• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.113-113
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• 2016

반도체 산업이 발전하고 기술이 향상됨에 따라 미세화되고 복잡한 구조의 소자가 개발되고 있으며, 2차원 소재 등 다양하고 새로운 소재들이 발견 및 연구되고 있다. 새로운 소재 또는 기술을 이용한 고품질 소자를 개발하기 위해서는 우수한 특성(높은 순도, 우수한 분해 및 반응 특성)을 지닌 증착소재의 개발 및 평가가 선행되어야 한다. 기존의 증착소재의 기본 물성을 측정하는 방법인 단순 기상 Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR) 분석법은 실제 공정에서의 증착경향을 대변하기 어렵다는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 개조된 attenuated total reflection (ATR) 액세서리를 이용하여 실제 공정에서의 증착경향을 대변하고자 하였다. 본 연구에서는 반도체 증착소재의 분해 및 표면 흡착 특성을 분석하기 위해 ATR-FTIR 분석법을 이용하여 수행하였으며, 분산안정도에 따른 nanoparticle을 ATR의 크리스탈 표면에 분포시켜 hexamethyldisilazane(HMDS) source의 흡착 효율을 향상시키는 연구를 수행하였다. Nanoparticle의 분산안정도를 높이기 위하여 suspension 상태에서 pH, sonication, 분산제를 이용하였으며, nanoparticle을 ATR crystal 표면에 분포하여 분석한 결과, 분산안정도에 따라 HMDS의 흡착효율이 달라짐을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.166.2-166.2
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• 2016

최근 생산 장비의 발달로 인해 절삭공구, 전기전자 부품, 항공 및 자동차 부품 생산에 필요한 생산 장비의 수명연장, 고속 절단 및 고성능화가 중요시 되면서 우수한 내구성, 내마모성 및 고온 안정성을 갖는 기계부품 및 공구를 요구하게 되었다. 내마모성을 가지는 표면을 얻기 위해서는 TiN, TiC, AlN, Al2O3, CrN, ZrO2와 같은 경도 높은 물질을 증착하여 특성을 개선시키는 방법이 있다. 특히 AlN은 비교적 우수한 경도와 고온 안정성을 가지고 있어, 생산 장비의 고속 절단 및 반복되는 정밀 작업으로 인한 열충격과 마모를 완화시키는 역할을 하는 코팅재로 사용하기 적합하다. 본 실험에서는 RF-magnetron sputtering 방법을 이용하여 AlN 박막을 파워 150W, 질소가스 분압비에 따라 25%, 50%, 75%, 100%의 조건으로 금속기판 위에 증착하였다. 금속 기판 위에 제작된 AlN막은 XRD (X-ray Diffraction)을 사용하여 배향성을 확인하였고, HM-220 (Micro-vickers hardness tester)을 사용하여 AlN박막의 경도를 측정하였으며, SEM (Scanning Electron Microscope), AFM (Atomic Force Microscope)을 이용하여 표면의 구조와 거칠기를 측정하였다. 이 실험을 통하여 우수한 물성과, 치밀한 조직의 AlN박막이 고속 절삭 공구, 유공압 실린더, 베어링과 같은 금속부품의 코팅소재로 적용가능 할 것으로 기대된다.

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.18 no.4
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• pp.179-182
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• 2017

Waterborne polyurethanes(WPU) based on castor oil were successfully prepared using polycaprolactone diol(PCL), castor oil(CO) and 4,4'-methylene dicyclohexyl diisocyanate($H_{12}MDI$) as soft segment part, dimethylolbutanoic acid (DMBA) as emulsifier, and trimethylamine(TEA) as neutralizer based on different molecular weight of prepolymer. The various properties such as mechanical strength and surface reforming were evaluated using UTM, contact angle, FE-SEM based on the different molecular weight of polyol. Waterborne polyurethanes based on castor oil could be considered as a promising candidate to be applied the various adhesion fields.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.169-169
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• 2016

