide formed by ozonized DI water was measured to be thicker than that by piranha solution. The wafers contaminated with a non-ionic surfactant were more effectively cleaned in ozonized DI water than in piranha and ozonized piranha solutions.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.19 no.1
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• pp.39-45
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• 2012

Three-dimensional integrated circuit(3D IC) technology has become increasingly important due to the demand for high system performance and functionality. In this work, BOE and HF wet etching of Cu line surfaces after CMP were conducted for Cu-Cu pattern direct bonding. Step height of Cu and $SiO_2$ as well as Cu dishing after Cu CMP were analyzed by the 3D-Profiler. Step height increased and Cu dishing decreased with increasing BOE and HF wet etching times. XPS analysis of Cu surface revealed that Cu surface oxide layer was partially removed by BOE and HF wet etching treatment. BOE treatment showed not only the effective $SiO_2$ etching but also reduced dishing and Cu surface oxide rather than HF treatment, which can be used as an meaningful process data for reliable Cu-Cu pattern bonding characteristics.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.10 no.5
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• pp.737-742
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• 1999

This study was conducted for the two purposes; one was removal of dissolved humic acid, the well-known precursor of trihalomethanes (THMs), by physicochemical treatment processes such as ozone oxidation, coagulation and activated carbon adsorption. The other was qualitative identification of by-products in chlorination of the dissolved humic acid. When ozone oxidation was applied to remove the dissolved humic acid, pH was abruptly decreased. It was indicated that humic acid was not perfectly converted to $CO_2$ and $H_2O$, but to low fatty acid. In coagulation process, the coagulant was polyaluminumchloride which was widely used for drinking water treatment in recent years. With the dosage of 160 mg/L, total organic carbon(TOC), $COD_{Cr}$ and color were removed with 23%, 24% and 5% respectively. Color was effectively removed by ozone oxidation process, which was the first order reaction, with the reaction rate constant of $0.067min^{-1}$. In activated carbon adsorption process, preozonation process could remove more effectively the dissolved humic acid than that without preozonation. When the dissolved humic acid and sodium hydrochloride were reacted with 1 mg-NaOCl/mg-TOC, only trihalomethanes were detected.

• Resources Recycling
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• v.30 no.1
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• pp.60-65
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• 2021

The recycling of titanium turning scraps requires the removal of cutting oil and other contaminants remaining on the surface. In this study, an experiment was conducted in which titanium scraps were cleaned by a combination of ultrasonic immersion-steam cleaning and subsequent drying at high temperature. To determine the removal mechanism of cutting oil, the contact angle between titanium surface and cutting oil was measured. The result confirmed the optimum condition of the immersion solution of the titanium turning scraps. In the case of immersion cleaning of Na4P2O7 aqueous solution, the degree of carbon removed in the cutting oil was the highest at 50℃, and it was confirmed that the carbon content obtained from the combination of steam cleaning and ultrasonic immersion-steam cleaning was lower than that from steam cleaning after ultrasonic immersion. The oxidation and decomposition behaviors of cutting oil were investigated using Thermogravimetric analysis (TGA) and the result was applied in the high temperature drying process. From the results of the high temperature drying tests, it was concluded that 200℃ is the optimal drying temperature.