• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.249-249
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• 2013

Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) is a sensitive approach to detect and to identify a variety of molecules. To enhance the Raman signal, optimization of the gap between nanostructures is quite important. One-dimensional materials such as nanowires, nanotubes, and nanograsses have great potential to be used in SERS due to their unique sizes and shape dependent characteristics. In this study we investigate a simple way to fabricate SERS substrates based on randomly grown copper oxide (CuO) nanowires. CuO nanograss is fabricated on pre-cleaned Cu foils. Cu oxidized in an ammonium ambient solution of 2.5 M NaOH and 0.1 M $(NH_4)_2S_2O_8$ at $4^{\circ}C$ for 10, 30, and 60 minutes. Then, Cu(OH)2 nanostructures are formed and dried at $180^{\circ}C$ for 2 h. With the drying process, the Cu(OH)2 nanostructure is transformed to CuO nanograss by dehydration reaction. CuO nanograss are grown randomly on Cu foil with the average length of 10 ${\mu}m$ and the average diameter of a 100 nm. CuO nanograsses are covered by Ag with various thicknesses from 10 to 30 nm using a thermal evaporator. Then, we immerse uncoated and Ag coated CuO nanowire samples of various oxidation times in a 0.001M methanol-based 4-mercaptopyridine (4-Mpy) in order to evaluate SERS enhancement. Raman shift and SERS enhancement are measured using a Raman spectrometer (Horiba, LabRAM ARAMIS Spectrometer) with the laser wavelength of 532 nm. Raman scattering is believed to be enhanced by the interaction between CuO nanograss and Ag island film. The gaps between Ag covered CuO nanograsses are diverse from <10 nm at the bottom to ~200 nm at the top of nanograsses. SERS signal are improved where the gaps are minimized to near 10s of nanometers. There are many spots that provide sufficiently narrow gap between the structures on randomly grown CuO nanograss surface. Then we may find optimal enhancement of Raman signal using the mapping data of average results. Fabrication of CuO nanograss based on a solution method is relatively simple and fast so this result can potentially provide a path toward cost effective fabrication of SERS substrate for sensing applications.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제10권6호
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• pp.504-509
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• 1989

The effect of oxygen-deficiency on the charge distributions and orbital energies for small copper oxide clusters representing the superconducting materials $YBa_2Cu_3O_x (6{\leq}x{\leq}7)$ were investigated by the extended Huckel molecular orbital (EHMO) method with the tight-binding model. Our calculations show +3 oxidation state of Cu(1) in the $CuO_3$ chain and +2 or +1 of Cu(2) in the $CuO_2$ layers for $YBa_2Cu_3O_7$ with the nominal charge of $Cu_3$ = +7 (or +5), while for $YBa_2Cu_3O_6$ +1 oxidation state of Cu(1) and +3 (or +2) of Cu(2) in the $CuO_2$ layers with the nominal charge of $Cu_3$ = +7 (or +5). For $Cu_3O_{12}$ cluster representing $YBa_2Cu_3O_7$ with the nominal charge of $Cu_3$ = +7 the Cu(2) $d_{{x^2}-{y^2}}$ orbitals in the $CuO_2$ layers is a typical Jahn-Teller $d^9$ system with the partial hole and the Cu(1) $d_{{_z2}-{_y2}}$ orbital in the $CuO_3$ chain contains hole occupancy. For $Cu_3O_{10}$ cluster representing $YBa_2Cu_3O_6$ with the nominal charge of Cu = +5 the orbital character of the highest partially occupied MO (HPOMO) and the lowest completely unoccupied MO (LCUMO) of $Cu_3O_{12}$ representing $YBa_2Cu_3O_7$ with the nominal charge of $Cu_3$ = +7 is reversed, and the character of Cu(1) $d{{x^2}-{y^2}}$ orbital of LCUMO of the $Cu_3O_{12} $cluster is vanished. It is suggested that the local crystal field environment of Cu(1) by the oxygens in the Cu(1) chain may play a vital role in conductivity and superconductivity, either alone or through cooperative electronic coupling with the Cu(2) layers in $YBa_2Cu_3O_7.$.

