• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.327-344
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• 2024

일반적인 터널 설계 및 해석 시 암반을 등방성으로 가정하나, 등방성 조건에서는 재료특성이 모든 방향에서 균일하므로 터널의 안정성이 높게 평가되는 경향이 있다. 그러나 실제 암반은 절리, 층리, 단층 등 불연속면이 존재하며 방향에 따라 재료의 특성이 다른 이방성 특징을 가진다. 이러한 암반의 이방성은 터널 굴착 시 발생하는 응력 분포에 큰 영향을 미쳐, 불균일한 터널 변형을 유발하고 손상 위험을 증가시키기 때문에 사전에 철저한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 암반의 이방성에 따라 굴착 과정에서 발생하는 막장면과 터널이 굴착된 후 수렴된 위치에서 발생하는 변형과 응력 변화에 초점을 두었다. 탄성계수의 비율(E₁/E₂)에 따른 이방성지수(I_E)와 경사각을 변수로 선정하여 3차원 수치해석을 수행하였다. 결과적으로 이방성 지수가 증가할수록 터널에서 발생하는 변위가 증가하고 응력집중 현상이 크게 발생하였으며, 경사면이 터널과 접하는 부분에서 최대 변위가 발생하고 전단응력이 가장 크게 발생하는 것을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.463-463
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• 2012

ITRS (international technology roadmap for semiconductors)에 따르면 MOS(metal-oxide-semiconductor)의 CD (critical dimension)가 45 nm node이하로 줄어들면서 poly-Si/$SiO_2$를 대체할 수 있는 poly-Si/metal gate/high-k dielectric이 대두된다고 보고하고 있다. 일반적으로 high-k dielectric를 식각시 anisotropic 한 식각 형상을 형성시키기 위해서 plasma를 이용한 RIE (reactive ion etching)를 사용하고 있지만 PIDs (plasma induced damages)의 하나인 PIED (plasma induced edge damage)의 발생이 문제가 되고 있다. PIED의 원인으로 plasma의 direct interaction을 발생시켜 gate oxide의 edge에 trap을 형성시키므로 그 결과 소자 특성 저하가 보고되고 있다. 그러므로 본 연구에서는 이에 차세대 MOS의 high-k dielectric의 식각공정에 HDP (high density plasma)의 ICP (inductively coupled plasma) source를 이용한 원자층 식각 장비를 사용하여 PIED를 줄일 수 있는 새로운 식각 공정에 대한 연구를 하였다. One-monolayer 식각을 위한 1 cycle의 원자층 식각은 총 4 steps으로 구성 되어 있다. 첫 번째 step은 Langmuir isotherm에 의하여 표면에 highly reactant atoms이나 molecules을 chemically adsorption을 시킨다. 두 번째 step은 purge 시킨다. 세 번째 step은 ion source를 이용하여 발생시킨 Ar low energetic beam으로 표면에 chemically adsorbed compounds를 desorption 시킨다. 네 번째 step은 purge 시킨다. 결과적으로 self limited 한 식각이 이루어짐을 볼 수 있었다. 실제 공정을 MOS의 high-k dielectric에 적용시켜 metal gate/high-k dielectric CMOSFETs의 NCSU (North Carolina State University) CVC model로 구한 EOT (equivalent oxide thickness)는 변화가 없으면서 mos parameter인 Ion/Ioff ratio의 증가를 볼 수 있었다. 그 원인으로 XPS (X-ray photoelectron spectroscopy)로 gate oxide의 atomic percentage의 분석 결과 식각 중 발생하는 gate oxide의 edge에 trap의 감소로 기인함을 확인할 수 있었다.

• Journal of Magnetics
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• 제1권2호
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• pp.75-81
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• 1996

Study on the HDDr Characteristics of Nd16Fe76-xB8Zrx (x=0-2.0) Alloys and the Magnetic Properties of the HDDR Materials Nd16Fe76-xB8Zrx (where x=0-2.0) have been studied to see the effect of Zr addition on HDDR characteristics. A particular emphasis was place upon the anisotropy of the HDDR material. Anisotropy of the HDDR powder material has been evaluated by comparing the remanence values of the aligned sample measured along the aligning direction and the direction perpendicular to it. The HDDR characteristics of the alloys were investigated by means of DAT and TPA. Magnetic chracterisation of the HDDR processed materials was performed using a VSM and a TMA. The magnetic domain structure of the HDDR materials was examined by means of polarised microscope using a solid HDDR processed material. It has veen found that small addition (0.1 at %) of Zr to Nd-Fe-B-type alloy retards thedisproportionatio kinetics of the hydrogenated material. Desorption characteristic of the disproportionated materials has been found not to be affected significantly by the Zr addition. The Zr addition has been found to facilitate size of the powder. As the particle size decreases, the intrinsic coercivity decreases radically, and this is explained in terms of structural damage and/or oxidation caused during mechanical milling. It has also been found that the degree of alignment representing the anisotropic character of the HDDR powder is enhanced with decreasing particle size. Alloys with compositions based on