크롬산 용액에 황산을 촉매로 하여 Sargent에 의해 개발된 크롬도금은 경도, 내식성, 내마모성 등의 특성이 우수하다. 이로 인해 장식용 박막 도금뿐만 아니라 경질의 후막 도금층을 형성이 가능함으로써 기계 부품류를 비롯한 산업 전반에 걸쳐 폭넓게 적용되고 있다. 이러한 크롬도금이 적용된 소재부품에 대해 장수명화와 더불어 가혹한 환경에서의 사용요구가 점차 증가하고 있으며, 이를 위해서는 보다 더 우수한 내식성과 기계적 물성을 확보해야할 필요성이 높다. 한편 경질 크롬 도금의 내식성과 관련해 도금 과정에서 발생하는 마이크로 크랙에 의해 제품의 내식성의 한계를 나타내게 된다. 본 연구에서는 내식성이 우수할 뿐만 아니라 표면 경도가 우수한 도금층을 얻기 위해 도금 전류 조건으로 펄스 전류를 적용하는 방안을 시도한 것으로 펄스전류를 적용하여 경질크롬도금 시 크랙 발생에 미치는 영향을 조사하였다. 도금욕은 일반적인 경질크롬도금에 사용되는 Sargent 욕을 이용하였고, duty ratio를 조절하여 전류 조건 변화에 따른 단면 내 크랙의 수 변화를 관찰하여 최적의 전류 조건을 도출하였다. 그리고 도출된 전류 조건을 이용해 도금 두께에 따른 크랙 수 변화를 관찰하였고, 이때의 경도를 측정하였다. 또한 XRD 분석을 통해 도금 전류 조건 및 시간 변화에 따른 결정구조 변화를 확인하였다. 실험결과 펄스 전류를 적용하는 경우, 기존 직류 적용 시에 비해 크랙 발생을 현저하게 감소시킬 수 있었으며, 사실상 크랙프리(Crack free) 도금이 가능하였다. 또한 크랙의 감소와 함께 경도 저하가 나타나게 되나 펄스 전류 인자의 최적화에 따라 이러한 경도 저하 현상의 최소화가 가능하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.33 no.7
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• pp.823-831
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• 1996

Due to the intrinsic low surface activation of ${\gamma}$-alumina it has been used limitely in practice. Accordingly forward enhancing its utility ${\gamma}$-alumina surface was treated with slfuricf aicd nitric acid and chloric acid respec-tively. Subsequently the effects of surface activity on the surface electrical characteristics were investigated. The ${\gamma}$-alumina was prepared by the precipitation of aluminium nitrate [Al(NO3)3.9H2O] using ammonia water as a precipitator and it was chemically treated with such acids mentioned above. The surface and morphology of the acid-treated ${\gamma}$-alumina were analysed by XRD, BET and the surface activities were measured by the amine titration methods. The interfacial properties of the ${\gamma}$-alumina dispersed in electrolyte solution were esti-mated by the surface charge density measured using potentiometric tiration. Based on the relation between surface charge density and the acid amount the following results were drawn for the surface and interfacial electrical properties ; Acidic properties of surface-treated alumina increase with anion load on alumina surface. P. Z. C decreases with acid amount on alumina surface. The surface charge densities were apart from electrolyte ionic strength. The acidity of ${\gamma}$-alumina is linearly dependent on the P. Z,.C when the ${\gamma}$-alumina was dispersed in aqueous electrolyte solution.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.6 no.4
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• pp.436-445
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• 1996

비정질 실리콘박막의 고상결정화 특성에 대한 비정질 박막의 증착방법, 수소화 정도, 표면결정 활성화 에너지 변화 및 열처리 환경 영향을 X선 회절, EDAX, Raman 분광 분석으로 조사하였다. 저온(58$0^{\circ}C$)열처리 corning 시료에서 기판 barium(Ba), aluminum(AI) 성분의 막내 확산 임계열처리시간 및 확산에 기인 한 불안정 결정화 특성을 관찰하였다. 화학기상증착 석영 수소화 시료에서 hard damage 기계적 활성화 효과로 얻어진 조대결정립 결정화 특성을 X선 회절의 (111) 배향 상대강도 변화로 관찰 할 수 있었으며, 이는 활성화 효과에 의한 고상 결정화 시 핵생성과 성장속도변화로 다결정 실리콘의 전기적물성 향상 가능성을 보여주었다. Soft damage, bare 활성화 처리 수소화막의 결정화는 비정질 상의 혼재, 박막 응력등의 저품위 입계특성 및 미세결정립 성장 특성으로 관찰되었으나, 활성화 전처리에 의한 저온 및 고온(875$^{\circ}C$)단시간(30분) 결정화는 확인 되었다. 스퍼터링 비수소화 막의 결정화는 상변태 상태의 Raman 결정피크로 분석 되었으며, 결정화 거동에 선행막의 스퍼터링 및 비수소화 영향은 활성화효과에 관계없이 불완전 저품위 결정특성으로 확인되었다. AFM 표면형상은 3차원 island 성막특성을 보여주었고 표면거칠기정도는 높은 것으로 관찰되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.184-184
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• 2010