• 센서학회지
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• 제28권1호
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• pp.41-46
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• 2019

In order to develop novel thermal imaging materials for microbolometer applications, $[(Ni_{0.3}Mn_{0.7})_{1-x}Cu_x]_3O_4$ ($0.18{\leq}x{\leq}0.26$) thin films were fabricated using metal-organic decomposition. Effects of Cu content on the electrical properties of the annealed films were investigated. Spinel thin films with a thickness of approximately 100 nm were obtained from the $[(Ni_{0.3}Mn_{0.7})_{1-x}Cu_x]_3O_4$ films annealed at $380^{\circ}C$ for five hours. The resistivity (${\rho}$) of the annealed films was analyzed with respect to the small polaron hopping model. Based on the $Mn^{3+}/Mn^{4+}$ ratio values obtained through x-ray photoelectron spectroscopy analysis, the hopping mechanism between $Mn^{3+}$ and $Mn^{4+}$ cations discussed in the proposed study. The effects of $Cu^+$ and $Cu^{2+}$ cations on the hopping mechanism is also discussed. Obtained results indicate that $[(Ni_{0.3}Mn_{0.7})_{1-x}Cu_x]_3O_4$ thin films with low temperature annealing and superior electrical properties (${\rho}{\leq}54.83{\Omega}{\cdot}cm$, temperature coefficient of resistance > -2.62%/K) can be effectively employed in applications involving complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) integrated microbolometer devices.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제9권4호
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• pp.282-291
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• 2018

The pristine fluorine-doped $SnO_2$ (abbreviated as FTO) inverse opal (IO) was developed using a 410 nm polystyrene bead template. The nanolayered copper tungsten oxide ($CuWO_4$) was decorated on the FTO IO film using a facile electrochemical deposition, subsequently followed by annealing at $500^{\circ}C$ for 90 min. The morphologies, crystalline structure, optical properties and photoelectrochemical characteristics of the FTO and $CuWO_4$-decorated FTO (briefly denoted as $FTO/CuWO_4$) IO film were investigated by field emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction, UV-vis spectroscopy and electrochemical impedance spectroscopy, showing FTO IO in the hexagonally closed-pack arrangement with a pore diameter and wall thickness of about 300 nm and 20 nm, respectively. Above this film, the $CuWO_4$ was electrodeposited by controlling the cycling number in cyclic voltammetry, suggesting that the $CuWO_4$ formed during 4 cycles (abbreviated as $CuWO_4$(4 cycles)) on FTO IO film exhibited partial distribution of $CuWO_4$ nanoparticles. Additional distribution of $CuWO_4$ nanoparticles was observed in the case of $FTO/CuWO_4$(8 cycles) IO film. The $CuWO_4$ layer exhibits triclinic structure with an indirect band gap of approximately 2.5 eV and shows the enhanced visible light absorption. The photoelectrochemical (PEC) behavior was evaluated in the 0.5 M $Na_2SO_4$ solution under solar illumination, suggesting that the $FTO/CuWO_4$(4 cycles) IO films exhibit a photocurrent density ($J_{sc}$) of $0.42mA/cm^2$ at 1.23 V vs. reversible hydrogen electrode (RHE, denoted as $V_{RHE}$), while the FTO IO and $FTO/CuWO_4$(8 cycles) IO films exhibited a $J_{sc}$ of 0.14 and $0.24mA/cm^2$ at $1.23V_{RHE}$, respectively. This difference can be explained by the increased visible light absorption by the $CuWO_4$ layer and the favorable charge separation/transfer event in the cascading band alignment between FTO and $CuWO_4$ layer, enhancing the overall PEC performance.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권2호
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• pp.29-37
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• 2021

