• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권4호
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• pp.91-96
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• 2021

본 연구에서는 체가름과 고에너지 볼 밀링 공정이 n-type Bi₂Te₃ 열전 재료의 전기적 및 열적 수송 특성에 미치는 영향을 검토하였다. 입자 크기가 감소한 분말의 특성을 유지하기 위하여 짧은 시간 안에 소결이 가능한 방전 플라즈마 소결 공정 (spark plasma sintering, SPS)을 진행하였다. 그 결과, 밀링 처리를 진행한 소결체의 열전 성능지수가 향상되었으며, 30분동안 고에너지 볼 밀링 공정을 거친 샘플이 425 K에서 0.78의 최대 열전 성능지수를 가지는 것을 확인하였다. 이는 손쉬운 공정을 이용하여 결정립 크기 감소를 통한 phonon의 격자 산란을 효과적으로 유도한 결과이다. 동시에 n-type Bi₂Te₃에서 anti-site defect와 같은 결함을 제어함으로써 캐리어 농도를 증가시킬 수 있음을 본 연구를 통하여 확인하였다.

• 광물과 암석
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• 제33권1호
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• pp.1-10
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• 2020

고압 환경에서 규산염 용융체의 원자 구조에 대한 정보는 지구 내부 마그마의 열전도율이나 주변 암석과의 원소 분배계수와 같은 이동 물성을 이해하는 단서를 제공한다. 규소의 전자 구조는 규산염 다면체 주변의 산소 원자 분포와 연관성을 가질 것으로 예상되나, 이 사이의 상관관계가 명확하게 밝혀져 있지 않다. 본 연구는 SiO₂의 고밀도화에 따른 규소의 전자 구조 변화의 미시적인 기원을 규명하기 위해 SiO₂ 동질이상의 규소 부분 상태 밀도와 L₃-edge X-선 흡수분광분석(X-ray absorption spectroscopy; XAS) 스펙트럼을 계산하였다. 규소의 전도 띠 영역에서 전자 구조는 결정 구조에 따라서 변화하였다. 특히 d-오비탈은 108, 130 eV 영역에서 배위 환경에 따른 뚜렷한 차이를 보였다. 계산된 XAS 스펙트럼은 규소 전도 띠의 s,d-오비탈에서 기인하는 피크를 보였으며, 결정 구조에 따라 s,d-오비탈과 유사한 양상으로 변화했다. 계산된 석영의 XAS 스펙트럼은 SiO₂ 유리의 XR S 실험 결과와 유사하였으며 규소 주변 원자 환경이 비슷하기 때문으로 생각된다. XAS 스펙트럼을 수치화한 무게 중심 값은 Si-O 결합 거리와 밀접한 상관관계를 가지며 이로 인하여 고밀도화 과정에서 체계적으로 변화한다. 본 연구의 결과는 Si-O 결합 거리에 민감한 규소 L_2,3-edge XRS가 규산염 유리 및 용융체의 고밀도화 기작을 규명하는 과정에서 유용하게 적용될 수 있음을 지시한다.

• 한국재료학회지
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• 제21권5호
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• pp.243-249
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• 2011

To reduce manufacturing costs of crystalline silicon solar cells, silicon wafers have become thinner. In relation to this, the properties of the aluminium-back surface field (Al-BSF) are considered an important factor in solar cell performance. Generally, screen-printing and a rapid thermal process (RTP) are utilized together to form the Al-BSF. This study evaluates Al-BSF formation on a (111) textured back surface compared with a (100) flat back surface with variation of ramp up rates from 18 to $89^{\circ}C$/s for the RTP annealing conditions. To make different back surface morphologies, one side texturing using a silicon nitride film and double side texturing were carried out. After aluminium screen-printing, Al-BSF formed according to the RTP annealing conditions. A metal etching process in hydrochloric acid solution was carried out to assess the quality of Al-BSF. Saturation currents were calculated by using quasi-steady-state photoconductance. The surface morphologies observed by scanning electron microscopy and a non-contacting optical profiler. Also, sheet resistances and bulk carrier concentration were measured by a 4-point probe and hall measurement system. From the results, a faster ramp up during Al-BSF formation yielded better quality than a slower ramp up process due to temperature uniformity of silicon and the aluminium surface. Also, in the Al-BSF formation process, the (111) textured back surface is significantly affected by the ramp up rates compared with the (100) flat back surface.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.699-704
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• 2018

