• 청정기술
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• 제29권1호
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• pp.71-75
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• 2023

다공성 결정물질(예: 금속유기골격체(Metal-Organic Framework, MOF), 제올라이트(zeolite))로 만들어진 다결정성 분리막의 선택도는 일반적으로 크기가 1 nm 혹은 그 이상으로 알려진 비선택적 결정 간 결함, 즉 결정립계의 존재 때문에 저하된다. 본 논문에서는 다결정성 MOF 분리막 위에 폴리다이메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)의 코팅이 결정립계를 캡핑하여 분리막의 선택도를 향상시키는데 효과적임을 증명하였다. 제안된 개념을 증명하기 위해서 in-situ 용매열 합성법을 통해 제조된 지르코늄 기반의 MOF의 일종인 UiO-66 분리막 위에 PDMS를 코팅한 후, 코팅 전후의 성능변화를 관찰하였다. PDMS 코팅 후 UiO-66 분리막의 CO₂/N₂ 단일 기체 분리 선택도는 6에서 14로 증가하였고, 동시에 CO₂ 투과도는 5700 GPU에서 33 GPU로 감소하였다. 선택도의 증가는 PDMS 코팅이 결정립계 결함을 효과적으로 메웠음을 의미하며, 동반된 투과도의 감소는 PDMS 코팅이 결함을 메우는 동시에 분리막 위에 연속적인 층을 형성하여 추가된 투과 저항에서 비롯되었다고 판단된다.

• 멤브레인
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• 제32권6호
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• pp.367-382
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• 2022

유기 전구체와 금속 이온, 또는 금속-옥소 클로스터 간의 규칙적 배열을 통한 종의 다양성을 장점으로 하는 금속-유기 골격체(Metal-Organic Frameworks, MOFs)는 에너지 사용량이 높은 상변화 기반 분리공정을 대체할 수 있는 에너지 효율적인 막 기반 분리 기술의 개발 가능성을 열어주었다. 이에 최근 10년 동안 다결정 MOFs 분리막 합성 기술에서 상당한 진전이 있었지만, 매우 제한된 종류의 MOFs만이 활용되고 있다. 이러한 기술 개발의 정체는 다결정 분리막의 비 선택적인 확산 경로인 결정 사이 결함(intercrystalline defects)에 대한 명확한 해결법이 없기 때문이다. 후처리 성능 제어기술(postsynthetic modifications, PSMs)은 기존 분리막을 플랫폼으로 활용하고 이를 물리적 그리고/혹은 화학적으로 처리함을 통해 분리 특성을 개선 혹은 변경하는 기술을 말한다. PSMs 기술은 특정 분리막을 개발하는 데 있어서 새로운 MOFs를 설계하거나 막 합성 기술을 개발하지 않아도 된다는 장점이 있어서 다결정 MOF 분리막의 다양성을 제공하기 위한 새로 부상하는 전략으로 평가 된다. 본 총설에서는 PSMs 기술을 7개의 세부기술((1) 공유결합법, (2) 결정간 결함 플러깅법, (3) 결정 내부 결함 치유법, (4) 기공내 기능성 소재 함침법, (5) 기공 경화법, (6) 전구체 치환법 및 (7) 비정질화법)로 분류하고, 각 세부기술의 연구 동향 및 도전과제 그리고 향후 연구 방향에 대해 논의하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1994년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1422-1424
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• 1994

This paper deals with piezoresistive humidity sensor using polycrystalline silicon (Poly-Si ) with membrane in sensors of semiconductor. Poly-Si piezoresistors which have no temperature dependancy are deposited on silicon wafer, membrane is formed with micromachining technology, then polyimide is formed as a hygroscopic layer. Whereas the principle of conventional humidify sensors are based on the change in electrical properties of the material, the humidity induced volume change of a polyimide layer leads to a deformation of a silicon membrane in this case. This deformation is transformed into an output voltage by Poly-Si piezoresistive. Wheatstone bridge. Fabricated piezoresistive humidity sensors showed good linearity, response time, and long term stability.

• 센서학회지
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• 제19권1호
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• pp.31-35
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• 2010

High temperature micro pressure sensors were fabricated by using polycrystalline 3C-SiC piezoresistors grown on oxidized SOI substrates by APCVD. These have been made by bulk micromachining under $1{\times}1mm^2$ diaphragm and Si membrane thickness of $20{\mu}m$. The pressure sensitivity of implemented pressure sensors was 0.1 mV/$V{\cdot}bar$. The nonlinearity and the hysteresis of sensors were ${\pm}0.44%{\cdot}FS$ and $0.61%{\cdot}FS$. In the temperature range of $25^{\circ}C{\sim}400^{\circ}C$ with 5 bar FS, TCS (temperature coefficient of sensitivity), TCR (temperature coefficient of resistance), and TCGF (temperature coefficient of gauge factor) of the sensor were -1867 ppm/$^{\circ}C$, -792 ppm/$^{\circ}C$, and -1042 ppm/$^{\circ}C$, respectively.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.387-388
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• 2008

