• 한국진공학회지
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• 제21권3호
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• pp.142-150
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• 2012

CIGS 박막 태양전지 기판소재인 소다라임유리 표면에 플라즈마 전처리 후 DC 마그네트론 스퍼터링 방법으로 Mo 박막을 제조하였다. 증착압력과 증착시간 변화에 따른 Mo 박막의 물리적, 전기적 특성을 분석하였고, 셀렌화 처리 조건에 따른 $MoSe_2$ 생성 여부와 경향성을 연구하였으며, Mo 박막 두께에 따른 AZO/i-ZnO/CdS/CIGS/Mo/SLG 구조의 태양전지를 제조하여 그 특성을 분석 및 평가하였다. 증착압력이 4.9 mTorr에서 1.3 mTorr로 감소할수록 치밀하고 결정입자 사이의 공극이 적고, 증착속도가 감소하고 전기저항도가 낮은 Mo 박막이 증착되었다. 증착온도가 상온에서 $200^{\circ}C$로 증가할수록 Mo 박막은 치밀한 구조를 가지고 결정성은 향상되어 면저항이 낮게 나타났다. 셀렌화 시간이 길어질수록 Mo 박막 층은 줄어들고, $MoSe_2$ 층 생성두께가 커지는 것을 알 수 있었고, 열처리로 인해 결정화 되면서 전체 박막의 두께가 줄어들었으며, $MoSe_2$ 층의 배양성은 c축이 Mo 표면과 수직 방향으로 성장된 것을 알 수 있었다. Mo 박막의 두께가 1.2 ${\mu}m$와 0.6 ${\mu}m$인 AZO/i-ZnO/CdS/CIGS/Mo/SLG 구조로 이루어진 CIGS 박막 태양전지를 제조하였다. Mo 박막의 두께가 1.2 ${\mu}m$일 때 보다 0.6 ${\mu}m$일 때 CIGS 박막 태양전지의 변환 효율은 9.46%로 비교적 우수한 특성을 나타났다. CIGS 박막 태양전지에서 하부전극인 Mo 박막 특성은 유리기판 및 광흡수 층과의 계면 형성 따라 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었고, 유리기판의 플라즈마 처리와 Mo 박막의 두께조절로 Na 효과 및 $MoSe_2$층 형성 제어함으로써 CIGS 박막 태양전지의 특성 개선에 효과를 가질 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제20권4호
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• pp.175-180
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• 2010

Transparent conducting oxide (TCO) films are widely used for optoelectronic applications. Among TCO materials, zinc oxide (ZnO) has been studied extensively for its high optical transmission and electrical conduction. In this study, the effects of $O_2$ plasma pretreatment on the properties of Ga-doped ZnO films (GZO) on polyethylene naphthalate (PEN) substrate were studied. The $O_2$ plasma pretreatment process was used instead of conventional oxide buffer layers. The $O_2$ plasma treatment process has several merits compared with the oxide buffer layer treatment, especially on a mass production scale. In this process, an additional sputtering system for oxide composition is not needed and the plasma treatment process is easily adopted as an in-line process. GZO films were fabricated by RF magnetron sputtering process. To improve surface energy and adhesion between the PEN substrate and the GZO film, the $O_2$ plasma pre-treatment process was used prior to GZO sputtering. As the RF power and the treatment time increased, the contact angle decreased and the RMS surface roughness increased significantly. It is believed that the surface energy and adhesive force of the polymer surfaces increased with the $O_2$ plasma treatment and that the crystallinity and grain size of the GZO films increased. When the RF power was 100W and the treatment time was 120 sec in the $O_2$ plasma pretreatment process, the resistivity of the GZO films on the PEN substrate was $1.05\;{\times}\;10^{-3}{\Omega}-cm$, which is an appropriate range for most optoelectronic applications.

• 분석과학
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• 제11권4호
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• pp.271-280
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• 1998

