• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2004.05a
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• pp.45-45
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• 2004

• Transactions of the Society of Information Storage Systems
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• v.3 no.3
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• pp.129-134
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• 2007

Boron nitride (BN) is a highly attractive material for wear resistant applications of mechanical components. BN is super hard and it is the second hardest of all known materials. It also has a high thermal stability, high abrasive wear resistance, and in contrast to diamond, BN does not react with ferrous materials. The motivation of this work is to investigate the tribological properties of BN for potential applications in ultra-precision components for data storage, printing, and other precision devices. In this work, the wear characteristics of BN thin films deposited on DLC or Ti buffer layer with silicon substrate using RF-magnetron sputtering technique were analyzed. Wear tests were conducted by using a pin-on-disk type tester and the wear tracks were measured with a surface profiler. Experimental results showed that wear characteristics were dependent on the sputtering conditions and buffer layer. Particularly, BN coated on DLC layer showed better wear resistant behavior. The range of the wear rates for the BN films tested in this work was about 20 to $100{\mu}m^3$/cycle.

• Journal of The Korean Institute of Defense Technology
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• v.6 no.1
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• pp.1-6
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• 2024

Two-dimensional materials, which have a crystal structure in a two-dimensional plane, are attracting attention as next-generation materials in nanotechnology, from Graphene, first discovered in 2004, to MXene, discovered in 2011. In this study, Among new 2D materials, we introduce the characteristics of Graphene, MXene, hexagonal boron nitride, and transition metal chalcogenide, which are being studied extensively, and introduce technologies that can be used to apply each 2D material to the defense field. We would like to present a method that can be applied to next-generation weapon systems and war-power support systems.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.20 no.4
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• pp.1-20
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• 2017

질화붕소나노튜브(BNNT: Boron Nitride Nanotubes)는 근래에 들어 전 세계적으로 많은 주목을 받고 있는 나노신소재이다. CNT와 유사한 기계적 특성과 열전도, 열팽창 특성을 가지고 있지만 동시에 세라믹의 특성도 가지고 있어 열적/화학적 안정에 있어서는 CNT와 비교하여 매우 우수하다. 특히 BNNT를 구성하고 있는 붕소는 열중성자를 흡수할 수 있는 능력이 CNT를 구성하고 있는 탄소와 비교하여 20만 배나 높기 때문에, 우수한 기계적 특성을 이용한 경량화와 방사선 차폐능을 동시에 보유할 수 있는 미래 우주공학 물질로 매우 유용하다. 그러나 제조하는데 상대적으로 많은 에너지가 필요하고, 전 세계적으로 아직 대량생산이 이루어지지 않고 있으며, 제조 시 생성되는 불순물의 양이 많은 것이 단점이다. 또한 BNNT를 정제하는 것은 매우 어려워 산업적 응용은 아직 제한적이라 할 수 있지만, BNNT가 CNT와 세라믹의 특성을 동시에 보유하고 있다는 물질의 우수성과 활발한 연구개발 활동을 감안하면, 이에 대한 해결점을 찾을 수 있을 것으로 예상된다. 본 고찰에서는 다양한 BNNT의 제조방법과 각 방법의 장단점을 소개하고, 현재 연구되고 있는 BNNT의 산업적 응용에 대해 소개할 것이다. 이를 통해 국내에서 매우 미진한 BNNT 관련 연구가 활성화되는 계기가 될 것을 기대한다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.27 no.7
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• pp.869-876
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• 1990

Hexagonal boron nitride was synthesized from boron oxide and sodium amide in ammonia gas stream. The reaction mechanisms and characteristics of as synthesized boron nitride was investigated by means of TG, DTA, IR, XRD, SEM and PSA. The results are ; 1) hexagonal boron nitride was synthesized from reactions at temperatures above 40$0^{\circ}C$ 2) Sodium metaborate was present as by-product after reaction so that the reaction mechanism is reduced as follows : 2B2O3＋3NaNH2longrightarrowBN＋3NaBO2＋2NH3. 3) boron nitride obtained at the reaction temperature below 40$0^{\circ}C$ is found to have random layer strudcture but the structure transits to ordered layer structure rapidly with increasing reaction temperature, showing separation of (101) differaction line from (10)band in XRD pattern of the reaction product at 50$0^{\circ}C$.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.20 no.4
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• pp.21-33
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• 2017

질화붕소나노튜브(BNNT: Boron Nitride Nanotube)는 뛰어난 기계적 물성과 전기적 절연성, 높은 열전도도, 열적/화학적 안정성 및 열중성자 흡수 등의 물리화학적 특성으로 인해 다양한 과학기술 분야에서 응용될 수 있는 소재이다. BNNT의 응용성을 증진시키기 위해서 정제 및 표면개질을 통해 BNNT 합성 공정 중 포함되는 불순물의 제거와 용매와 기재에 대한 상용성을 개선해야 할 필요성이 있다. 이에 본 기고에서는 BNNT의 정제 및 표면처리 연구동향에 대해 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.399-399
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• 2012

