Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2016.02a
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pp.159-159
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2016
Vertically-aligned carbon nanotubes (VCNT) have attracted much attention due to their unique structural, mechanical and electronic properties, and possess many advantages for a wide range of multifunctional applications such as field emission displays, heat dissipation and potential energy conversion devices. Surface modification of the VCNT plays a fundamental role to meet specific demands for the applications and control their surface property. Recent studies have been focused on the improvement of the electron emission property and the structural modification of CNTs to enable the mass fabrication, since the VCNT considered as an ideal candidate for various field emission applications such as lamps and flat panel display devices, X-ray tubes, vacuum gauges, and microwave amplifiers. Here, we investigate the effect of surface morphology of the VCNT by water vapor exposure and coating materials on field emission property. VCNT with various height were prepared by thermal chemical vapor deposition: short-length around $200{\mu}m$, medium-length around $500{\mu}m$, and long-length around 1 mm. The surface morphology is modified by water vapor exposure by adjusting exposure time and temperature with ranges from 2 to 10 min and from 60 to 120oC, respectively. Thin films of SiO2 and W are coated on the structure-modified VCNT to confirm the effect of coated materials on field emission properties. As a result, the surface morphology of VCNT dramatically changes with increasing temperature and exposure time. Especially, the shorter VCNT change their surface morphology most rapidly. The difference of field emission property depending on the coating materials is discussed from the point of work function and field concentration factor based on Fowler-Nordheim tunneling.
Organic dyes, because of their many advantages, such as high molar extinction coefficients, convenience of customized molecular design for desired photophysical and photochemical properties, inexpensiveness with no transition metals contained, and environment-friendliness, are suitable as photosensitizers for the Dye-sensitized Solar Cell (DSSC). The efficiency of DSSC based on metal-free organic dyes is known to be much lower than that of Ru dyes generally, but a high solar energy-to-electricity conversion efficiency of up to 8% in full sunlight has been achieved by Ito et al. using an indoline dye. This result suggests that smartly designed and synthesized metal-free organic dyes are also highly competitive candidates for photosensitizers of DSSCs with their advantages mentioned above. Recently, the performance of DSSC based on metal-free organic dyes has been remarkably improved by several groups. We had reported the novel organic dye with double electron acceptor chromophore, which was a new strategy to design an efficient photosensitizer for DSSC. To verify the strategy, we synthesized organic dyes whose geometries, electronic structures and optical properties were derived from preceding density functional theory (DFT) and time-dependent density functional theory (TD-DFT) calculations. In this paper, we successfully synthesized the chromophore containing multi-acceptor push-pull system from triphenylamine with thiophene moieties as a bridge unit. Organic dyes with a single electron acceptor and double acceptor system were also synthesized for comparison purposes. The photovoltaic performances of these dyes were compared, and the recombination dark current curves and the incident photon-to-current (IPCE) efficiencies were also measured in order to characterize the effects of the multi-anchoring groups on the open-circuit voltage and the short-circuit current. In order to match specifications required for practical applications to be implemented outdoors, light soaking and thermal stability tests of these DSSCs, performed under $100mWcm^{-2}$ and $60^{\circ}C$ for 1000h.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2016.02a
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pp.291.1-291.1
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2016
Graphene by one of the two-dimensional (2D) materials has been focused on electronic applications due to its ultrahigh carrier mobility, outstanding thermal conductivity and superior optical properties. Although graphene has many remarkable properties, graphene devices have low on/off current ratio due to its zero bandgap. Despite considerable efforts to open its bandgap, it's hard to obtain appropriate improvements. To solve this problem, heterojunction barristor was proposed based on graphene. Mostly, this heterojunction barristor is made by transition metal dichalcogenides (TMDs), such as molybdenum disulfide ($MoS_2$) and tungsten diselenide ($WSe_2$), which have extremely thickness scalability of TMDs. The heterojunction barristor has the advantage of controlling graphene's Fermi level by applying gate bias, resulting in barrier height modulation between graphene interface and semiconductor. However, charged impurities between graphene and $SiO_2$ cause unexpected p-type doping of graphene. The graphene's Fermi level modulation is expected to be reduced due to this p-doping effect. Charged impurities make carrier mobility in graphene reduced and modulation of graphene's Fermi level limited. In this paper, we investigated theoretically and experimentally a relevance between graphene's Fermi level and p-type doping. Theoretically, when Fermi level is placed at the Dirac point, larger graphene's Fermi level modulation was calculated between -20 V and +20 V of $V_{GS}$. On the contrary, graphene's Fermi level modulation was 0.11 eV when Fermi level is far away from the Dirac point in the same range. Then, we produced two types heterojunction barristors which made by p-type doped graphene and graphene treated 2.4% APTES, respectively. On/off current ratio (32-fold) of graphene treated 2.4% APTES was improved in comparison with p-type doped graphene.