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.114-114
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• 2012

Metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs)의 critical dimension (CD)가 sub 45 nm로 줄어듬에 따라 기존에 gate dielectric으로 사용하고 있는 SiO2에서 발생되는 high gate leakage current 때문에 새로운 high dielectric constant (k) 물질들이 연구되기 시작하였다. 여러 가지 high-k 물질 중에서, aluminum-oxide (Al2O3)는 높은 dielectric constant (~10)와 전자 터널링 barrier height (~2eV) 등을 가지기 때문에 많은 연구가 되고 있다. 그러나 Al2O3를 anisotropic한 patterning을 하기 위해 주로 사용되고 있는 halogen-based 플라즈마 식각 과정에서 나타나는 Al2O3와 하부 layer간의 낮은 식각 selectivity 뿐만 아니라 표면에 발생되는 defect, stoichiometry modification, roughness 변화 등의 많은 문제점들로 인하여 device performance가 감소하기 때문에 이를 해결하기 위한 많은 연구들이 진행중이다. 따라서 본 연구에서는 실리콘 기판위의 atomic layer deposition (ALD)로 증착된 Al2O3를 BCl3/Ar 중성빔을 이용하여 원자층 식각한 후 식각 특성을 분석해 보았다. Al2O3 표면을 BCl3로 absorption시킨 후 Ar 중성빔으로 desorption 시키는 과정에서 volatile한 aluminum-chlorides와 boron oxychloride가 형성되어 layer by layer로 제거됨을 관찰 할 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권2호
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• pp.573-578
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• 2019

Anisotropic distribution of the turbulent kinetic energy and the near-field excitations are the main causes of the steady state Flow-Induced Vibration (FIV) which could lead to fretting wear damage in vertically arranged supported slender rods. In this article, a combined Computational Fluid Dynamics (CFD) and Computational Structural Mechanic (CSM) approach named two-way Fluid-Structure Interaction (FSI) is used to investigate the modal characteristics of a typical rod's vibration. Performance of an Unsteady Reynolds-Average Navier-Stokes (URANS) and Large Eddy Simulation (LES) turbulence models on asymmetric fluctuations of the flow field are investigated. Using the LES turbulence model, any large deformation damps into a weak oscillation which remains in the system. However, it is challenging to use LES in two-way FSI problems from fluid domain discretization point of view which is investigated in this article as the innovation. It is concluded that the near-wall meshes whiten the viscous sub-layer is of great importance to estimate the Root Mean Square (RMS) of FIV amplitude correctly as a significant fretting wear parameter otherwise it merely computes the frequency of FIV.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권6호
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• pp.2147-2157
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• 2023

The aggregate-forming minerals in concrete undergo volume swelling and microstructure change under neutron irradiation, leading to degradation of physical and mechanical properties of the aggregates and concrete. A comprehensive investigation of volume change and elastic property variation of major aggregate-forming minerals is still lacking, so molecular dynamics simulations have been employed in this paper to improve the understanding of the degradation mechanisms. The results demonstrated that the densities of the selected aggregate-forming minerals of similar atomic structure and chemical composition vary in a similar trend with deposited energy due to the similar amorphization mechanism. The elastic tensors of all silicate minerals are almost isotropic after saturated irradiation, while those of irradiated carbonate minerals remain anisotropic. Moreover, the elastic modulus ratio versus density ratio of irradiated minerals is roughly following the density-modulus scaling relationship. These findings could further provide basis for predicting the volume and elastic properties of irradiated concrete aggregates in nuclear facilities.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권5호
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• pp.439-444
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• 2003