최근 그래핀 연구와 더불어 2차원 구조의 나노소재에 대한 관심이 급증하면서 육각형의 질화붕소(hexagonal boron nitride; h-BN) 나노시트(nanosheet)[1]나 붕소 탄화질화물(boron caronitride;BCN) 나노시트[2, 3]와 같은 2차원 구조체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 BCN은 반금속(semimetal)인 흑연(graphite)과 절연체인 h-BN이 결합된 나노시트로 원소의 구성 비율에 따라 전기적 특성을 제어할 수 있다는 장점이 있다. 따라서 다양한 나노소자로의 응용을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 열 화학기상증착법(thermal chemical vapor deposition)을 이용하여 폴리스틸렌(polystyrene)과 보레인 암모니아(borane ammonia)를 사용하여 BCN 나노시트를 합성하였다. 합성된 BCN 나노시트의 구조적 특징과 화학적 조성 및 결합 상태를 주사전자현미경(scanning electron microscopy), 투과전자현미경(transmission electron microscopy), X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy), 라만 분광법(Raman spectroscopy)을 통해 조사하였고, 이온성 용액법 (ionic liquid)[4]을 이용하여 전계효과 특성을 측정하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.34 no.3
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• pp.249-256
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• 1997

The effect of process parameter of plasma assisted chemical vapor deposition (PACVD) on the variation of the ratio between cubic boron nitride (c-BN) and hexagonal boron nitride (h-BN) in the film was in-vestigated. The plasma was generated by electric power with the frequency between 100 and 500 KHz. BCl3 and NH3 were used as a boron and nitrogen source respectively and Ar and hydrogen were added as a car-rier gas. Films were composed of h-BN and c-BN and its ratio varied with the magnitude of process parameters, voltage of the electric power, substrate bias voltage, reaction pressure, gas composition, sub-strate temperature. TEM observation showed that h-BN phase was amorphous while crystalline c-BN par-ticle was imbedded in h-BN matrix in the case of c-BN and h-BN mixed film.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.617-617
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• 2013

최근 그래핀 연구와 더불어 2차원 구조의 나노소재에 대한 관심이 급증하면서 육각형의 질화붕소(hexagonal boron nitride; h-BN) 박막(nanosheet) [1]이나 붕소 탄화질화물(boron caronitride; BCN) 박막 [2,3]과 같은 2차원 구조체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 BCN은 반금속(semimetal)인 흑연(graphite)과 절연체인 h-BN이 결합된 박막으로 원소의 구성 비율에 따라 전기적 특성을 제어할 수 있다는 장점이 있다. 따라서 다양한 나노소자로의 응용을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 폴리스틸렌(polystyrene, PS)과 보레인 암모니아(borane ammonia)를 고체 소스로 이용하여 열화학기상증착법으로 BCN 박막을 SiO2 기판 위에 직접 합성하였다. SEM과 AFM 관측을 통해 합성된 BCN 박막의 두께가 약 10 nm이며, RMS roughness가 0.5~2.6 nm로 매우 낮은 것을 확인하였다. 합성과정에서 PS의 양을 조절하여 BCN 박막의 탄소의 밀도를 성공적으로 제어하였으며, 이에 따라 전기적인 특성이 제어되는 양상을 확인하였다. 또한 합성온도 변화에 따른 BCN 박막의 전기적인 특성이 제어되는 양상을 확인하였다. 추가적으로 같은 방법을 이용하여 BCN 박막을 Cu 위에서 합성하여 SiO2 기판위에 전사하였다. 합성된 BCN 박막의 구조적 특징과 화학적 조성 및 결합 상태를 투과전자현미경(transmission electron microscopy), X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy), 라만 분광법(Raman spectroscopy)을 통해 조사하였고, 이온성 용액법(ionic liquid) [4]을 이용하여 전계효과 특성을 측정하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.44-44
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• 2011

현존하는 초경도 박막물질 중 입방정 질화붕소(cBN)은 철계 금속과의 반응안정성 및 낮은 온도에서의 합성가능성 등 많은 장점을 가지고 있다. 그러나 필수로 수반되는 이온충돌 효과로 인해 박막 내 높은 잔류응력으로 인한 박리 현상으로 응용이 어려운 실정에 있다. 현재까지 이를 개선하기 위해 수소를 첨가하여 박막의 잔류응력을 줄이는 연구, B4C 타겟을 이용하여 B-C-N 의 gradient layer를 설계하여 점진적으로 잔류응력을 감소시키는 연구 등 많은 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 MOCVD로 만들어진 NCD(Nano Crystalline Diamond) buffer layer 위에 RF-UBM(unbalanced magnetron) PVD를 이용하여 BN을 증착시켰다. hBN 타겟을 이용하여 2mTorr에서 400W 의 RF 파워를 사용하여 기판에 RF bias를 인가해 실험하였다. cBN 박막과 기판의 lattice mismatch 를 줄이기 위해서 본 연구소에서 제공되는 NCD 기판을 사용하였으며, 다이아몬드 기판과 cBN 박막의 1:1 에피성장을 이루기 위해 상온에서부터 800도까지 온도 변화를 주어 cBN을 증착시켰다. FTIR(Fourier transform infrared spectroscopy)로 $sp^2$구조인 hBN과 $sp^3$구조인 cBN의 성장유무를 확인하였으며, FTIR peak intensity 차이로 박막내 cBN의 함량을 계산하였고, Scratch test로 박막과 기판사이의 밀착력을 상대적으로 비교하였으며, 격자의 에픽성장을 확인하기 위해 FIB 의 작업을 거쳐 HRTEM 으로 각 위치별로 SAD pattern를 이용하여 성장거동을 확인하였다.