• Particle and aerosol research
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• v.13 no.3
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• pp.111-118
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• 2017

Electrohydrodynamic (EHD) printing with the aid of strong electric fields can generate and pattern droplets that are smaller than droplets by other printing technologies. Conventional EHD printing has created two-dimensional (2D) patterns by moving its nozzle or a substrate in X and Y directions. In this study, we aimed to develop an EHD system that can create 2D patterns using a multielectrode array (MEA) without moving a nozzle or substrate. In particular, printing ink mixtures of biodegradable polymers and model dyes was patterned on a thin film made of another biodegradable polymer. Without movement of a nozzle and substrate, stable 2D patterning of minimum $6{\mu}m$ size over a range of about 1 mm away from the nozzle position was achieved by MEA control only. We also demonstrated the possibility of denser 2D pattering of the ink mixtures by moving a target substrate relative to MEA position.

• Journal of Dental Rehabilitation and Applied Science
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• v.24 no.1
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• pp.67-76
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• 2008

Implant requires long lasting, strong osseointegration using bio-mechanical interlocking by bone ingrowth. In regarding the size level for bone ingrowth, the micro-patterning would enhance bone response. Micro-patterning can increase the area contacting the bone tissues. Therefore, it may distribute the load to the surrounding bone tissue, more effectively. This study compared and analyzed the load distributing effect with the shape and number of micro-patterning. For the optimal comparison of threads, the assumptions different from general finite element analysis model were made. It was assumed that the implant was axisymmetric and infinitely long. The implant was assumed to be completely embedded in the infinitely long cortical bone and to have 100% bone apposition. The implant-bone interface had completely fixed boundary conditions and received an infinitely big axial load. The condition of threads were as follows. The reference model 1 had conventional thread. Model 2 had 2 micro-patterns on the upper flank of the thread. Model 3 had 2 micro-patterns on the lower flank of the thread. Model 4 had 2 micro-patterns on the upper and lower flanks of the thread. Model 5 had 3 micro patterns on the upper and lower flanks of the thread. The results were as follows: 1. The thread with micro-patterns distributed stress better than the conventional thread. 2. The thread with micro-patterns on the lower flank distributed stress better than that with micro-patterns on the upper flank. 3. The thread with 3 micro-patterns distributed stress better than that with 2 micro-patterns, However, an area with stress concentration occurred.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.97-97
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• 2011

산화아연 (ZnO)은 넓은 에너지 밴드갭 (~3.37 eV), 큰 엑시톤 결합 에너지 (~60 meV) 그리고 높은 전자 이동도 (bulk~300 $cm^2Vs^{-1}$, single nanowire~1000 $cm^2Vs^{-1}$)를 갖고 있어, 광전자 소자 및 반도체소자 응용에 매우 널리 사용되고 있다. 특히, 산화아연 나노로드(ZnO nanorod)는 1차원 나노구조로써 더욱 향상된 전자 이동도와 캐리어의 direct path way를 제공하여 차세대 광전자소자 및 태양광 소자의 응용에 대한 연구가 매우 활발하게 이루어지고 있다. 한편, 이러한 산화아연 나노로드를 성장시키기 위하여 VLS (vapor-liquid-solid), 졸-겔 공정(sol-gel process), 수열합성(hydrothermal synthesis), 전기증착(electrodeposition)등 다양한 방법이 보고되었지만, 이러한 산화아연 나노로드의 성장방법은 실제적인 소자응용을 위한 패터닝 형성에 대하여 제약을 받는 문제점이 있다. 이들 중에서 수열합성법과 전극증착법은 ZnO 또는 AZO (Al doped ZnO) seed 층 표면과 성장용액의 화학반응에 의해서 선택적으로 산화아연 나노로드를 성장시킬 수 있다. 이에 본 연구에서는, 광전자소자의 응용을 위한 간단한 패터닝 공정을 위해, 산화인듐주석(ITO) 박막이 증착된 유리기판(glass substrate)위에 수열합성법과 전극증착법을 이용하여 산화아연 나노로드를 선택적으로 성장시켰다. 실험을 위해, ITO glass 위에 RF magnetron 스퍼터를 사용하여 AZO seed 층을 metal shadow mask를 이용하여 패터닝을 형성한 후, 질산아연과 헥사메틸렌테트라아민으로 혼합된 용액에 $85^{\circ}C$ 온도를 유지하여, 패터닝이 형성된 샘플에 전압을 인가하여 성장시켰다. 나노구조 분석을 위해, 전계주사현미경을 이용하여 수열합성법과 전기증착법에 의한 패터닝된 산화아연 나노로드를 비교하여 관찰하였다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2005.02a
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• pp.198-199
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• 2005