국내에서 재배 생산된 현미로 부터 표준물질을 가공하여 원소별 검정분석을 실시하였다. 주요 오염원소의 농도가 서로 다른 2종의 쌀분말 표준물질을 제조하였는데 1종은 정상치시료로서 분말 시료를 그대로 처리하였으며, 1종은 제조과정중에 As, Cu, Pb, Hg, Cr, Cd등 6개의 중금속원소를 건조중량기준 $1.0{\mu}g/g$씩 첨가한 고농도 오염시료로서 제조하였다. 제조된 시료는 중성자방사화분석법 (NAA)과 불꽃원자흡수분광법(FAAS)으로 Cd, Cu, Fe, Mn, Zn등 5개 원소에 대한 균질도 분석을 실시하여 기준불질로서의 균질성을 확인하였다. 쌀시료의 분해 및 전처리에는 고온가압법과 마이크로파분 해법을 사용하였으며, NAA, FAAS, 흑연로원자흡수분광법(GFAAS), 유도플라즈마방출분광법(ICP-AES), 동위원소희석질량분석법(IDMS), 증기발생법 등을 이용하여 쌀분말표준물질 소재의 원소별 정량 분석을 실시하였다. 이들 각 방법의 원소별 분석결과를 이용하여 P, K, Mg, As, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Na, Zn, Pb, Se, Hg등 16개 원소에 대한 검정값 및 참고값을 확정하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 1999년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.37-37
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• 1999

Cr-N 계 박막은 경도가 높고 치밀한 층을 형성할 수 있으므로 현재 금형과 기계류 핵심부품의 내마모 및 내식성 향상을 위한 대표적인 물질로 많은 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 아크 이온플레이팅 장비를 이용하여 질소분압, 바이어스 전원 등의 변화에 따른 Cr-N계 박막의 결정성 및 표면상태, 증착율, 그리고 내마모성을 조사하였다. Cr-N 계 박막을 증착하기 위해서 사용한 시편은 $20MM{\phi}{\times}4mmt$ 크기의 고속도 공구강 디스크이었으며, Trichloroethylene에서 5분간 초음파 세척을 한 후 건조하여 진공용기 내에 장착하였다. 박막을 증착하기전 시편의 표면을 깨끗하게 하기 위해서 Ar 이온 충격으로 플라즈마 전처리를 하였다. 증착된 Cr-N 계 박막의 두께는 CALOTEST와 XRF 두께 측정기를 이용하여 측정하였으며, 박막의 결정성과 내마모성은 X-선 회절분석기와 tribometer로 관찰하였다. 아크 전류를 변화시키면서 증착한 Cr-N 박막의 경우 층작율은 아크 전류가 50A에서 80A로 증가함에 따라 45nm/min에서 87nm/min으로 증가하였다. 그리고 바이어스 펄스의 duty-on 시간과 주파수가 증가할수도록 박막의 증착율은 감소함을 알 수 있었다. Duty-on 시간과 주파수의 증가는 기판에 오랫동안 이온의 충격을 가하므로서 상대적으로 가벼운 질소이온이 크롬과 결합하는 것을 방해하여 박막의 증착율이 감소할 것이다. 기판에 인가하는 바이어스 펄스의 duty-on 시간을 변화시키면서 증착한 Cr-N 박막에 대한 X-선 회절상을 조사한 결과 duty-on 시간이 20%인 경우에는 Crn(111), CrN(200)와 Crn(220) 피크 들만 나타나 입방정의 CrN 박막이 형성되었으며, duty-on 시간의 증가에 따라 $Cr_2N$ 상의 형성이 점점 많아져 80% duty-on 시간 경우에는 거의 CrN과 $Cr_2N$ 상이 공존하는 것으로 나타났다. 또한 duty-on 시간이 증가할수록 회절피크의 세기가 증가하여 결정화가 더 많이 진행되어짐을 알 수 있었다. 마찬가지로 바이어스 펄스이 주파수에 다른 결정성의 변화도 펄스의 주파수가 증가할수록 박막이 결정성이 좋아지고 $Cr_2N$ 상이 쉽게 형성되었다. 증착 진공도에 따른 결정성은 상대적으로 질소의 농도가 높은 낮은 진공도에서는 CrN 상이 주로 형성되었으며, 반대로 높은 진공도에서는 $Cr_2N$ 상이 많이 만들어졌다. 즉 $1.3{\times}10^{-2}Torr$의 증착 진공도에서는 CrN 상만이 보이는 반면 $9.0{\tiems}1-^{-2}Torr$ 진공도에서부터 $Cr_2N$ 상이 형성되기 시작하여 $5.0{\tiems}10^{-2}Torr$ 진공도에서는 두개의 상이 혼재되어 있음을 알 수 있었다. 박막의 내마모성을 조사한 결과 CrN 박막의 마찰 계수는 초기에 급격하게 증가한 후 0.5에서 0.6 사이의 값으로 큰 변화를 보이지 않았으며, $Cr_2N$ 박막도 비슷한 거동을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권2호
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• pp.160-165
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• 2006

