• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.304-304
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• 2011

열필라멘트 화학 기상 증착 공정(HWCVD, hot wire chemical deposition)은 낮은 기판 온도에서 다결정 실리콘 박막을 빠른 속도로 증착할 수 있는 방법이다. 이는 후처리가 없어도 전기적 특성이 우수한 박막을 저온에서 얻을 수 있기 때문에 녹는점이 낮은 기판에 증착을 할 수 있으며 공정비용 절감 효과가 있다. 이러한 박막 증착 공정 중 기상 핵생성에 의해 나노 입자가 생성되며, 새로운 관점에서는 그 농도와 크기가 박막 성장에 중요한 변수로 작용한다. 따라서 공정조건의 변화에 따라 생성되는 나노 입자의 크기 분포를 실시간으로 분석하여 박막 형성의 최적 조건을 찾는 연구가 필요하다. 하지만 이러한 입자 발생 특성에 관한 연구는 기존에 밝혀진 반응 메커니즘으로 인해 수치해석적 연구는 체계적으로 진행되었으나 실험적 연구의 경우 적합한 측정장비의 부재로 인해 제한이 있었다. 따라서 본 연구에서는 저압에서 실시간으로 나노입자 분포를 측정할 수 있는 PBMS (particle beam mass spectrometer)를 이용하여 열필라멘트 화학 기상 증착 공정 중 발생하는 입자의 존재를 확인하고 특성을 분석하였다. 실리콘 나노 입자의 측정은 PBMS 장비의 전단 부분을 HWCVD 배기 라인에 연결하여 진행하였으며 반응기 내 샘플링 위치, 필라멘트 온도, 챔버 압력, 작동기체의 비율을 변수로 하여 진행하였다. 그 결과 실리콘 나노 입자는 양 또는 음의 극성을 가진 하전된 상태임을 확인 하였고, 측정 조건에 따라 일부 단일 극성으로 존재하였다. 한편, 필라멘트 온도가 증가할수록 하전된 나노입자의 최빈값은 감소하였다. 또한 반응 가스인 SiH4 농도가 증가할수록 최빈값은 농도에 비례하여 증가하였다. 이런 결과는 기존 HWCVD 실험에서 투과 전자 현미경(TEM)을 이용하여 분석한 실리콘 나노 입자의 크기 분포 결과와 경향이 일치함을 확인하였다. 본 연구를 통하여 확인된 하전된 나노 입자의 존재를 실험적으로 확인하였으며 추후 지속적 연구에 의해 이러한 하전된 나노 입자가 박막 형성에 기여 하는 것을 규명하고 박막 형성 조건을 최적화하는데 중요한 역할을 할 것을 기대할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.75-75
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• 2010

단일벽 탄소나노튜브(SWNT)는 뛰어난 물리적 성질과 화학적 안정성을 가지고 있어서 다양한 분야의 응용이 기대되어 폭넓은 연구가 진행 되고 있다. 특히 SWNT의 전기적 및 기계적 특성들은 SWNT의 직경 및 뒤틀림도(chirality)에 의해 크게 좌우되기 때문에, 합성하는 단계에서 직경 또는 chirality를 제어에 관한 많은 이론적 연구가 진행되어 왔으며, 최근에는 초기 SWNT의 핵생성 단계에서의 촉매의 거동 및 상호 연관성 등에 관한 실험적인 연구결과들이 속속 보고되고 있는 실정이다. 하지만, 아직도 이에 관한 더욱 다양하고 활발한 연구 접근 및 결과들이 필요한 시점이다. 상기 배경을 바탕으로 본 연구에서는 균일한 직경을 갖는 SWNT의 합성을 위한 기초연구로서 SWNT의 직경과 촉매나노입자의 크기의 상호 연관성에 대해 체계적으로 조사하였다. 우선 SWNT합성을 위한 촉매나노입자를 얻기 위해 페리틴(ferritin)용액의 농도 및 스핀코팅 조건을 변화시킴으로써 기판 위에 분산농도를 제어한 후, 대기 열처리를 통하여 촉매나노입자의 농도를 제어하였다. 나노입자의 평균직경은 4 nm 정도로 비교적 균일하였으며, 고농도의 촉매입자는 SWNT의 다발화(bundling)를 유발하였다. 따라서, SWNT와 나노입자 직경의 상호연관성을 조사하기 위해서는 단분산(monodispersed) 된 나노입자를 이용하였으며, 아르곤 분위기에서 추가적으로 고온($900^{\circ}C$) 열처리를 실시함으로써 나노입자의 크기감소를 도모하였다. 실험결과, 열처리 시간의 증가에 따라 입자크기가 감소함을 확인하였으며, 이는 나노입자의 증발에 의한 것으로 예상된다. 다음으로는 열처리를 통하여 직경이 제어된 나노입자를 이용하여 SWNT를 합성한 후 SWNT와 촉매크기 사이의 크기 관계를 조사하였다. SWNT의 합성은 메탄을 원료가스로 열화학증기증착법을 이용하였고, 합성기판으로는 산화실리콘웨이퍼와 퀄츠기판을 이용하였다. 성장한 SWNT의 직경은 AFM을 이용하여 측정하였으며, 퀄츠기판에 수평배향 성장시킨 SWNT를 3차원 구조의 기판으로 전사(transfer)하여, 라만분석이 용이하도록 하였다.