Highly sensitive pyroelectric IR sensors were fabricated with La-modified $PbTiO_{3}(PLT)$ thin plates compensating for piezoelectric effect. The device was fabricated in a dual form by placing two PLT cells, each of $1{\times}2\;mm^{2}$, side by side with appropriate electrode configuration. The dual element sensor had a signal to noise ratio of about 350 that was much larger than that of single element sensors. Further the dual element sensors exhibited excellent pyroelectric properties such as a large voltage responsivity of 2400 V/W, a pyro-coefficient of $4.6{\times}10^{-8}\;C/cm^{2}K$, a voltage figure of merit of $4.2{\times}10^{-11}\;Ccm/J$, and a small thermal time constant of 8.7 msec. It was confirmed through experiments that the dual element sensor was applicable to detect the two-dimensional moving direction of human beings.
Kim, Shang-Shu;Kim, Byung-Geol;Park, Su-Dong;Lee, Hee-Woong;Sin, Goo-Yong;Lee, Dong-Il;Min, Byung-Uk
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2004.07b
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pp.1274-1277
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2004
최근 에너지 소비구조의 선진화에 따라 전력수요는 매년 10%이상 증가하고 있지만 철탑부지확보 및 환경 문제 둥에 의해 신규 송전선의 건설은 점차 어려워지고 있다. 이에 대한 대책으로 철탑의 교체 없이 송전선의 전류용량간 증가시키는 방안이 우선적으로 고려되어 적용되고 있다. 이미 국내에서도 기존 송전선인 ACSR 전선을 중용량 저이도의 특성을 가진 STACIR/AW(Super Thermal-resistant Aluminum alloy Conductors, aluminum-clad Invar-Reinforced)송전선으로 교체하여 전력 수송량을 증가시키고 있다. STACIR/AW전선은 도체의 내열성을 향상시켜 연속허용온도$(210^{\circ}C)$를 높임으로 전류용량을 증가시키고, ACSR에 사용되는 강심재료인 고탄소강선을 선팽창계수가 낮은 인바강선(INVAR)으로 대체함으로 고온환경에 따른 이도증가를 방지하고 있다. 그러나 STACIR/AW 송전선은 ACSR 송전선에 비하여 연속허용온도가 높고 경간의 거리가 멀기 때문에 열화에 의한 피로특성의 변화 가능성이 높다. 따라서 본 연구에서는 증용량저이도전선의 강심소재인 INVAR/AW강선을 소정의 온도에서 경년 열화하고, 열화시간에 따른 강도와 피로특성의 변화를 조사하여, STACIR/AW전선의 안정적 운전을 위한 재료물성적 관리인자를 도출하고자 하였다.
Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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v.30
no.1
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pp.17-29
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2023
In this paper, a method for evaluating the reliability of solder joints is introduced, as they play a crucial role in packaging technology due to the miniaturization and high-performance requirements of electronic device. Firstly, properties of solder based on various alloy compositions and solder types are described, followed by an analysis of solder joint structures in different packages. Next, the influence of solder alloy composition and microstructure on the thermal and mechanical properties of solder is analyzed, and solder creep behavior is briefly introduced. Subsequently, analytical techniques considering creep models and fatigue models for reliability evaluation are presented, and various ways to improve the reliability of solder joints are discussed. This study is expected to provide valuable information for evaluating and enhancing the reliability of solder joints in the semiconductor packaging technology field.