3 차원 패키징을 위한 저온 Cu-Cu직접 접합부의 계면접착에너지를 향상시키기 위해 Cu박막 표면에 대한 Ar/N₂ 2단계 플라즈마 처리 전, 후 Cu표면 및 접합계면에 대한 화학결합을 X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)을 통해 정량화한 결과, 2단계 플라즈마 처리로 인해 Cu표면에 Cu₄N이 형성되어 Cu산화를 효과적으로 억제하는 것을 확인하였다. 2단계 플라즈마 처리하지 않은 Cu-Cu시편은 표면 산화막의 영향으로 접합이 제대로 되지 않았으나 2단계 플라즈마 처리한 시편은 효과적인 표면 산화방지효과로 인해 양호한 Cu-Cu접합을 형성하였다. Cu-Cu직접접합 계면의 정량적 계면접착에너지를 double cantilever beam 시험방법 및 4점 굽힘(4-point bending, 4-PB) 시험방법을 통해 비교한 결과, 각각 1.63±0.24, 2.33±0.67 J/m²으로 4-PB 시험의 계면접착에너지가 더 크게 측정되었다. 이는 계면파괴역학의 위상각(phase angle)에 따른 계면접착에너지 증가 거동으로 설명할 수 있는데 즉, 4-PB의 계면균열선단 전단응력성분 증가로 인한 계면거칠기의 효과에 기인한 것으로 판단된다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.19-23
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• 2023

The Second-generation high-temperature superconducting (HTS) Rare-Earth Barium Copper Oxide (REBCO) wire is a composite laminate having a multi-layer structure (8 or more layers). HTS wires will undergo multiple loads including the bending-tension loads during winding, high current density, and high magnetic fields. In particular, the wires are subjected to bending stress and magnetic field stress because HTS wires are wound around a circular bobbin when making a high-field magnetic. Each of the different laminated wires inevitably exhibits damage and fracture behavior of wire due to stress deformation, mismatches in thermal, physical, electrical, and magnetic properties. Therefore, when manufacturing high-field magnets and other applications, it is necessary to calculate the stress-strain experienced by high-temperature superconducting wire to present stable operating conditions in the product's use environment. In this study, the finite element model (FEM) was used to simulate the strain-stress characteristics of the HTS wire under high current density and magnetic field, and bending loads. In addition, the result of obtaining the neutral axis of the wire and the simulation result was compared with the theoretical calculation value and reviewed. As a result of the simulation using COMSOL Multiphysics, when a current of 100 A was applied to the wire, the current value showed the difference of 10^-9. The stress received by the wire was 501.9 MPa, which showed a theoretically calculated value of 500 MPa and difference of 0.38% between simulation and theoretical method. In addition, the displacement resulted is 30.0012 ㎛, which is very similar to the theoretically calculated value of 30 ㎛. Later, the amount of bending stress by the circular mandrel was received for each layer and the difference with the theoretically obtained the neutral axis result was compared and reviewed. This result will be used as basic data for manufacturing high-field magnets because it can be expanded and analyzed even in the case of wire with magnetic flux pinning.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권2호
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• pp.147-152
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• 2024

의료용 센서들은 대부분 일회용 제품으로, 검사·진단 비용을 줄이기 위해서는 저가의 전극 소재 개발이 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 일회용 전기화학센서의 전극 소재로 pencil graphite를 도입하여 전처리 효과와 전도성 고분자 폴리아닐린(polyaniline; PANI) 및 금속 산화물 CuO NPs를 이용한 표면 개질(modification)을 통한 전기화학적 특성을 조사하고, 이를 글루코스 검출용 비효소 전기화학센서에 적용하였다. Pencil graphite electrode (PGE)의 표면 활성화를 위한 전처리는 화학적과 전기화학적으로 각각 진행되었으며, 전처리된 샘플들은 시간대전류법(CA)과 순환전압 전류법(CV), 전기화학 임피던스(EIS) 분석법을 이용한 전기화학적 특성 조사를 통해 최종적으로 전기화학적 전처리 방법을 채택하여 CuO NPs/PANI/E-PGE를 제작하였다. 이를 적용한 비효소적 글루코스 검출용 전기화학 센서는 0.282 ~2.112 mM과 3.75423~50 mM의 선형 구간에서 각각 239.18 mA/mM×cm²과 36.99 mA/mM×cm² 정도의 감도(sensitivity)와 17.6 μM의 검출 한계(detection limit), 글루코스에 대한 좋은 선택도(selectivity)를 보였다. 본 연구의 결과를 토대로 PGEs를 활용한 다양한 일회용 센서 응용과 저가의 고성능 전극 소재 개발 가능성을 확인하고, 더 많은 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제57권3호
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• pp.343-352
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• 2024