High temperature micro pressure sensors were fabricated by polycrystalline (poly) 3C-SiC piezoresistors formed by oxidized SOI substrates with APCVD. These have been designed by bulk micromachining below $1{\times}1mm^2$ diaphragm and Si membrane $20{\mu}m$ thick. The pressure sensitivity of fabricated pressure sensor was 0.1 mV/Vbar. The non-linearity of sensor was ${\pm}0.44%$ FS and the hysteresis was 0.61% FS.TCS of pressure sensor was -1867 ppm/$^{\circ}C$, its TCR was -792 ppm/$^{\circ}C$, and TCGF to 5 bar was -1042 ppm/$^{\circ}C$ from 25 to $400^{\circ}C$.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.252-252
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• 2008

The microhotplates consisting of a Pt-ased heating element on AlN/poly 3C-SiC layers were fabricated. The microhotplate has a $600{\mu}m{\times}600{\mu}m$ square shaped membrane which made of $1{\mu}m$ thick ploycrystalline 3C-SiC suspended by four legs. 3C-SiC is known for excellent chemical durability, mechanical strength and sustaining of high temperature. The membrane is fabricated by surface micromachining using oxidized Si sacrificial layer. The Pt thin film is used for heating material and resist temperature sensor. The fabrication methodology allows intergration of an array of heating material and resist temperature detector. For reasons of a short response time and a high sensitivity a uniform temperature profile is desired. The dissipation of microhotplate was examined by a IR thermoviewer and the power consumption was measured. Measured and simulated results are compared and analyzed. Thermal characterization of the microhotplates shows that significant reduction in power consumption was achieved using suspended structure.

• 한국표면공학회지
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• 제51권1호
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• pp.21-26
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• 2018

The $Cu_2(btc)_3$ metal-organic frameworks (MOF) coated anodic aluminum oxide (AAO) membrane was successfully prepared by layer-by-layer technique using hand spray method. It was confirmed that the $Cu_2(btc)_3$ layer, which has the pore sized in 2-3 nm, on surface of AAO exhibited the polycrystalline thin film structure by XRD analysis. More than 100 repetitive spray cycles were required to obtain more robust and thick MOFs on AAO and it was possible to uniformly coat both the top and bottom surfaces of the AAO. It should be noted that the MOFs also could be coated on surface of pores resulting in reduce the size of pore from 52 nm to 32 nm.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.214-215
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• 2009

This paper presents the fabrication and characteristics of microheaters, built on AlN(0.1 um)/3C-SiC(1 um) suspended membranes. Pt was used as microheater and temperature sensor materials. The results of simulated are shown that AlN/3C-SiC membrane has more large uniform-temperature area than $SiO_2$/3C-SiC membrane. Resistance of temperature sensor and power consumption of microheater were measured and calculated. Pt microheater generates the heat of about $550^{\circ}C$ at 340 mW and TCR of Pt temperature sensor is about 3188 ppm/$^{\circ}C$.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1493-1494
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• 2011

CdS nanostructure materials have been fabricated in porous anodic aluminum oxide (AAO) template by using chemical bath deposition (CBD). These nanostructure materials had uniform diameters of about 15e200 nm, which correspond to the pore sizes of the templates used, and the length was up to 40 mm. X-ray diffraction (XRD) investigation demonstrates that CdS nanostructure materials were hexagonal polycrystalline in nature. As the pore diameter of AAO templates was enlarged, the preferential orientation of c-axis was improved. From PL analysis, the sulfur-deficient defects at the surfaces of CdS nanostructure materials were increasedwhen the samplewas synthesized in the template with larger pore diameter.

• 공업화학
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• 제34권3호
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• pp.213-220
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• 2023

혼합기질막(mixed-matrix membrane, MMM)은 고성능 충전제가 고분자 기질에 분산된 구조로, 지난 30년간 이를 이용한 기체분리 연구가 집중적으로 수행되었다. 일반적으로 MMM은 고분자 막보다 우수한 기체 분리 성능을 가지고 있으며, 다결정 막에 비해 좋은 확장성을 보인다. 그러나 이러한 잠재성에도 불구하고, MMM의 상용화는 여러 가지 어려운 문제들로 인해 지연되고 있다. MMM의 주요 문제 중 하나는 충전제와 고분자 사이의 부적절한 계면 상호작용으로 결함(즉, 개면 공극 등)이 형성될 수 있다는 것이다. 따라서 많은 MMM 연구에서 이러한 계면의 문제를 해결하기 위한 전략이 제시되었다. 하지만 계면상의 상호작용으로 MMM이 가진 문제점들을 해결하려는 과학적 접근에 비해 손쉽고 효과적으로 대면적의 MMM을 제조하기 위한 공학적 접근은 상대적으로 간과되어 왔다. 본 총설에서는 MMM의 대면적화를 위한 공학적인 접근 중 하나인 고분자 변형을 통해 가능해진 금속-유기 골격체(metal-organic framework, MOF)의 원위치 형성을 이용한 MMM 제막 방법을 소개하고자 한다. 이 새로운 제막법은 현재 MMM이 직면하고 있는 문제들을 공학적인 접근으로 효과적으로 해결하여 MMM의 상용화를 촉진시킬 수 있다.