• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.412-412
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• 2009

Carbon-based nano materials have a significant effect on various fields such as physics, chemistry and material science. Therefore carbon nano materials have been investigated by many scientists and engineers. Especially, since graphene, 2-dimemsonal carbon nanostructure, was experimentally discovered graphene has been tremendously attracted by both theoretical and experimental groups due to their extraordinary electrical, chemical and mechanical properties. Electrical conductivity of graphene is about ten times to that of silicon-based material and independent of temperature. At the same time silicon-based semiconductors encountered to limitation in size reduction, graphene is a strong candidate substituting for silicon-based semiconductor. But there are many limitations on fabricating large-scale graphene sheets (GS) without any defect and controlling chirality of edges. Many scientists applied micromechanical cleavage method from graphite and a SiC decomposition method to the fabrication of GS. However these methods are on the basic stage and have many drawbacks. Thereupon, our group fabricated GS through Thermo-electrical Pulse Induced Evaporation (TPIE) motivated by arc-discharge and field ion microscopy. This method is based on interaction of electrical pulse evaporation and thermal evaporation and is useful to produce not only graphene but also various carbon-based nanostructures with feeble pulse and at low temperature. On fabricating GS procedure, we could recognize distinguishable conditions (electrical pulse, temperature, etc.) to form a variety of carbon nanostructures. In this presentation, we will show the structural properties of OS by synthesized TPIE. Transmission Electron Microscopy (TEM) and Optical Microscopy (OM) observations were performed to view structural characteristics such as crystallinity. Moreover, we confirmed number of layers of GS by Atomic Force Microscopy (AFM) and Raman spectroscopy. Also, we used a probe station, in order to measure the electrical properties such as sheet resistance, resistivity, mobility of OS. We believe our method (TPIE) is a powerful bottom-up approach to synthesize and modify carbon-based nanostructures.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권5호
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• pp.436-441
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• 2009

광섬유 센서는 구조 건전성 감시 분야에 적용되는 유망한 센서 시스템이다. 특히 광섬유 브래그 격자(FBG) 센서는 본 분야에 있어 가장 각광받는 센서들 중에 하나이다. 이러한 FBG 센서는 브래그 파장의 이 동량을 알아내는 방법에 따라 다양한 시스템 구성이 가능하다. 또한 센서 시스템의 동특성은 이러한 시스템에 의해 결정된다. 본 논문에서는 FBG 센서의 브래그 파장 스팩트럼 최대 경사부에 단일 파장 레이저의 중심 파장을 맞춰 놓을 경우, 센서의 경사도가 센서 감도로 작용할 수 있다는 측정 원리를 이용하였다. 이러한 원리는 전체 측정 범위의 한계는 있지만 높은 민감도를 보장한다. 본 측정 원리의 적용 예로서, FBG 센서를 삽입한 복합재 평판을 오토클래이브를 이용해 제작하고 앞서 설명한 측정 원리를 적용하였다. 첫째로 삽입된 FBG 센서를 이용해 충격 망치로 가격된 복합재 평판의 고유 진동수를 성공적으로 측정하였다. 둘째로 고출력 스피커를 이용해 앞서 측정된 고유진동수 중 하나의 특정 주파수로 복합재 평판을 강제 가진 시켰다. 이때 발생하는 구조 진동을 FBG 센서로 측정하였고 동시에 ESPI 측정 시스템을 이용해 진동 모드 형상 역시 성공적으로 측정하여 복합재 구조물의 동특성을 파악하였다. 따라서, 이러한 두 실험을 통해 FBG 센서 시스템과 ESPI 측정 시스템이 복합재 구조물의 동특성 측정에 매우 유용한 기술임을 증명하였다.

