• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권2호
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• pp.134-142
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• 2022

기존의 시행착오를 거쳐 소재를 개발하는 방법은 조금씩 한계를 보이고 있는데, 왜냐하면 산업과 기술이 고도화되고 기능성 소재가 가져야 하는 특성은 복잡해지면서 그 요구치가 높아지고 있기 때문이다. 이를 극복하기 위해 데이터 기반의 인공신경망으로 복잡한 소재 공간을 빠르게 탐색하여 소재 개발을 가속화하고자 하는 연구들이 진행되고 있다. 특히 결정그래프 합성곱 인공신경망은 결정 소재의 구조에 따른 특성을 학습하는 인공신경망으로 소재의 특성(생성 에너지, 밴드갭, 부피 탄성 계수 등)을 양자역학 기반의 제일원리 계산보다 빠르게 예측한다. 본 논문에서는 46,629개의 결정구조 데이터와 그 생성 에너지를 공공데이터베이스에서 불러와 결정그래프 합성곱 인공신경망 모델을 학습시키고 이를 특성 예측에 적용해 보는 예제를 설명한다. 이를 통해 간단한 프로그래밍 지식으로 소재 특성 예측 모델을 재현해 보고 원하는 데이터 셋과 연구 분야에 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 인공지능 모델의 개발은 앞으로 더 복잡한 특성을 가져야만 하는 소재의 개발을 위해 넓은 범위의 소재를 탐색해야만 하는 과정을 획기적으로 단축시켜 소재 개발의 가속화를 촉진시킬 것으로 생각된다.

• 한국진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.67-72
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• 2008

본 연구에서는 염료감응 태양전지의 상대전극으로써 다중벽 탄소나노튜브를 사용하여 전기화학적 특성에 미치는 열처리 효과에 대해 연구하였다. 다중벽 탄소나노튜브는 실리콘 기판위에 철 촉매를 사용하여 열화학 기상증착법으로 합성하였다. 직경이 다른 다중벽 탄소나노튜브를 각각 성장하여 두 개의 샘플을 준비하였고 질소 분위기의 RTA(rapid thermal annealing) system에서 $900^{\circ}C$ 온도로 1분간 열처리 하였다. 다중벽 탄소나노튜브의 구조적, 전기적, 전기화학적 특성은 FE-SEM, Raman spectroscopy, 2-point probe station, electrochemical impedance spectroscopy (EIS)을 이용하여 측정하였다. 라만 스펙트럼 분석에서 열처리 한 다중벽 탄소나노튜브의 I(D)/I(G) ratio는 상당히 감소한 것을 확인하였으며, 다중벽 탄소나 노튜브 표면과 전해질과의 산화 환원 반응 특성에서는 열처리 전보다 열처리 후의 전해질과의 산화 환원 반응 특성이 향상된 것을 알 수 있었다. 표면에서의 반응 저항 또한 열처리 후의 다중벽 탄소나노튜브가 더 낮은 값을 나타내었다. 그 결과, 열처리 후의 다중벽 탄소나노튜브를 상대전극으로 사용하였을 때의 전기화학적 특성이 더 좋은 것을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제25권1호
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• pp.90-95
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• 2014

이축압출기(twin screw extruder)를 이용하여 나일론66 압출시료를 압출횟수에 따라 제조하였다. 압출횟수에 따른 화학구조, 열적 특성, 용융지수, 결정구조, 인장특성, 충격특성 및 유변학적 특성을 FT-IR, $^1H$-NMR 용융지수 측정기, DSC, TGA, XRD, 만능시험기, Izod 시험기, 그리고 유변물성측정기를 이용하여 분석하였다. FT-IR과 $^1H$-NMR을 이용하여 확인한 결과 압출시편에서의 화학구조 변화는 확인되지 않았다. 압출횟수에 따라 분자량이 감소하는 것을 용융지수를 이용하여 확인하였으며, 열 이력이 용융온도와 분해온도에는 큰 영향을 주지 않는 것을 DSC와 TGA를 이용하여 확인하였다. 압출시편의 기계적 특성 평가결과 인장강도, 충격강도 및 탄성률은 유사한 값을 보이나, 신율의 경우 큰 폭으로 감소하였다. 유변학적 특성 측정결과 낮은 주파수에서의 복합점도 값이 압출 횟수에 따라 감소하였다. 압출시편의 G'-G" 곡선의 기울기나 형태가 변하지 않는 것으로부터 압출시편에 가교와 같은 구조변화가 크게 나타나지 않음을 알 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제24권10호
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• pp.565-571
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• 2014