일차원 나노구조물은 양자 갇힘 효과 및 나노와이어가 갖는 체적 대비 높은 표면적 비에 기인하는 독특한 전기적, 광학적, 광전기적, 전기화학적 특성으로 인하여 많은 주목을 받아왔다. 특히 수직으로 성장된 나노와이어는 체적 대비 높은 표면적 비의 특성을 나타낸다. VLS(Vapor-Liquid-Soild) 공정은 나노구조물의 성장 과정에서 자기정렬 효과 때문에 더욱 주목을 받는다. 본 연구에서는 두 영역 열화학 기상증착법을 이용하여 Si\$SiO_2$(300 nm)\Pt 기판 위에 수직으로 정렬된 실리콘 옥사이드 나노기둥을 VLS 공정으로 성장시켰다. 성장된 실리콘 옥사이드 나노기둥의 형상과 결정학적 특성을 주사전자현미경 및 투과전자현미경으로 분석하였다. 그 결과 성장된 실리콘 옥사이드 나노기둥의 지름과 길이는 촉매 박막의 두께에 따라 변하였다. 실리콘 옥사이드 나노 기둥의 몸체는 비정질 상을 나타내었으며, Si과 O로 구성되어 있었다. 또한 성장된 실리콘 옥사이드 나노 기둥의 머리는 결정성을 나타내었으며, Si, O, Pt 및 Ti으로 구성되어 있었다. 실리콘 옥사이드 나노 기둥의 수직 정렬은 촉매물질인 Pt/Ti 합금의 결정성 정렬 선호에 기인하는 것으로 판단되며, 수직 성장된 실리콘 옥사이드 나노기둥은 기능성 나노소재로 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• 설비공학논문집
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• 제19권1호
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• pp.94-131
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• 2007

A review on the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigerating Engineering in 2004 and 2005 has been done. Focus has been put on current status of research in the aspect of heating, cooling, air-conditioning, ventilation, sanitation and building environment. The conclusions are as follows. (1) Most of fundamental studies on fluid flow were related with heat transportation of facilities. Drop formation and rivulet flow on solid surfaces were interesting topics related with condensation augmentation. Research on micro environment considering flow, heat, humidity was also interesting for comfortable living environment. It can be extended considering biological aspects. Development of fans and blowers of high performance and low noise were continuing topics. Well developed CFD and flow visualization(PIV, PTV and LDV methods) technologies were widely applied for developing facilities and their systems. (2) The research trends of the previous two yews are surveyed as groups of natural convection, forced convection, electronic cooling, heat transfer enhancement, frosting and defrosting, thermal properties, etc. New research topics introduced include natural convection heat transfer enhancement using nanofluid, supercritical cooling performance or oil miscibility of $CO_2$, enthalpy heat exchanger for heat recovery, heat transfer enhancement in a plate heat exchanger using fluid resonance. (3) The literature for the last two years($2004{\sim}2005$) is reviewed in the areas of heat pump, ice and water storage, cycle analysis and reused energy including geothermal, solar and unused energy). The research on cycle analysis and experiments for $CO_2$ was extensively carried out to replace the Ozone depleting and global warming refrigerants such as HFC and HCFC refrigerants. From the year of 2005, the Gas Engine Heat Pump(GHP) has been paid attention from the viewpoint of the gas cooling application. The heat pipe was focused on the performance improvement by the parametric analysis and the heat recovery applications. The storage systems were studied on the performance enhancement of the storage tank and cost analysis for heating and cooling applications. In the area of unused energy, the hybrid systems were extensively introduced and the life cycle cost analysis(LCCA) for the unused energy systems was also intensively carried out. (4) Recent studies of various refrigeration and air-conditioning systems have focused on the system performance and efficiency enhancement. Heat transfer characteristics during evaporation and condensation are investigated for several tube shapes and of alternative refrigerants including carbon dioxide. Efficiency of various compressors and expansion devices are also dealt with for better modeling and, in particular, performance improvement. Thermoelectric module and cooling systems are analyzed theoretically and experimentally. (5) According to the review of recent studies on ventilation systems, an appropriate ventilation systems including machenical and natural are required to satisfied the level of IAQ. Also, an recent studies on air-conditioning and absorption refrigeration systems, it has mainly focused on distribution and dehumidification of indoor air to improve the performance were carried out. (6) Based on a review of recent studies on indoor environment and building service systems, it is noticed that research issues have mainly focused on optimal thermal comfort, improvement of indoor air Quality and many innovative systems such as air-barrier type perimeter-less system with UFAC, radiant floor heating and cooling system and etc. New approaches are highlighted for improving indoor environmental condition as well as minimizing energy consumption, various activities of building control and operation strategy and energy performance analysis for economic evaluation.