• Polymer(Korea)
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• v.27 no.6
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• pp.542-548
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• 2003

Nanoparticles with unsaturated poly(hydroxyalkanoate)s (UPHAs) biosynthesized with Pseudo-monas oleovorans were prepared by spontaneous emulsification solvent diffusion method. The influence of nanoparticle formation was investigated with various experimental parameters such as sonication conditions, sol-vent, surfactant and polymer contents, etc. The physical and chemical properties of UPHAS and its nanoparticles were characterized using $^1$H- and $\^$13/C-nuclear magnetic resonance spectroscopies, attenuated total reflection infrared spectroscopy, differential scanning calorimetry and gel permeation chromatography. The morphology of particles was observed using scanning electron microscope and the size and distribution of nanoparticles were measured with electrophoretic light scattering spectrophotometer. The mean diameter of particles decreased with increasing sonication amplitude and time. The addition of ethanol into UPHAS chloroform solution decreased the particle size presumably due to increased solvent diffusion into water phase. The particle size increased with increased the concentration of UPHAS solution. Under the 2-4％ poly(vinyl alcohol) (PVA) aqueous solution the minimum mean diameter of particles was shown. The higher degree of hydrolysis and degree of polymerization of PVA increased the mean diameter of particles.

• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2001.04a
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• pp.14-14
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• 2001

WC-Co 계의 입성장 억제는 현재 초경합금 분야에서 공학적으로 가장 중요한 이슈들 중의 하나이다 VC를 비롯한 입방정 탄화물이나 $Cr_3C_2$ 등의 여러 가지 탄화 물이 혼합되어 입성장 억제에 이용되는데 입성장 억제의 효과는 대략적으로 용해되는 탄화물의 양에 의존하고 있는 것으로 추정된다. 보다 효율적으로 입성장 억제를 실현하려면 입성장 기구를 명확히 할 필요가 있다. 최 등[1]은 VC가 WC 입자 표면 에서의 edge energy를 증가시켜서 2차원 핵생성의 에너지 장벽을 올리게 하고 이에 따라 입성장이 억제된다는 모델을 제안하였다. 이러한 모텔을 입증하기 위해서는 이론적으로만 예측이 가능한 edge energy보다 좀 더 명확한 물리적인 변수가 제시되어야 할 것이다. 여기서는 또 다른 계인 NbC- TiC-Co 계에서 NbC와 TiC의 버에 따른 입성장 거동과 입자의 형상간의 관계로부터 업성장과 edge energy 그리 고 edge energy와 입자 형상간의 관계를 알아보고 이로부터 좀 더 구체적인 의미 에서의 입성장 모텔과 입성장 억제기구를 제시하고자 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.5
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• pp.1697-1705
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• 1991

본 연구에서는 층류 확산화염내의 매연 분포에 관하여 좀 더 명확히 알아보고 자 화염의 높이방향 뿐만이 아니라 반경 방향으로도 매연을 열영동 포집하여 보았다. 한편, 화염 내에 삽입되는 Fig.1(a)와 같은 프로브에 매연 입자들이 열영동 현상에 의 하여 포집되려면 순간적인 돈도 구배가 필요하다. 따라서 화염내에서의 프로브 체류 시간을 조절할 수 있도록 Fig.1(b)와 같은 공압 장치(pneumatic device)를 만들어 실 험했다.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2003.11a
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• pp.394-395
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• 2003

대기 중의 황산염 입자는 인체 건강에 좋지 않은 영향을 미칠 뿐 아니라, 지구에 유입되는 빛을 산란시키고 구름을 생성하는 핵으로 작용함으로서 직ㆍ간접적으로 햇빛을 차단하여 전지구적 기후 변화에 상당한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 황산염 입자는 대기 중 SO$_2$의 산화에 의해 주로 생성되는데, 지금까지의 대기 모델을 활용한 연구에 의하면 대기 중의 SO$_2$의 양에 비해 황산염의 양은 과소 평가되고 있다. 이는 대기 중 황산염의 생성에 대한 대기 화학 반응기전이 제대로 파악되지 않아서 global scale의 예측이 불확실하기 때문이다. (중략)