• 한국재료학회지
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• 제20권4호
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• pp.175-180
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• 2010

Transparent conducting oxide (TCO) films are widely used for optoelectronic applications. Among TCO materials, zinc oxide (ZnO) has been studied extensively for its high optical transmission and electrical conduction. In this study, the effects of $O_2$ plasma pretreatment on the properties of Ga-doped ZnO films (GZO) on polyethylene naphthalate (PEN) substrate were studied. The $O_2$ plasma pretreatment process was used instead of conventional oxide buffer layers. The $O_2$ plasma treatment process has several merits compared with the oxide buffer layer treatment, especially on a mass production scale. In this process, an additional sputtering system for oxide composition is not needed and the plasma treatment process is easily adopted as an in-line process. GZO films were fabricated by RF magnetron sputtering process. To improve surface energy and adhesion between the PEN substrate and the GZO film, the $O_2$ plasma pre-treatment process was used prior to GZO sputtering. As the RF power and the treatment time increased, the contact angle decreased and the RMS surface roughness increased significantly. It is believed that the surface energy and adhesive force of the polymer surfaces increased with the $O_2$ plasma treatment and that the crystallinity and grain size of the GZO films increased. When the RF power was 100W and the treatment time was 120 sec in the $O_2$ plasma pretreatment process, the resistivity of the GZO films on the PEN substrate was $1.05\;{\times}\;10^{-3}{\Omega}-cm$, which is an appropriate range for most optoelectronic applications.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.642-642
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• 2013

Graphene, two dimensional single layer of carbon atoms, has tremendous attention due to its superior property such as high electron mobility, high thermal conductivity and optical transparency. Especially, chemical vapor deposition (CVD) grown graphene has been used as a promising material for high quality and large-scale graphene film. Unfortunately, although CVD-grown graphene has strong advantages, application of the CVD-grown graphene is limited due to ineffective transfer process that delivers the graphene onto a desired substrate by using polymer support layer such as PMMA(polymethyl methacrylate). The transferred CVD-grown graphene has serious drawback due to remaining polymeric residues generated during transfer process, which induces the poor physical and electrical characteristics by a p-doping effect and impurity scattering. To solve such issue incurred during polymer transfer process of CVD-grown graphene, various approaches including thermal annealing, chemical cleaning, mechanical cleaning have been tried but were not successful in getting rid of polymeric residues. On the other hand, lithographical patterning of graphene is an essential step in any form of microelectronic processing and most of conventional lithographic techniques employ photoresist for the definition of graphene patterns on substrates. But, application of photoresist is undesirable because of the presence of residual polymers that contaminate the graphene surface consistent with the effects generated during transfer process. Therefore, in order to fully utilize the excellent properties of CVD-grown graphene, new approach of transfer and patterning techniques which can avoid polymeric residue problem needs to be developed. In this work, we carried out transfer and patterning process simultaneously with no polymeric residue by using a metal etch mask. The patterned thin gold layer was deposited on CVD-grown graphene instead of photoresists in order to make much cleaner and smoother surface and then transferred onto a desired substrate with PMMA, which does not directly contact with graphene surface. We compare the surface properties and patterning morphology of graphene by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy(AFM) and Raman spectroscopy. Comparison with the effect of residual polymer and metal on performance of graphene FET will be discussed.

• 환경생물
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• 제37권3호
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• pp.343-350
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• 2019

도토리거위벌레는 큰턱을 이용하여 도토리에 구멍을 뚫고 가지를 자르는 독특한 행동을 한다. 이러한 행동을 이해하기 위해 다양한 현미경을 이용하여 구기의 해부학적 특징을 관찰하였다. 실체현미경을 이용한 연구에서는 도토리거위벌레 수컷의 평균 내전건과 외전건의 두께는 각각 32.87 ㎛, 53.83 ㎛이었고, 암컷의 평균 내전건과 외전건의 두께는 각각 40.81 ㎛, 75.55 ㎛이었다. 내전건과 외전건의 유의한 두께 차이로 인해 큰턱을 닫는 힘보다 벌리는 힘이 더 강하다는 것을 유추할 수 있다. 광학현미경을 이용한 관찰에서는 주둥이 안쪽에 위치한 내전건과 외전건의 너비 차이와 큰턱 쪽에서는 원형으로 위치하며 두부로 갈수록 납작해져 두부 외피 안쪽에 근육으로 연결된다는 것을 확인할 수 있었고, 내전건의 위치와 모양의 변화에 대한 관찰을 수행하였다. 전자현미경을 통한 연구에서는 외전건이 내전건보다 더 굵으며 이로 인해 큰턱을 안쪽으로 당기는 힘보다 바깥쪽으로 밀어내는 힘이 더 크다는 것을 확인하였다. 관찰 결과를 바탕으로, 도토리거위벌레, 밤바구미, 왕거위벌레의 큰턱의 형태와 이빨의 위치 그리고 큰턱의 움직임에 대해 비교 분석하였고, 도토리거위벌레가 보여주는 특징적인 행동은 해부학적/형태적 특징과 연관되어 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.648-655
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• 2020