반도체 집적도의 비약적인 발전으로 각 박막 층간의 두께는 더욱 줄어들었고 이는 각 박막 층간의 확산에 대한 문제를 간과할 수 없게 하였다. 따라서 각 층간의 확산을 방지하기 위하여 두께가 수십 nm size의 확산방지막의 연구에 대한 관심도는 증가하게 되었다. 본 연구에서 분석을 위하여 사용된 Nano-indentation은 박막 표면에 다이아몬드 팁을 이용하여 압입을 실시하여 이때 시표의 반응에 의한 팁의 위치(Z-축)를 in-situ로 측정하여 인가력과 팁의 위치에 대한 연속 압입곡선을 측정하게 된다. 이를 통하여 박막의 hardness와 elastic modulus를 측정하게 되고, 연속 압입곡선 분석을 통하여 박막의 표면응력 변화를 측정한다. 이 논문에서는 반도체의 기판으로 사용되는 Si기판과 금속배선 물질인 Cu와의 확산을 효과적으로 방지하기 위한 W-C-N 확산 방지막을 제시하였고, 시료 증착을 위하여 RF-magnetron sputter를 사용하여 동일한 증착조건에서 질소(N)의 비율을 다르게 하여 박막 내 질소비율에 따른 확산방지막을 제작하였다. 이후 시료의 열적 안정성 측정을 위하여 상온, $600^{\circ}C$, $800^{\circ}C$로 각각 질소 분위기에서 30분간 열처리 과정을 실시하여 열적 손상을 인가하였다. 고온에서 확산방지막의 물리적 특성을 알아보기 위해 Nano-indentation을 이용하여 분석하였고, WET-SPM을 이용하여 표면 이미지와 거칠기를 확인하였다. 그 결과 질화물질이 내화물질에 비해 고온에서 물성변화가 적게 나타나는 것을 알 수 있었고, 균일도와 결정성 또한 질화물질에서 더 안정적이었다.

• Journal of the Korea Institute of Building Construction
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• v.18 no.6
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• pp.559-567
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• 2018

In the case of fire, surface treatment agents used in external insulation finishing methods are substances that are vulnerable to fire due to thin finishes and the combustion of polymers. In this study, it was expected that the performance of surface preparation mortars could be improved by using expandable graphite with excellent thermal performance. Experimental results showed that the mechanical properties of surface preparation mortar were improved by using the fly ash and silica fume. Surface treatment materials using expanded graphite have a characteristic of expanding when a fire occurs. It has been shown that heat-swellable surface treatment materials can reduce the penetration of heat sources into the surface of synthetic insulation.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.20 no.3
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• pp.225-232
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• 2011

Reactive ion etching (RIE) technique for maskless surface texturing of mc-silicon solar wafers has been applied and succeed in fabricating a grass-like black-silicon with an average reflectance of $4{\pm}1%$ in a wavelength range of 300~1,200 nm. In order to investigate the optimized texturing conditions for mass production of high quantum efficiency solar cell Surface characteristics such as the spatial distribution of average reflectance, micrscopic surface morphology and minority carrier lifetime were monitored for samples from saw-damaged $15.6{\times}15.6\;cm^2$ bare wafer to key-processed wafers as well as the mc-Si solar cells. We observed that RIE textured wafers reveal lower average reflectance along from center to edges by 1% and referred the origin to the non-uniform surface structures with a depth of 2 times deeper and half-maximum width of 3 times. Samples with anti-reflection coating after forming emitter layer also revealed longer minority carrier lifetime by 40% for the edge compared to wafer center due to size effects. As results, mc-Si solar cells with RIE-textured surface also revealed higher efficiency by 2% and better external quantum efficiency by 15% for edge positions with higher height.

• KOREAN JOURNAL OF PACKAGING SCIENCE & TECHNOLOGY
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• v.29 no.2
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• pp.111-118
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• 2023

In this study, the feasibility of laser patterning on the surface of food packaging polymer film was confirmed, and the surface patterning process conditions of femtosecond laser were established. In addition, it was proved that the surface properties of the film can be changed and controlled through the fabrication of various patterned films on the surface of food packaging films such as HDPE, PP, and PET. Various patterned surfaces, including large-scale circular patterns induced by a single femtosecond laser pulse, roughness patterns achieved by overlapping single pulses by 30%, straight line patterns, roughness patterns obtained by overlapping straight line patterns, and grid patterns formed by intersecting straight line patterns were fabricated. The characteristics of the patterned HDPE, PP, and PET films, based on the surface pattern structure and size, were analyzed using SEM, AFM, and contact angle measurements. Compared to the surface of each control film without femtosecond laser patterning, the contact angles of the surfaces of large-area circular patterning HDPE and PP films, large-area roughness patterning HDPE and PP films by overlapping 30% of single pulses, and large-area roughness patterning PET film by overlapping rectilinear patterning were in the range of 27.1-37.5 degree. This indicated that the HDPE, PP, and PET films became more hydrophilic after patterning. On the other hand, the HDPE film patterned with a large-scale grid pattern exhibited a contact angle of 120.4 degree, indicating that the HDPE film became more hydrophobic after patterning. Therefore, films that have been changed to hydrophilic surfaces through patterning can be used in anti-fouling applications where proteins, cells, viruses, and other food materials do not adhere or are easily detached. In addition, if a superhydrophobic surface of 150 degrees or more is fabricated through more precise lattice patterning in the future, it will be possible to use it for superhydrophobic surface applications such as self-cleaning.