니켈 분말을 이용하여 제조된 다공성 니켈 지지체 위에 팔라듐-구리-니켈 합금 수소 분리막을 제조하였다. 다공성 니켈 지지체는 열적안정성과 수소취성에 강한 모습을 나타내었으며, 다공성 니켈 지지체에 기존의 습식 방식인 염산에 의한 표면 전처리 방식을 건식 방식인 플라즈마 표면개질로 대체하였다. 다공성 니켈 지지체의 기공을 매립하기 위해 전해도금방식으로 $2{\mu}m$의 두께로 코팅하였으며, 그 후 니켈 도금된 지지체 위에 스퍼터 방식으로 팔라듐을 $4{\mu}m$, 구리를 $0.5{\mu}m$의 두께로 코팅하였다. 이와 같이 제조된 시편을 $700^{\circ}C$에서 1시간 구리 리플로우를 통해 미세기공이 없는 매우 치밀한 팔라듐-구리-니켈 합금 분리막을 제조하였다. 그 결과 팔라듐-구리-니켈 합금 수소분리막은 다공성 니켈지지체와 좋은 접착성을 가지고 있으며 수소-질소 혼합가스에서 무한대의 분리도 값을 나타내었다.

• 자원환경지질
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• 제50권5호
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• pp.341-352
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• 2017

Cs-137 (반감기 : 30.17년)과 더불어 중요한 원자력발전소 주변 환경감시대상 방사성 핵종 가운데 하나인 순수한 베타방출체인 Sr-90 (반감기 : 28.8년)에 대한 신속하고 용이한 모니터링 방법을 연구하였다. 스트론튬은 칼슘과 같은 2족 알칼리 토금속에 속해 있어서 전자배치나 크기가 비슷하며 최외각전자를 2개 가지고 있기 때문에 화학적으로 칼슘과 치환될 수 있다. 이러한 유사한 화학적 성질로 인해서 환경으로 유출시 물, 토양 및 농작물을 통한 먹이사슬을 거쳐서 인체로 쉽게 유입될 수 있으며, 인체 유입 시 뼈에 쉽게 침적되어 장기간 (생물학적 반감기 : 약 50년) 동안 독성을 유발한다. 스트론튬은 매우 환원성이 있고 특이 반응으로 습식분석이 어려우며, 특히 원자력발전소에서 감시하고 있는 방사성 스트론튬은 복잡한 분석절차, 고가의 분석 장비 사용 및 화학 전처리약품 다량 사용 등으로 분석의 정확도 저하는 물론 고비용에 따른 문제를 안고 있다. 따라서 펄스에너지를 사용하여 시료에 플라즈마를 생성시켜 고유 스펙트럼을 이용해 시료내 원소를 분석하는 Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) 분석기법을 도입하여 전처리 과정 없이 수 초 내에 분석이 가능하고 현장에서 실시간으로 측정 가능한 스트론튬 원소의 정량분석 방법을 도출하였다. 다양한 분석에 필요한 시료기판을 개발하여 레이저, 파장 및 시간분해능의 최적화로 분석 감도를 향상시키고 방해이온에 대한 영향 평가로 액체시료의 정량분석을 가능하게 하여 신속한 모니터링 체계를 구축하게 하였다. 이는 원자력발전소로부터 방출되고 있는 방사성 폐수의 실시간 모니터링에 효과적으로 적용될 수 있으며, 더 나아가 후쿠시마 원전사고와 같은 비상시 모니터링 수단으로 적용 될 수 있다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제26권4호
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• pp.322-329
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• 2011