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.1
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• pp.89-94
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• 2010

Patterning bacteria and cells on substrates has potential applications in molecular biology, antimicrobial drug screening, environmental monitoring and tissue engineering. We developed a technique to deposit two-dimensional array of bacterial cells onto an agar plate by modifying commercially available thermal inkjet printers. The concentration of the bacterial solution in the cartridge was carefully determined to ensure a single cell suspension in a droplet ejected from a nozzle. We measured quantitatively the effects of the bacterial concentration and the agar concentration on patterning performance. Bacterial patterning by inkjet printer is a low-cost and versatile technique which may replace the existing sophisticated methods.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.23 no.6
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• pp.25-36
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• 2020

용액공정을 통해 유기 전자소자를 대면적으로 제조하는 것은 다양한 장치 구성 요소(반도체, 절연체, 도체)의 패터닝 및 적층이 필요하기 때문에 매우 어려운 과제이다. 본 연구에서는 4개의 광 가교 기능기를 가지는 3차원 사면체 가교제인 (2,2-bis(((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)methyl)propane-1,3-diyl bis(4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoate) (4Bx)를 활용하여 용액공정을 기반으로 형성된 전자재료 박막을 고해상도로 패터닝 및 적층하는 기술을 개발하고, 이를 사용하여 고분자 박막 트랜지스터(PTFTs) 및 논리회로 어레이 제작을 진행하였다. 4Bx는 다양한 용액공정이 가능한 전자재료와 용매에 쉽게 혼합될 수 있으며, 자외선(UV)에 의해 가교제가 광 활성화되어 전자재료와 가교 결합을 형성할 수 있다. 4Bx는 기존의 2개의 광 가교 기능기를 갖는 가교제에 비해 높은 가교 효율로 인해 적은 양을 첨가하여도 완전하게 가교된 전자재료 박막을 형성할 수 있어 전자재료의 고유한 특성을 보존할 수 있다. 더욱이, 가교된 전자재료 박막은 화학적 내구성이 향상되어 고해상도 미세 패터닝을 할 수 있을 뿐만 아니라 용액공정을 통해 전자소자를 구성하는 전자재료의 적층이 가능하다. 4Bx의 광 가교 방법은 전용액공정을 통한 전자소자의 제작에 대한 혁신적인 방안을 제시한다.

• Laser Solutions
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• v.18 no.4
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• pp.1-5
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• 2015

For continuous laser micro patterning on three-dimensional free form surface, innovative laser system is developed. The two axis galvanometer is combined with the dynamic focusing unit to increase optical distance. Also, it is synchronized with the 3 axis mechanical system. To determine laser machining sequence, laser CAM system is developed. It can make possible of 3D surface micro patterning under $25{\mu}m$ pattern width. The uniformity of pattern width is about 2.8% and it is validated that focal plane is well conserved by the dynamic focusing unit. Velocity and positional information of 1 axis is stage is fed to the scanner control board by the encoder signal and it makes possible real time synchronization. With this system, possible patterning volume is enlarged from $40{\times}40mm^2$ to $40{\times}120{\times}30mm^3$.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.514-514
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• 2007