경복궁 전각 청기와에 사용된 납유의 발색 원리와 용융제로 사용된 납의 산지를 확인하기 위해 성분 분석과 납동위원소비 분석을 실시했다. 청기와 31점을 녹색, 청색, 황색으로 구분하여 표면에 시유된 납유의 성분을 분석한 결과 Pb, Si, Cu가 주성분으로, Fe, Ca, Mg, Al 등이 미량으로 검출되었다. 청색 납유에서는 Cu의 함량이 높았으며 황색 또는 갈색의 납유에서는 Cu는 검출되지 않았고 Fe의 함량이 높게 나타났다. 따라서 납유의 제작에 용융제로 납을, 발색제로 산화동을 사용했음을 알 수 있었다. 또한 경복궁 청기와에 사용된 납유의 납동위원소비는 한반도 납동위원소비 분포도에서 충청도와 전라도를 포함하는 zone 3 영역에 도시되었으며, 납유의 용융제는 이들 지역에서 산출되는 방연석 등을 사용했을 것으로 추정된다. 삼국과 통일신라시대 녹유의 납동위원소비는 대부분 한반도를 벗어나 위치하여 납의 산지가 변화되었음을 알 수 있었다. 특히 녹유 전돌의 납동위원소비를 통해 주변국과의 교류를 추정할 수 있었으며 동일 사찰에서 출토된 녹유 전돌의 납동위원소비가 서로 달라 다른 시기 또는 다른 공방에서 제작된 것으로 판단할 수 있었다.

• 보존과학회지
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• 제20권
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• pp.9-22
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• 2007

문화재의 생물방제를 목적으로 개발되어 시판되고 있는 3종의 식물 추출 천연 살충 살균제에 대한 문화재의 재질에 미치는 영향을 평가하였다. 평가 대상 재질은 1) 견직물 : 염색하지 않은 견직물, 황벽, 오배자, 오배자(명반 후매염), 오배자(녹반 후매염), 치자, 울금, 도토리, 도토리(녹반 후매염), 자초, 천근, 천근(명반 후매염), 홍화(홍염색), 소목, 소목(명반 선매염, 후매염) 염색 및 쪽, 쪽과 황벽 복염, 쪽과 소목 복염 견직물 2) 면직물 : 염색하지 않은 면직물, 황벽, 오배자, 오배자(명반 후매염), 치자, 도토리, 도토리(녹반 후매염), 자초, 천근, 천근(명반 후매염), 홍화(홍염색), 소목, 소목(명반선매염, 후매염) 염색 및 쪽, 쪽과 소목 복염 면직물, 3) 염색하지 않은 저마직물 4) 한지 : 염색하지 않은 한지, 소목, 쪽, 치자, 홍화(홍염색), 황벽 염색 한지 5) 안료분말 :석청 석록, 연단, 석간주, 주사, 주, 패각호분, 밀타승,대자, 석황, 쪽, 백토, 연백 남전 5)채색편 : 석청, 석록, 연단, 석간주, 주사, 주, 패각호분, 밀타승, 대자, 석황, 쪽, 백토, 연백, 남전이다. 시험은 시료를 습도 $55{\pm}1%$. 온도 $20{\pm}2^{\circ}C$의 환경에서 약제의 권장 농도의 10배에 9개월간 노출 시킨 후 기준 시료와의 색차와 인장강도를 비교 평가하였다. 약제 노출 후 염색을 하지 않은 견직물 면직물 저마직물 한지는 약제에 의한 색상 변화는 거의 일어나지 않았으나, 염색 견직물 면직물 한지는 도토리나 천근 염색 직물 등이나 치자 염색 한지를 제외하고는 대부분 일반인도 인식이 가능한 뚜렷한 색상차가 발생하였다. 특히 울금 염색 견직물은 가장 색상차가 뚜렷하였다. 그리고 안료분말이나 채색편은 납, 구리, 비소, 수은 함유 안료 및 식물성 안료 등에서 뚜렷한 색상차가 발생하였다. 인장강도는 염색하지 않은 견직물은 약제에 거의 변화가 없으며 면직물은 약간 감소하는 경향을 보이나, 염색을 한 견직물이나 면직물은 강도의 증가나 감소가 뚜렷하였다. 특히 천근 염색 견직물은 10% 이상의 강도 감소가, 쪽 염색 견직물은 10% 이상의 강도 증가가 일어났으며, 천근과 소목(명반 후매염) 염색 면직물은 10% 이상의 강도 감소 현상이 일어났다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제3권1호
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• pp.7-18
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• 1988