Nitrogen-doped ZnO nanoparticle-carbon nanofiber composites were prepared using electrospinning. As the relative amounts of N-doped ZnO nanoparticles in the composites were controlled to levels of 3.4, 9.6, and 13.8 wt%, the morphological, structural, and chemical properties of the composites were characterized by means of field-emission scanning electron microscopy (FESEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). In particular, the carbon nanofiber composites containing 13.8 wt% N-doped ZnO nanoparticles exhibited superior catalytic properties, making them suitable for use as counter electrodes in dye-sensitized solar cells (DSSCs). This result can be attributed to the enhanced surface roughness of the composites, which offers sites for $I_3{^-}$ ion reductions and the formation of Zn3N2 phases that facilitate electron transfer. Therefore, DSSCs fabricated with 13.8 wt% N-doped ZnO nanoparticle-carbon nanofiber composites showed high current density ($16.3mA/cm^2$), high fill factor (57.8%), and excellent power-conversion efficiency (6.69%); at the same time, these DSSCs displayed power-conversion efficiency almost identical to that of DSSCs fabricated with a pure Pt counter electrode (6.57%).

• 한국의류산업학회지
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• 제20권2호
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• pp.117-127
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• 2018

As an application and potential of 3D printing (3DP) accelerates in diverse industries, the use of 3DP is also increasing in the textile and fashion industry. Since the fashion trend is rapidly changing and there are high demands of customized products for customer segments, research on manufacturing of 3DP textiles has become more important. 3DP textiles have different physical and chemical properties depending on a various 3D printing technologies or materials. However, it is difficult to fabricate 3DP textiles that meets demand of garment such as flexibility, wearability, tensile strength and abrasion resistance so that 3DP in fashion industry relatively has a narrow range of applications compared to other industries. The aim of this paper is to provide a trend of research about manufacturing 3DP textiles by analyzing previous studies according to textile's properties. This paper classifies the five types of 3DP textiles and analyses systematically. First, 3DP textiles blended with existing textiles. Second, 3DP textiles utilizing the structural design of existing textiles. Third, 3DP textiles designed with continuous units. Fourth, 3DP textiles utilizing material properties. Fifth, 3DP textiles based on smart materials. Based on this analysis, future research of manufacturing 3DP textiles needs are identified and discussed.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.312-312
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• 2013

GaN based light emitting diodes (LEDs) are important devices that are being used extensively in our daily life. For example, these devices are used in traffic light lamps, outdoor full-color displays and backlight of liquid crystal display panels. To realize high-brightness GaN based LEDs for solid-state lighting applications, the development of p-type ohmic electrodes that have low contact resistivity, high optical transmittance and high refractive index is essential. To this effect, indiumtin oxide (ITO) have been investigated for LEDs. Among the transparent electrodes for LEDs, ITO has been one of the promising electrodes on p-GaN layers owing to its excellent properties in optical, electrical conductivity, substrate adhesion, hardness, and chemical inertness. Sputtering and e-beam evaporation techniques are the most commonly used deposition methods. Commonly, ITO films on p-GaN by sputtering have better transmittance and resistivity than ITO films on p-GaN by e-bam evaporation. However, ITO films on p-GaN by sputtering have higher specific contact resistance, it has been demonstrated that this is due to possible plasma damage on the p-GaN in the sputtering process. In this paper, we have investigated the advanced sputtering using plasma damage-free p-electrode. Prepared the ITO films on the GaN based LEDs by e-beam evaporation, normal sputtering and advanced sputtering. The ITO films on GaN based LEDs by sputtering showed better transmittance and sheets resistance than ITO films on the GaN based LEDs by e-beam evaporation. Finally, fabricated of GaN based LEDs by using advanced sputtering. And compared the electrical properties (measurement by using C-TLM) and structural properties (HR-TEM and FE-SEM) of ITO films on GaN based LEDs produced by e-beam evaporation, normal sputtering and advanced sputtering. As a result, It is expected to form plasma damage free-electrode, and better light output power and break down voltage than LEDs by e-beam evaporation and normal sputter.