현대의 자동소총의 공이는 공이치기에 의해 타격을 받아 장전된 탄약의 뇌관을 기폭 시키는 역할을 한다. 이 과정에서 공이는 충격하중을 받게 되며 소총의 수명주기 동안 반복적인 힘을 받게 된다. 소총의 내구도 시험에서 전체의 96.26% 진행 중 공이가 조기에 파손되는 현상이 발생하였다. 이에 따라 원인분석과 재현시험을 통해 파손현상 사례연구를 실시하였다. 파손이 발생한 공이의 파단면을 현미경 및 SEM 분석결과 반복충격에 의해 표면 원주방향 전체에서 균열이 시작해 심부로 피로균열이 발생했다. 반복충격에 의해 균열이 성장하다 마지막에 피로파괴가 발생하였으며, 노치에 의한 것으로 추정되었다. 검증을 위해 원주방향 0.03mm의 노치를 생성한 공이로 재현시험결과 동일한 형태의 파단면을 가지면서 전체 수명의 64.25%에서 파손되었다. 파손사례연구를 위한 노치형태별 재현시험결과 한쪽 측면 노치 0.3mm, 0.5mm의 공이는 각각 65.53%, 50.76%에서, 6개 지점의 노치 0.03mm는 85.65%에서 파손되었다. 마지막으로 표면 거칠기가 거칠고 툴 마크가 육안으로 확인이 가능한 공이는 내구수명을 만족하며 381㎛의 내부균열이 진행되었다. 본 연구를 통해 노치형태별 파손에 대해 고찰하였으며, 반복충격을 받는 부품의 신뢰성 확보를 위해 노치와 표면 거칠기 품질관리가 중요한 것을 알 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.1-6
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• 2017

태양전지의 셀을 보호하기 위한 커버 글라스에는 반사방지 코팅 및 셀프클리닝과 같은 기능성 코팅이 적용되어왔다. 일반적으로 메조포러스 실리카를 이용한 반사방지 코팅은 빛의 투과를 증가시키며, $TiO_2$ 광촉매 필름은 셀프클리닝 코팅에 적용되어왔다. 본 연구에서는 $SiO_2/TiO_2$ 박막 코팅에 의한 투명 발수 반사방지 및 셀프클리닝 코팅을 sol-gel 공정과 dip-coating 공정으로 글라스 기판 위에 제조하였다. 기능성 코팅의 표면형상은 전계방출 주사전자현미경과 원자힘 현미경으로 분석하였고, 광학적 특성은 UV-visible 분광광도계로 분석하였다. 필름의 발수특성은 접촉각 측정으로 확인하였다. 그 결과 $TiO_2$ 필름은 기판인 슬라이드 글라스와 비슷한 수준의 높은 광 투과율을 나타내었다. 일반적으로 $TiO_2$ 나노입자는 필름에서 반사를 증가시키며, 결과적으로 투과율의 저하를 가져온다. 하지만 본 연구의 $SiO_2/TiO_2$ 박막으로 이루어진 기능성 코팅은 $110^{\circ}$의 접촉각을 나타내었으며, 파장 550 nm에서 기판인 슬라이드 글라스의 투과율보다 2.0% 증가한 93.5%의 광 투과율 특성을 나타내었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권4호
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• pp.589-598
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• 2000