식품중의 중금속 오염물질에 대한 추이를 감시하여 식품의 안전성을 확보하고 건강상의 위해를 방지하기 위한 노력을 계속하고 수산식품중 견류중의 중금속 분포상태를 파악하기 위해국내 주요 연안에서 자연서식 또는 인공 양식되고 있는 패류 9종 200건을 대상으로 Hg, Pb, Cd, As, Cu, Sn, Mn의 7개 중금속을 ICP, Spectrophotometer를 사용하여 측정한 결과는 다음과 같다. 1. Hg의 전체 함량범위는 ND~0.221 ppm이었고, 각 패류별 평균 함유량은 피조개 0.011 ppm, 꼬막 0.013 ppm, 전복 0.014 ppm, 홍합 0.018 ppm, 바지락과 굴이 0.025 ppm, 백합이 0.056 ppm, 소라고둥 0.074 ppm,골뱅이 0.090 ppm 이었다. 2. Pb의 전체 함량 범위는 0.05~1.15 ppm 이었으며 각 패류별 평균함량은 골뱅이, 꼬막이 각각 0.26~0.28 ppm 피조개, 소라고둥, 전복, 홍합이 0.32~0.33 ppm, 굴이 0.43 ppm, 바지락이 0.52 ppm , 백합이 0.53 ppm이었다. 3.Cb의 전체 함량범위는 0.02~1.86 ppm이었으며, 각 패류별 평균함량은 바지락 0.14 ppm, 홍합 0.19 ppm, 홍합 0.30 ppm, 피조개 0.53 ppm, 골뱅이 0.57 ppm, 전복, 굴 , 소라고둥이 0.78~0.80 ppm이며 꼬막이 1.37 ppm으로 가장 높았다. 4. As의 전체 함량의 범위는 0.50~3.97 ppm이었으며 각 패류별 평균함량은 홍합 0.65 ppm, 백합 0.72 ppm, 피조개 0.77 ppm 꼬막 0.79 ppm, 굴 0.88 ppm, 바지락 10.29 ppm, 전복 1.49 ppm, 골뱅이 2.11 ppm 소라고둥 2.30 ppm이었다. 5. Cu의 전체 함량 범위는 0.16~54.16 ppm 이었으며 패류별 평균함량은 피조개 0.95 ppm, 꼬막 1.10 ppm, 홍합 1.38 ppm, 백합 1.58 ppm, 바지락이 1.78 ppm, 전목이 53 ppm, 골뱅이 9.89 ppm, 소라고둥은 9.73 ppm, 굴에서 13.96 ppm, 골뱅이 9.89 ppm,소라고둥은 9.73 ppm , 굴에서 13.96 ppm으로 가장 높았다. 6.Sn의 전체 함량의 범위는 7.40~207.17 ppm이었으며, 패류별 평균함량은 바지락 12.16 ppm, 꼬막 14.98 ppm, 백합이 15.84 ppm, 피조개 16.58 ppm, 홍합 18.84 ppm, 전복이 21.46 ppm, 골뱅이 29.71 ppm, 소라고둥이 37.77 ppm 굴이 96.58 ppm으로 가장 높았다. 7. Mn의 전체 함량 범위는 0.13~8.72 ppm이었고 각 패류별 평균함량은 전복 0.96 ppm, 소라고둥 1.48 ppm, 홍합 2.25 ppm, 골뱅이 2.46 ppm, 피조개 2.80 ppm 백합 3.04 ppm, 바지락 4.44 ppm, 꼬막 6.06 ppm, 굴 6.66 ppm이었다. 8. 측정된 패류중의 중금속 분포결과와 기타 국내에서 보고된 분석치, 외국의 분석치 및 현제치를 종합적으로 비교 검토하여 볼 때 최고치에 있어서 다소 높은 것도 있었으나 평균함량과 90%치에 있어서는 문제시 될 수 있는 량은 아니었다. 9. 패류중 산지별로 다소 높은치를 나타낸 것에 대하여는 계속적인 조사연구가 필요하다고 생각된다.