• 한국방재학회 논문집
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• 제3권4호
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• pp.119-129
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• 2003

콘크리트와 철은 건설에서 필수적인 구조 재료이다. 그러나, 철과 달리 콘크리트는 하나의 재료가 아니라 많은 물질들로 구성된 복합재료이며, 구성 재료, 현장 환경, 그리고 기술자의 숙련도 등에 의해 많은 영향을 받는다. 그리고 유동성과 공기량 등 즉시 알 수 있는 물성도 있지만 강도나 내구성 같이 시간이 지나야 알 수 있는 특성도 존재하므로 콘크리트의 배합은 전문가의 경험에 많이 의존해 왔다. 하지만, 콘크리트도 고성능화 되는 시점에서 첨가 재료도 늘어나고 기존의 자료도 부족하기 때문에 새로운 기법이 필요한 때이다. 신경망은 복잡한 비선형 문제를 처리하는 인간의 두뇌를 모방한 모델로 패턴 인식 및 분류, 예측 등의 분야에서 많이 사용되고 있다 여기서는 그 중에서 역전파 알고리즘과 광선형 기저 함수망 모형이 사용되었다. 여덟가지 재료(물, 시멘트, 잔골재, 굵은 골재, 플라이 애쉬, 실리카 흄, 유동화제, 그리고 공기연행제)가 배합에 사용되었으며, 압축강도와 슬럼프, 공기량을 물성으로 사용하였다. 결과적으로 신경망은 고성능 콘크리트치 배합 및 물성 예측 등 활용에 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 추계학술대회 논문집 Vol.19
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• pp.261-262
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• 2006

$CuInS_2$ thin films were synthesized by sulpurization of Cu/In Stacked elemental layer deposited onto glass Substrates by vacuum furance annealing at temperature 200[$^{\circ}C$]. And structural and electrical properties were measured in order to certify optimum conditions for growth of the ternary compound semiconductor $CuInS_2$ thin films with non-stoichiometry composition. $CuInS_2$ thin film was well made at the heat treatment 200[$^{\circ}C$] of SLG/Cu/In/S stacked elemental layer which was prepared by thermal evaporator, and chemical composition of the thin film was analyzed nearly as the proportion of 1:1:2. Physical properties of the thin film were investigated at various fabrication conditions substrate temperature, annealing and temperature, annealing time by XRD, FE-SEM and hall measurement system. At the same time, carrier concentration, hall mobility and resistivity of the thin films was $9.10568{\times}10^{17}[cm^{-3}]$, 312.502 [$cm^2/V{\cdot}s$] and $2.36{\times}10^{-2}[{\Omega}{\cdot}cm]$, respectively.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제64권2호
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• pp.243-257
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• 2017

Investigating the properties and durability of high-strength concrete exposed to sulfuric acid attack for the purpose of its application in structures exposed to this acid is of outmost importance. In this research, the resistance and durability of high-strength concrete containing macro-polymeric or steel fibers together with the pozzolans of silica fume or nano-silica against sulfuric acid attack are explored. To accomplish this goal, in total, 108 high-strength concrete specimens were made with 9 different mix designs containing macro-polymeric and steel fibers at the volume fractions of 0.5, 0.75, and 1.0%, as well as the pozzolans of silica fume and nano-silica with the replacement levels of 10 and 2%, respectively. After placing the specimens inside a 5% sulfuric acid solution in the periods of 7, 21, and 63 days of immersion, the effect of adding the fibers and pozzolans on the compressive properties, ultrasonic pulse velocity (UPV), and weight loss of high-strength concrete was investigated and the respective results were compared with those of the reference specimens. The obtained results suggest the dependency of the resistance and durability loss of high-strength concrete against sulfuric acid attack to the properties of fibers as well as their fraction in concrete volume. Moreover, compared with using nano-silica, using silica fume in the fibrous concrete mix leads to more durable specimens against sulfuric acid attack. Finally, an optimum solution for the design parameters where the crushing load of high-strength fibrous concrete is maximized was found using response surface method (RSM).

• 한국재료학회지
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• 제24권3호
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• pp.145-151
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• 2014

Solution-based Sb-doped $SnO_2$ (ATO) transparent conductive oxides using a low-temperature process were fabricated by an electrospray technique followed by spin coating. We demonstrated their structural, chemical, morphological, electrical, and optical properties by means of X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, field-emission scanning electron microscopy, atomic force microscopy, Hall effect measurement system, and UV-Vis spectrophotometry. In order to investigate optimum electrical and optical properties at low-temperature annealing, we systemically coated two layer, four layer, and six layers of ATO sol-solution using spin-coating on the electrosprayed ATO thin films. The resistivity and optical transmittance of the ATO thin films decreased as the thickness of ATO sol-layer increased. Then, the ATO thin films with two sol-layers exhibited superb figure of merit compared to the other samples. The performance improvement in a low temperature process ($300^{\circ}C$) can be explained by the effect of enhanced carrier concentration due to the improved densification of the ATO thin films causing the optimum sol-layer coating. Therefore, the solution-based ATO thin films prepared at $300^{\circ}C$C exhibited the superb electrical (${\sim}7.25{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$) and optical transmittance (~83.1 %) performances.