구조물이 하중을 받았을 때 손상부에서 발생하는 탄성파인 AE는 이를 탐지함으로써 손상부의 위치를 측정하는데 매우 효과적이다. 그러나 복합재료 구조에서의 위치표정은 탄성파의 전파속도가 섬유의 방향에 의존하는 이방성의 문제로 인하여 전통적인 방법을 그대로 적용할 경우 알고 있는 위치에 대해서도 정확도가 매우 낮으며, 미지의 발생윈을 찾는 것은 거의 불가능하다. 본 연구에서는 최근에 새로이 개발된 바 있는 이방성을 고려한 위치표정 방법이 실제 복합재 구조물에 적용될 경우에도 정밀도와 정확도 면에서 실용적인 방법임을 입증하고자 하였다. 기하학적으로 복잡한 구조체인 복합재 압력용기가 비어있을 경우와 물을 가득 채운 경우에 대하여 $0^{\circ}$(축방향)에서 $90^{\circ}$(원주방향)까지 모든 방향별 속도를 고려한 위치표정을 성공적으로 수행하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권6호
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• pp.619-628
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• 2011

인체의 근육, 힘줄, 피부와 혈관 등은 일상생활 속에서 다양한 손상을 입는 경우가 많으므로 관심을 갖고 연구해야할 주제이다. 인체의 윤상인대의 역학적 특성을 얻기 위해서는 부족한 실험 자료를 감안하고서도 대변형뿐만 아니라 이방성 및 압축성까지 고려해야 하는 어려움이 있다. 본 연구에서는 섬유강화재료 모델을 사용하여 초탄성 재료 모델을 사용하고, 모재, 섬유 및 모재와 섬유와의 상관관계를 포함하는 에너지 함수를 도입하여 실험값과 비교하여 보았다. 윤상인대의 내부에서 2종류의 섬유는 일정한 각도를 갖고 있다고 가정하였다. 섬유강화재료 모델을 사용함에 있어서 모재에 대한 두 종류의 다른 에너지 함수를 대입하여 Neo-Hookean 재료를 사용하여 계산한 결과 및 기존에 알려진 실험결과와 비교하였으며 본 연구에서 제시된 모재에 관한 에너지 함수의 타당성을 보였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권2호
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• pp.110-117
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• 1999

크리프 손상을 단계적으로 받은 순수 구리 시편에 대하여 손상 진전에 따른 기공의 미시구조 변화를 관찰하고 초음파 속도와 주파수 의존 진폭 스펙트럼 및 감쇠를 측정하였다. 손상 진전에 따른 입계기공의 비등방적 성장으로 인하여 하중축에 대하여 세 방향으로 측정한 속도는 이방성 거동을 보였다. 최대 2%의 기공에 대하여 종파와 횡파는 각각 11%와 4%의 속도 감소를 보였으며, 기공량의 증가와 함께 비선형적인 감소 경향을 보였다. 진폭 스펙트럼은 기공량이 증가함에 따라 고주파수 성분이 감소하고 중심 주파수가 저주파수로 이동하였으며, 감쇠는 사용 주파수 범위에서 거의 선형적인 거동을 보였다. 기공량의 정량적 비파괴평가 파라미터로서 정규화 속도, 진폭 스펙트럼의 중심 주파수, 감쇠 기울기를 선정하였으며 기공량과의 상관관계를 제시하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제35권8호
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• pp.813-818
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• 1998

A simple method to measure the elastic modulus E and Poisson's ratio v of diamod-like carbon (DLC) films deposited on Si wafer was suggested. Using the anisotropic etching technique of Si we could make the edge of DLC overhang free from constraint of Si substrate. DLC film is chemically so inert that we could not on-serve any surface damage after the etching process. The edge of DLC overhang free from constraint of Si substrate exhibited periodic sinusoidal shape. By measuring the amplitude and the wavelength of the sinu-soidal edge we could determine the stain of the film required to adhere to the substrate. Since the residual stress of film can be determine independently by measurement of the curvature of film-substrate com-posite we could calculated the biaxial elastic modulus E/(1-v) using stress-strain relation of thin films. By comparing the biaxial elastic modulus with the plane-strain modulus E/(1-{{{{ { v}^{2 } }}) measured by nano-in-dentation we could further determine the elastic modulus and Poisson's ratio independently. This method was employed to measure the mechanical properties of DLC films deposited by {{{{ { {C }_{6 }H }_{6 } }} rf glow discharge. The was elastic modulus E increased from 94 to 169 GPa as the {{{{ { V}_{ b} / SQRT { P} }} increased from 127 to 221 V/{{{{ {mTorr }^{1/2 } }} Poisson's ratio was estimated to be abou 0.16∼0.22 in this {{{{ { V}_{ b} / SQRT { P} }} range. For the {{{{ { V}_{ b} / SQRT { P} }} less than 127V/{{{{ {mTorr }^{1/2 } }} where the plastic deformation can occur by the substrate etching process however the present method could not be applied.