1차원 구조를 갖는 나노 와이어들은 나노 소자를 구현하기 위한 building-block으로 많은 과학자들의 주목을 받고 있고 또한 연구되고 있다. 하지만 그것을 정확하게 위치시키고 일정한 간격으로 정렬시키기 위한 기술 개발은 아직도 해결해야 할 큰 과제로 남아 있다. 이 논문에서, 우리는 ahsing 기술과 표면 패터닝 기술을 이용하여 대면적의 실리콘웨이퍼 위에 DNA(deoxyribonucleic acid)를 기반으로 한 금 나노 와이어를 정확하게 위치시키고 일정한 간격으로 정렬시킬 수 있는 새로운 제어 기술을 제안한다. 먼저 우리는 포토 리소그래피 공정과 $O_2$ 플라즈마 ashing 기술을 이용하여 선폭을 100 nm로 감소 시켰다. 그리고 자기조립단분자막 (self-assembled monolayers; SAMs) 방법과 lift-off 공정을 반복함으로서 1-octadecyltrichlorosilane(OTS) 층과 aminopropylethoxysilane(APS) 층을 형성하였다. 마지막으로 DNA 용액을 샘플 표면 위에 도포하고 분자 빗질 방법으로 DNA를 한 방향으로 정렬 시켰고 금 나노입자 용액을 처리하였다. 그 결과 금 나노 와이어는 $10{\mu}m$ 간격으로 일정하게 정열 되었고, APS 층에만 정확하게 정렬되었다. 우리는 금 나노 와이어를 관찰하기 위하여 원자간력 현미경 (Atomic Force Microscope AFM)을 사용하였다.

• KSBB Journal
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• v.21 no.4
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• pp.273-278
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• 2006

The noble method of hybrid agarose gel microstamp fabricated by replica molding against PDMS master to make bacteria patterns on agar surface was presented. After the fabricated hybrid agarose gel microstamp was inked with E. coli, we could obtain 2 dimensional bacterial arrays with $50{\mu}m$ circular spots. And the various shaped patterns based on experimental design were easily generated. The analysis of mean fluorescent signal was showed that bacterial pattern have high contrast between spots and background and homogeneity of pattern. Our proposed method solved the problem of wetting and handling with small soft agarose gel microstamp when bacteria were used for ink. The agarose gel stamp provides appropriate environment to inked bacteria, which is essential technology for cell patterning with high retaining viability during the patterning process. This method is reproducible, convenient, rapid, and could be applied to screening system, study of cell-surface interaction, and microbial ecology.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.389-389
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• 2008

나노-스피어 리소그래피는 기존 리소그래피 방법에 비해 나노 크기의 패턴을 저비용에 공정이 간단하고, 대면적 패터닝이 가능하다는 장점이 있다. 본 논문에서는 나노-스피어 리소그래피 공정을 이용하여 실리콘 기판 위에 2차원 광자결정 구조를 제작하였다. 실리콘 기판 위에 직경이 500 nm 인 폴리스티렌 나노-스피어를 스핀 코팅 방법으로 단일막을 형성하였다. 스핀코팅 조건은 스핀속도와 시간을 조절하여 1단계는 400 rpm에서 10초, 2단계는 800 rpm에서 120초, 3 단계는 1400 rpm 에서 10초로 공정하였다. 그리고 산소 플라즈마를 이용한 반응성 이온 식각공정으로 폴리스티렌 나노-스피어의 크기를 조절할 수 있었으며, 이때 실리콘 기판 위에 형성된 다양한 크기의 폴리스티렌 나노-스피어 단일막은 금속막 증착시 마스크의 역할을 하게 된다. 금속막의 증착은 RF 마그네트론 스퍼터링 시스템을 이용하였으며, 공정 조건은 RF power를 100W, 공정 압력을 5 mTorr, Ar 유량을 10sccm으로 하였다. 스퍼터링 공정 후 폴리스티렌 나노-스피어를 제거함으로써 2 차원 광자결정 구조를 제작할 수 있었다. 실험 결과 단일막으로 형성된 폴리스티렌 나노-스피어의 크기를 조절함으로써 다양한 2차원 광자결정 구조 제작이 가능함을 확인할 수 있었다.