CNT and GNP have several excellent mechanical properties including, high strength, Young's modulus, thermal conductivity, corrosion resistance, electronic shielding and so on. In this study, CF/CNT, GNP/epoxy composites were manufactured by varying the CNT weight ratio at 2wt% and 3wt%, GNP weight ratio at 0.5wt% and 1 wt%. The composites were manufactured by mechanical method (3-roll-mill). Tensile, impact and wear tests were performed according to ASTM standards D638, D256 and D3181 respectively. The results showed that, CF/GNP0.5 wt%/epoxy composites gave good mechanical property in all composites, e.g., tensile strength, impact and were resistance.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.56
no.5
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pp.299-308
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2023
In this study, phosphorus (P)-doped nickel cobaltite (P-NiCo2O4) and nickel-cobalt layered double hydroxide (P-NiCo-LDH) were synthesized on nickel (Ni) foam as a conductive support using hydrothermal synthesis. The thermal properties, crystal structure, microscopic surface morphology, chemical distribution, electronic state of the constituent elements on the sample surface, and electrical properties of the synthesized P-NiCo2O4 and P-NiCo-LDH samples were analyzed using thermogravimetric analysis-differential scanning calorimetry (TGA-DSC), X-ray diffraction (XRD), field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), cyclic voltammetry (CV), galvanostatic charge-discharge (GCD), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The P-NiCo2O4 electrode exhibited a specific capacitance of 1,129 Fg-1 at a current density of 1 Ag-1, while the P-NiCo-LDH electrode displayed a specific capacitance of 1,012 Fg-1 at a current density of 1 Ag-1. When assessing capacity changes for 3,000 cycles, the P-NiCo2O4 electrode exhibited a capacity retention rate of 54%, whereas the P-NiCo-LDH electrode showed a capacity retention rate of 57%.
In order to reduce carbon dioxide, one of the major greenhouse gases, a new type of copolymer, poly(alkylene carbonate) has been synthesized. The alternating copolymers have been obtained from carbon dioxide and various epoxides with zinc carboxylate as a catalyst. The number-average molecular weight of the polymer is about 50,000 and polydispersity is rather broad(5~10). The polymers are amorphous, and glass-clear materials that exhibit unusually facile and clean thermal decomposition behavior. Complete decomposition with no carbon residue is observed at elevated temperature even in an inert atmosphere. Terpolymers with bulkier epoxides improve the physical properties of the copolymer with simple epoxides. The decomposition properties of the polymer provide versatile applications such as ceramic, metal, and electronic binders and lost-foam casting. Further application of the polymer for the barrier film or the plasticizer will be investigated.
Im, Chae-Nam;Ahn, Tae-Young;Yu, Hye-Ryeon;Ha, Sang Hyeon;Yeo, Jae Seong;Cho, Jang-Hyeon;Yoon, Hyun-Ki
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.32
no.2
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pp.165-173
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2019
Lithium anodes (13, 15, 17, and 20 wt% Li) were fabricated by mixing molten lithium and iron powder, which was used as a binder to hold the molten lithium, at about $500^{\circ}C$ (discharge temp.). In this study, the effect of applied pressure and lithium content on the discharge properties of a thermal battery's single cell was investigated. A single cell using a Li anode with a lithium content of less than 15 wt% presented reliable performance without any abrupt voltage drop resulting from molten lithium leakage under an applied pressure of less than $6kgf/cm^2$. Furthermore, it was confirmed that even when the solid electrolyte is thinner, the Li anode of the single cell normally discharges well without a deterioration in performance. The Li anode of the single cell presented a significantly improved open-circuit voltage of 2.06 V, compared to that of a Li-Si anode (1.93 V). The cut-off voltage and specific capacity were 1.83 V and $1,380As\;g^{-1}$ (Li anode), and 1.72 V and $1,364As\;g^{-1}$ (Li-Si anode). Additionally, the Li anode exhibited a stable and flat discharge curve until 1.83 V because of the absence of phase change phenomena of Li metal and a subsequent rapid voltage drop below 1.83 V due to the complete depletion of Li at the end state of discharge. On the other hand, the voltage of the Li-Si anode cell decreased in steps, $1.93V{\rightarrow}1.72V(Li_{13}Si_4{\rightarrow}Li_7Si_3){\rightarrow}1.65V(Li_7Si_3{\rightarrow}Li_{12}Si_7)$, according to the Li-Si phase changes during the discharge reaction. The energy density of the Li anode cell was $807.1Wh\;l^{-1}$, which was about 50% higher than that of the Li-Si cell ($522.2Wh\;l^{-1}$).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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