• 한국세라믹학회지
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• 제48권2호
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• pp.127-133
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• 2011

Non-Alkali multicomponent $La_2O_3-Al_2O_3-SiO_2$ glasses has been designed and analyzed on the basis of a mixture design experiment with constraints. Fitted models for thermal expansion coefficient, glass transition temperature, Young's modulus, Shear modulus and density are as follows: ${\alpha}(/^{\circ}C)=8.41{\times}10^{-8}x_1+5.72{\times}10^{-7}x_2+2.13{\times}10^{-7}x_3+1.09{\times}10^{-7}x_4+1.10{\times}10^{-7}x_5+1.15{\times}10^{-7}x_6+2.72{\times}10^{-8}x_7+2.41{\times}10^{-7}x_8-1.08{\times}10^{-8}x_1x_2+4.28{\times}10^{-8}x_3x_7-2.02{\times}10^{-8}x_3x_8-1.60{\times}10^{-8}x_4x_5-2.71{\times}10^{-9}x_4x_8-2.19{\times}10^{-8}x_5x_6-3.89{\times}10^{-8}x_5x_7$ $T_g(^{\circ}C)=7.36x_1+15.35x_2+20.14x_3+8.97x_4+13.85x_5+4.22x_6+28.21x_7-1.44x_8-0.84x_2x_3-0.45x_2x_5-1.64x_2x_7+0.93x_3x_8-1.04x_5x_8-0.48x_6x_8$ $E(GPa)=2.04x_1+14.26x_2-1.22x_3-0.80x_4-2.26x_5-1.67x_6-1.27x_7+3.63x_8-0.24x_1x_2-0.07x_2x_8+0.14x_3x_6-0.68x_3x_8+0.29x_4x_5+1.28x_5x_8$ $G(GPa)=0.35x_1+1.78x_2+1.35x_3+1.87x_4+9.72x_5+29.16x_6-0.99x_7+3.60x_8-0.48x_1x_6-0.50x_2x_5+0.08x_3x_7-0.66x_3x_8+0.94x_5x_8$ ${\rho}(g/cm^3)=0.09x_1+0.51x_2-4.94{\times}10^{-3}x_3-0.03x_4+0.45x_5-0.07x_6-0.10x_7+0.07x_8-9.60{\times}10^{-3}x_1x_2-8.20{\times}10^{-3}x_1x_5+2.17{\times}10^{-3}x_3x_7-0.03x_3x_8+0.05x_5x_8$ The optimal glass composition similar to the thermal expansion coefficient of Si based on these fitted models is $65.53SiO_2{\cdot}25.00Al_2O_3{\cdot}5.00La_2O_3{\cdot}2.07ZrO_2{\cdot}0.70MgO{\cdot}1.70SrO$.

• 폴리머
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• 제37권4호
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• pp.420-430
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• 2013

Poly(amic acid)(PAA)와 주사슬에 이미드 고리를 갖는 poly(o-hydroxy amide)(PHA)를 용액 블렌딩하여 고분자 블렌드를 제조하였으며, FTIR, FT NMR, DSC, TGA, SEM, XRD, UTM과 LOI를 이용하여 이들의 특성들을 조사하였다. 용해도 조사에서 블렌드들은 DMF, DMAc, DMSO 등과 같은 비양자성 용매에 잘 용해되었다. 블렌드들의 최대 무게손실 온도는 $578-645^{\circ}C$ 범위이고, PHA의 함량이 증가함에 따라 증가하였다. PBO/PI 블렌드는 56-69 wt%로 비교적 높은 잔유량을 보였다. 블렌드들의 LOI 값은 24.5-28.1% 영역이며, PHA의 함량과 함께 증가하였다. 블렌드들의 초기 모듈러스와 인장강도는 PAA보다 57-121%와 67-107% 각각 증가하였다. 특히 PHA/PAA=2/8(wt/wt)의 초기 모듈러스와 인장강도는 각각 4.87 GPa와 108 MPa로 가장 높은 값을 보였다. PHA 영역들은 $0.03-0.1{\mu}m$로 비교적 균일하게 분산되어 있었으며, PAA와 PHA의 계면접착력은 좋은 것으로 확인되었다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권2호
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• pp.98-103
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• 2013