본 연구에서는 소비자들이 건강기능식품보다 쉽게 접하고 구할 수 있는 음용을 목적으로 하는 식품인 음료를 유형별로 나누어 비타민과 미네랄이 강화되거나 첨가된 음료들을 상한섭취량과 비교 조사하였다. 음료 중의 칼슘과 나트륨 함량은 마이크로웨이브를 이용한 밀폐형 습식분해법으로 전처리 후 유도결합플라즈마분광기로 분석하였고, 비타민 함량은 HPLC로 측정하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 제품 중 칼슘을 강화하고 함량을 표시한 제품은 과채주스 4건, 과채음료 9건, 혼합음료 8건으로 표시량 비율 80~90%는 4건, 90~100%는 5건, 100~110%는 4건, 110~120%는 6건 120~130%는 1건, 14~150%는 1건이었다. 나트륨 함유 음료 총 17건을 분석한 결과 표시량은 225.0~500.0 mg/L, 검출량은 96.5~237.4 mg/L로 표시량 비율은 34.0~48.5% 이었다. 음료에 들어있는 칼슘과 나트륨 함량은 식품 규격 기준뿐만 아니라 건강기능식품의 기준에도 적합한 것으로 분석되었으나 일부 제품의 빈번한 섭취나 다른 강화식품의 동반 섭취로 인한 과잉공급이 발생할 수있어 하루 필요 섭취량을 초과할 우려가 많은 실정이다. 2. 현재 다양한 음료군 별 전반에 골고루 강화된 비타민C의 경우 시료 중 액상차 3건, 과채주스 3건, 과채음료 14건, 탄산음료 9건, 혼합음료 28건으로 총 57건 이었다. 표시량과 검출량, 표시량 비율로 검출량을 살펴보면 과채주스의 표시량은 28.6~131.6 mg/L, 검출량은 569.7~583.8 mg/L로 표시량 비율은 443.7~2003.6% 이였으며 과채음료의 표시량은 11.4~277.8 mg/L, 검출량은 86.5~478.2 mg/L 로 표시량 비율은 161.2~1291.2%로 과채주스와 마찬가지로 실제 많은 양이 첨가된 것으로 분석되었다. 음료군 중 가장 비타민 C 강화 빈도가 높았던 혼합음료의 표시량은 25.0~10000.0 mg/L, 검출량은 330.0~17758.0 mg/L로 표시량 비율은 129.10~991.0% 이었다. 표시량 비율을 보면 총28건 중 120~130%는 1건, 130~140%는 2건, 140~150%는 6건, 150~160%는 3건, 17~180%는 4건, 180~200%는 3건, 200~300%는 2건, 300~400%는 3건, 900~1000%는 3건이었다. 이는 제품별로 들어있는 함량의 차이도 큰 것으로 나타났으며 제품에 표기되어 있는 양에 비해 실제 많은 양이 첨가된 것으로 분석되었다. 우리나라 성인 기준 비타민 C 상한 섭취량은 최저독성량을 고려하여 2,000 mg/day로 설정되어 있어 실제 음료 1회 분량이 비타민 C 상한 섭취량을 초과하는 제품은 없었으나 습관적으로 강화된 음료를 빈번히 섭취할 경우 상한 섭취량을 초과할 경우가 있을 것으로 보인다. 또한 비타민 C가 첨가되었다고 표시는 되어있지만 표시량을 표기하지 않았던 제품은 보통의 비타민 C가 첨가된 음료보다도 많은 양을 첨가 했으며 소비자가 스스로 섭취 음료의 영양성분을 인지하고 선택할 수 있기 위해서는 시판제품에 영양 표시가 필요한 것으로 보인다. 3. 제품 중 비타민 $B_2$를 강화하고 함량을 표시한 제품은 탄산음료 3건, 혼합음료 9건으로 표시량 비율을 보면 탄산음료는 최대 129.5%, 혼합음료의 표시량 비율은 최대 336.7% 이었다. 일반적으로 식품이나 보충제를 통해 과다하게 리보플라빈을 섭취해도 부작용이 나타나지 않은 것으로 보고되었으나, 이것이 다량 섭취시 부작용이 없다는 것을 의미하지는 않으므로 주의가 요망된다. 제품 중 나이아신을 강화하고 함량을 표시한 제품은 탄산음료 1건, 혼합음료 10건이었으며, 탄산음료의 표시량 비율은 90.7% 이었으며 이외에 표시량은 없었으나 실제 분석한 결과 58.0 mg/L의 나이아신이 검출된 제품이 있었다. 혼합음료의 표시량 비율은 109.70~393.23% 이었다. 성안의 니코틴아미드 상한섭취량이 1,000 mg/day 인 것을 볼 때 분석된 음료들 모두 적은 양이었으나 최근 소비량이 급증하고 있는 복합비타민제 등을 병용하여 섭취할 경우 일부에서는 악영향이 발생할 가능성이 있다고 볼 수 있으며 음료에 실제 들어있는 양과 표시량이 차이가 있으므로 소비자들이 인지하여 마실 수 있도록 정확한 표시량을 나타내어 정보를 주어야 할 것이다. 이처럼 음료와 같은 가공식품에서의 영양강화가 역할을 다하기 위해서는 식품업계에서의 품질관리를 보다 철저히 하고 정부에서도 표시량에 맞추어 식품을 섭취하는 소비자가 과잉섭취하지 않도록 표시기준의 하한선 뿐 아니라 상한선 설정을 추진해야 할 것으로 보이며 소비자를 대상으로 영양교육을 실시하여 소비자 스스로 자신에게 맞는 식품을 선택할 수 있는 능력을 가지도록 관심을 가져야 할 것이다.