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2000.04b
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• pp.392-397
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• 2000

Mono-disperse particles generated by a condensation particle generator are widely used to meet the experimental and industrial needs. The characteristics of particles generated by homogeneous nucleation have been studied experimentally using a laminar flow condensation particle generator. Dry nitrogen gas saturated with oleic acid vapor was cooled well below the saturation temperature causing the highly supersaturated vapor to nucleate. The dependence of GSD(Geometric Standard Deviation), GMD(Geometric Mean Diameter), and the mass concentration of particles on the temperature at the evaporator, flow rate and the temperature condition at condenser was studied. The experimental results show that the mass concentration of particles is affected by the radial temperature profile at condenser. Nucleation at the center of the condenser causes the mass concentration of particles to increase. The experimental results also show that the suppression of additional nucleation by a constant temperature condition at the condenser increases the mean diameter of particle.

• Membrane Journal
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• v.5 no.1
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• pp.1-15
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• 1995

대기오염 문제가 국가적인 사회문제로 대두되면서 대기오염 방지장치의 수요가 급증하고, 점차 강화되는 환경오염 규제로 인하여 고효율의 오염방지장치에서 대표적인 집진장치 기술은 대기 및 실내오염 제어뿐만 아니라, 정확성이 높은 첨단 클리룸 수요의 증가 등으로 인하여 산업체의 각 분야에서 필수적이면서도 기본적인 기술이다. 대기중의 분진은 분자의 응축 및 핵생성 등에 의하여 발생되는 매우 미소한 입자($0.05{mu}{ extrm{m}}$단위)와 일반공장 및 작업장 등에서 발생되는 분진(0.1~$10{mu}{ extrm{m}}$) 그리고 바람에 의한 지표면의 흙, 모래 등에 의한 비교적 큰 분진 등의 광범위한 조성과 입경분포를 가진다. 이 가운데, 특히 산업발달에 따라 불가피하게 생성되며, 대기오염의 주종을 이루면서 인체에 가장 유해한 분진입자는 산업체의 오일 및 석탄연소 보일러, 자동차, 제철/제강 및 시멘트 플랜트 등으로 배출되는 미세입자들이며, 앞으로 이들의 제어에 관한 연구가 지속적인 관심의 대상이 될 것이다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1995.03a
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• pp.1-45
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• 1995

대기오염 문제가 국가적인 사회문제로 대두되면서 대기오염 방지장치의 수요가 급증하고, 점차 강화되는 환경오염 규제로 인하여 고효율의 오염방지 장치의 설치가 요구된다. 대기오염방지장치에서 대표적인 집진장치 기술은 대기 및 실내오염제어 뿐만아니라, 정확성이 높은 첨단 클린룸 수요의 증가 등으로 인하여 산업체의 각 분야에서 필수적이면서도 기본적인 기술이다. 대기중의 분진은 분자의 응축 및 핵생성등에 의하여 발생되는 매우 미소한 입자(0.05 $\mu$m)와 일반공장 및 작업장등에서 발생되는 분진 (0.1 - 10 $\mu$m) 그리고 바람에 의한 지표면의 흙, 모래등에 의한 비교적 큰 분진등의 광범위한 조성과 입경분포를 가진다. 이 가운데, 특히 산업발달에 따라 불가피하게 생성되며, 대기오\ulcorner의 주종을 이루면서 인체에 가장 유해한 분진입자는 산업체의 오일 및 석탄연소 보일러, 자동차, 제철/제강 및 시멘트 플랜트등으로 배출되는 미세입자들이며, 앞으로 이들의 제어에 과한 연구가 지속적인 관심의 대상이 될 것이다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.48 no.3
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• pp.233-243
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• 2015

The bimodal flocculation of cohesive sediments in water environments describes the aggregation and breakage process developing a bimodal floc size distribution with dense flocculi and floppy flocs. A two class population balance equation (TCPBE) was tested for simulating the bimodal flocculation by a model-data fitting analysis with two sets of experimental data (low and high turbulent flows) from 1-D flocculation-settling column tests. In contrast to the Single-Class PBE (SCPBE), the TCPBE could simulate interactions between flocculi and flocs and the flocculation mechanism by differential settling in a low turbulent flow. Also, the TCPBE could perform the same quality of simulation as the elaborate Multi-Class PBE (MCPBE), with a small number of floc size classes and differential equations. Thus, the TCPBE was proven to be the simplest model that is capable of simulating the bimodal flocculation of cohesive sediments in water environments and water, wastewater treatment systems.