본 연구에서는 IZO를 활성층으로 하고 $HfSiO_x$를 절연층으로 한 TFT에 대하여 그 성능을 측정하였다. $HfSiO_x$는 $HfO_2$ target과 Si target을 co-sputtering 하여 증착하였으며 RF power를 달리 하여 네 가지의 $HfSiO_x$ 박막을 제작하였다. 공정의 간소화를 위해 게이트 전극을 제외한 모든 층들은 RF-magnetron sputtering system과 shadow mask만을 이용하여 증착하였으며 공정의 간소화를 위해 어떠한 열처리도 하지 않았다. 네 가지 $HfSiO_x$ 박막의 구조적 변화를 X-ray diffraction(XRD), atomic force microscopy(AFM)을 통해 분석하였고, 그 전기적 특성을 확인하였다. 박막 내 $HfO_2$와 Si의 조성비에 따라 그 특성이 현저히 차이가 남을 확인하였다. $HfO_2$(100W)-Si(100W)의 조건으로 증착한 $HfSiO_x$ 박막을 절연층으로 한 소자의 특성이 전류 점멸비 5.89E+05, 이동도 2.0[$cm^2/V{\cdot}s$], 문턱전압 -0.5[V], RMS 0.263[nm]로 가장 좋은 결과로 나타났다. 따라서 $HfSiO_x$ 박막 내의 적절한 $HfO_2$와 Si의 조성비가 계면의 질을 향상시킴은 물론, $HfO_2$자체의 trap이나 defect를 효과적으로 줄여 줌으로써 소자의 성능 향상에 중요한 요소라 판단된다.

• 한국재료학회지
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• 제22권7호
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• pp.346-351
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• 2012

$Li_{1+x}Al_xTi_{2-x}(PO_4)_3$(LATP) is a promising solid electrolyte for all-solid-state Li ion batteries. In this study, LATP is prepared through a sol-gel method using relatively the inexpensive reagents $TiCl_4$. The thermal behavior, structural characteristics, fractured surface morphology, ion conductivity, and activation energy of the LATP sintered bodies are investigated by TG-DTA, X-ray diffraction, FE-SEM, and by an impedance method. A gelation powder was calcined at $500^{\circ}C$. A single crystalline phase of the $LiTi_2(PO_4)_3$(LTP) system was obtained at a calcination temperature above $650^{\circ}C$. The obtained powder was pelletized and sintered at $900^{\circ}C$ and $1000^{\circ}C$. The LTP sintered at $900{\sim}1000^{\circ}C$ for 6 h had a relatively low apparent density of 75~80%. The LATP(x = 0.3) pellet sintered at $900^{\circ}C$ for 6 h was denser than those sintered under other conditions and showed the highest ion conductivity of $4.50{\times}10^{-5}$ S/cm at room temperature. However, the ion conductivity of LATP (x = 0.3) sintered at $1000^{\circ}C$ decreased to $1.81{\times}10^{-5}$ S/cm, leading to Li volatilization and abnormal grain growth. For LATP sintered at $900^{\circ}C$ for 6 h, x = 0.3 shows the lowest activation energy of 0.42 eV in the temperature range of room temperature to $300^{\circ}C$.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.504-510
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• 2017

본 논문은 소형 가전기기를 위한 AC DC 파워모듈 설계를 제시하고 효율과 신뢰성 및 안정성 특성을 나타낸다. 제안하는 파워모듈은 PCB 테스트보드에서 PWM 제어 IC 칩, 파워모스 소자, 트랜스포머, 각종 수동소자 (저항, 커패시터, 인덕터)를 사용하여 제작하였다. 본 논문에서 제시한 AC DC 파워모듈 회로 시뮬레이션 결과를 토대로 측정한 실험에서 입력전압은 상용전원 전압 220 V (RMS), 주파수 60 HZ의 교류전압(VAC : Voltage alternating current)을 사용 하였으며, 출력전압, OCP (over current protection), EMI(electromagnetic interference), PWM 신호 펄스, 효율 측정, 패키징 여부에 따른 발열측정 등을 실시하였다. 또한 파워모듈의 온도에 따른 특성변화와 트랜스포머 기준으로 1차측의 회로와 2차측 회로의 절연상태 확인을 하기 위한 내전압 테스트 등의 신뢰성테스트를 실시하였다. 효율 및 신뢰성 측정결과, AC DC 파워 모듈이 5 V의 출력전압, 200 mV의 리플, 약 73 %의 효율, 온도 약 $80^{\circ}C$ 까지 안정적으로 동작함을 확인하였으며, 4.2 kV의 크기로 60초 동안 견디는 내압 성능을 보였다.