A pilot-scale Spray Drying Sorber (SDS) system was set up to evaluate the effect of spray characteristics on the desulfurization yield. The size distribution and the Sauter Mean Diameters of slurry droplets were measured in advance using the optical size measurement system, Malvern 2600. The desulfurization yield of the drying chamber by size was measured for the conditions of inlet gas and spray injection. As a reagent, 10% limestone slurry of $Ca(OH)_2$ was treated with flue gas containing $SO_2$, and the combustion gas analyzer and gas detectors were attached to measure the $SO_2$ concentration. With a flow rate of 144 Nm3/h and a temperature range of $200{\sim}300^{\circ}C$, the experiments were performed for the Stoichiometric Ratio (SR) of 1.0 to 3.0 and droplet mean diameter of 6.5 to $34.3{\mu}m$. In case of smaller spray droplets, the desulfurization efficiency improved due to the increase of total droplet surface area, while the reduction in evaporation time reduced the contact time between the droplets and $SO_2$ gas. In some typical region of droplet diameter, this negative effect, reduction of contact time, became dominant and the desulfurization yield decreases the desulfurization yield in spite of the expansion in absorption area. These results revealed that there exists the optimal size of spray droplets for a given state, which is determined by the compromise between the total surface area of slurry droplets and the evaporation time of droplets. The measurements also indicated that the inlet temperature of flue gas changes the optimal injection condition by varying the driving force for evaporation. The results confirm that the effect of the evaporation time of slurry droplets should be considered in analyzing the desulfurization yield as well as the total surface area, for it is a significant aspect of the correlation with the capabilities of $SO_2$ absorption in wet droplets. In conclusion, the optimal condition of spray can be determined based on these results, which might be applied to design or scale-up of SDS system.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권4호
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• pp.393-400
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• 2012

최근 나노 박막은 MEMS/NEMS, 광학 코팅, 반도체 산업 등 다양한 분야에서 사용이 되고 있다. 박막은 마모, 침식, 부식, 고온 산화를 방지하기 위한 목적으로 사용될 뿐 아니라 특성화된 자기, 유전적 특성을 만들기 위한 목적으로 사용된다. 많은 연구자들이 이러한 박막 구조의 특성(밀도, 입자 크기, 탄성 특성, 필름/기지 계면의 특성)을 평가하기 위하여 많은 연구를 진행하고 있다. 이들 중에 박막과 기지 사이의 접합 특성을 평가하는 것이 많은 연구자들의 주 관심사가 되어 왔다. 본 연구에서는 나노 박막의 접합 특성을 평가하기 위하여 각기 다른 접합 특성을 가지는 폴리머 박막 시험편을 제작하였다. 제작된 시험편의 접합 특성을 측정하기 위하여 초음파현미경의 V(z) 곡선법을 이용하여 표면파의 속도를 측정하였다. 또한 계면을 포함하는 시험편의 표면을 전파하는 표면파의 속도와 접합력의 상관관계를 확인하기 위해 나노 스크래치 시험을 적용하였다. 그 결과 초음파현미경을 이용하여 측정된 표면파의 속도와 나노스크래치 시험을 이용한 임계하중이 일치하는 경향성을 나타내었다. 결론적으로 초음파현미경의 V(z) 곡선법은 나노 스케일 박막 계면에서의 접합 상태를 평가할 수 있는 기법으로 그 가능성을 나타내었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권2호
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• pp.45-50
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• 2015

본 논문에서는 Al 조성이 점진적으로 변화된 AlGaN 에피층을 HVPE (hydride vapor phase epitaxy) 방법에 의하여 성장하였다. 소스영역의 온도는 $950^{\circ}C$, 성장 영역의 온도는 $1145^{\circ}C$에서 연속적으로 (0001) 사파이어 기판위에 성장되었고, AlGaN 에피층은 시간당 100 nm의 성장률을 보였다. FE-SEM 측정과 EDS 측정으로부터 성장층의 Al 변화를 확인하였으며, AFM 측정결과 2인치 기판위에 성장된 graded AlGaN 에피층의 거칠기는 수십 nm였다. Al 조성의 변화는 XRD 측정에 의하여 확인하였으며, Al 조성 74 %의 (002) AlGaN의 주피크 관측과 함께 연속적으로 (002) AlN 층의 피크가 확인되었다. 이는 하나의 층에 사파이어 기판으로부터 Al 조성이 점진적으로 변화하는 에피층을 HVPE 방법으로 얻었음을 증명하며, 이 결과로부터 다양한 광소자 및 전자소자의 응용이 기대된다.