• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.67-67
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• 2000

CeO2는 cubic 구조의 일종인 CaR2 구조를 가지고 있으며 격자상수가 Si의 격장상수와 매우 비슷하여 Si 기판위에 에피텍셜하게 성장할 수 있는 가능성이 매우 크다. 따라서 SOI(silicon-on-insulator)구조의 실현을 위하여 Si 기판위에 CeO2 박막을 에피텍셜하게 성장시키려는 많은 노력이 있어왔다. 또한 metal-ferroelectric-semiconductor field effect transistor)에서 ferroelectric 박막과 Si 기판사이의 완충층으로 사용된다. 이러한 CeO2의 응용을 위해서는 Si 기판 위에 성장된 CeO2 박막의 방위성 및 CeO2/Si 구조의 전기적 특성을 알아보는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 Si(100) 기판위에 CeO2(200)방향으로 성장하는 박막과 EcO2(111) 방향으로 성장하는 박막을 rf magnetron sputtering 방법으로 증착하여 각각의 구조적, 전기적 특성을 분석하였다. RCA 방법으로 세정한 P-type Si(100)기판위에 Ce target과 O2를 사용하여 CeO2(200) 및 CeO2(111)박막을 증착하였다. 증착후 RTA(rapid thermal annealing)방법으로 95$0^{\circ}C$, O2 분위기에서 5분간 열처리를 하였다 이렇게 제작된 CeO2 박막의 구조적 특성을 XRD(x-ray diffraction)방법으로 분석하였고, Al/CeO2/Si의 MIS(metal-insulator-semiconductor)구조를 제작하여 C-V (capacitance-voltage), I-V (current-voltage) 특성을 분석하였으며 TEM(transmission electron microscopy)으로 증착된 CeO2막과 Si 기판과의 계면 특성을 연구하였다. C-V특성에 있어서 CeO2(111)/Si은 CeO2(111)의 두께가 증가함에 따라 hysteresis windows가 증가한 방면 CeO2(200)/Si은 hysteresis windows가 아주 작을뿐만 아니라 CeO2(200)의 두께가 증가하더라도 hysteresis windos가 증가하지 않았다. CeO2(111)/Si과 CeO2(200)/Si의 C-V 특성의 차이는 CeO2(111)과 CeO2(200)이 Si 기판에 의해 받은 stress의 차이와 이에 따른 defect형성의 차이에 의한 것으로 사료된다.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.47 no.4
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• pp.284-289
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• 2014

Farmers in highlands in South Korea pile up 20 to 30 cm of saprolites, mostly granite- or granite-gneiss-weathered materials, on surface of arable lands every three to five years to compensate eroded soil and sometimes to discontinue soil-borne diseases. Immediate increases of infiltration and percolation rates are expected with coarse textured saprolites while soil drainage becomes poorer in a long-term. In this study, we analyzed mineralogical characteristics and micro-morphology of plow pan to investigate processes making impermeable layers. Soil samples were collected from plow pan, usually located at approximately 20 cm soil depth and at the lower part of piled saprolites, in arable lands in Hoenggye 5-ri, Daekwanryeong-myeon, Gangwon-do (N37.7, E128.7) in which saprolites were added 2, 4, and 8 years ago; saprolites were transported from similar areas. The saturated hydraulic conductivity decreased over time. Based on soil thin section pedography, quartz and feldspar accounted for a majority of minerals. The size of feldspar decreased and macropores became filled with clay or silt particles over time, which implies that macropores were packed with particles weathered from feldspar. The X-ray diffraction (XRD) analysis indicated that intensity of feldspar decreased over time and the reverse was true for kaolinite and illite, indicating that feldspar and mica weathering induced formation of kaolinite and illite. Conclusively, deteriorated drainage by formation of impermeable layers in farms with piled saprolites was caused by accumulation of clay minerals such as kaolinite and illite in macropores; illite and kaolinite can be formed by weathering of mica and feldspar, respectively.

• Tribology and Lubricants
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• v.31 no.2
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• pp.42-49
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• 2015

Because of the growing need for high-speed transport options such as trains and aircraft, there is increasing demand for technology related to high-speed trains. Among them, braking systems are important in high-speed trains in terms of reliability. Especially, the disk brake system, in use in most high-speed trains, transforms kinetic energy into thermal energy and noise. Therefore, the material properties of both the friction materials and disks are expected to influence the tribological characteristics. In this paper, the tribological characteristics depend on the hardness of the brake disks between the Cu-based sintered metallic friction material and the heat-treated heat-resisting steel disks. A lab-scale dynamometer used to perform braking tests at a variety of braking speeds using dry conditions. The test results revealed that the hardness of the disks affects the friction coefficients, friction stabilities, and wear rates. Thus, the brake system using the heat-resisting steel disk requires proper heat-treatment. These differences are considered to be caused by the change in tribological mechanisms and the generation of an oxide layer on the friction surfaces. The oxide layers on the friction surfaces are confirmed to Fe₂O₃ by x-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope-energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) analysis.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.230-230
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• 2010

유기물 반도체 화합물인 Cu-Pc(copper(II)-phthalocyanine)는 우수한 전기적 광학적 특성을 가지며, OLED, MISFET등 소자로서의 활용도가 높다. Cu-Pc 화합물은 $\alpha$-phase, $\beta$-phase, $\gamma$-phase를 포함하는 여러 가지 다결정 polymer로 존재할 수 있다. 가장 잘 알려진 구조로는 열적으로 준안정적인 $\alpha$-phase와 열적으로 안정적인 $\beta$-phase가 있다. Cu-Pc 박막의 구조 및 흡수 특성과 전기적 특성에 대한 기술이 확실히 규명되지 않아 본 연구에서는 두께와 열처리 조건에 따른 결정성 및 방향성을 조사하기 위하여 $\alpha$-phase와 $\beta$-phase의 phase transition 현상 및 전기적 광학적 특성을 규명 하고자 한다. 진공증착 방법 중 하나인 PVD 방법의 thermal evaporation deposition을 이용하여 glass, ITO 기판위에 두께와 열처리에 따른 전기적?광학적 특성을 연구하였다. Cu-Pc 박막의 성장두께는 5nm~50nm 이내로 fluxmeter 및 thickness monitor를 이용하여 제어하였다. 5nm~50nm의 두께에 따른 기판온도를 $200^{\circ}C$로 고정하여 전열 처리 및 후열 처리하여 온도에 따른 박막을 성장한 후, 결정 구조 및 특성 변화와 phase transition 분석하였다. 제작된 Cu-Pc의 박막은 $\alpha$-phase와 $\beta$-phase로 구분할 수 있으며, 열처리에 따른 phase transition 현상이 뚜렷함을 알 수 있다. XRD(X-ray diffraction)를 통하여 박막에 대한 결정 구조 분석 및 FE-SEM(field emission scanning electron microscopy)와 AFM(atomic force microscopy)을 이용하여 Cu-Pc 박막의 구조적 결정성과 방향성 등, 표면 상태와 형상구조에 대해 표면의 특성을 측정하며, 광 흡수도(UV-visible absorption spectra)을 이용하여 phase transition 현상에 따른 I-V 특성을 비교분석 하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.206-206
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• 2010

정보화 기술이 급속히 발전함에 따라서 보다 많은 양의 data를 전송, 처리, 저장 하게 되면서 이를 처리 할 수 있는 대용량, 고속, 비휘발성의 차세대 메모리의 개발이 요구 되고 있다. 이 중 저항 변화 메모리(ReRAM)는 일반적으로 전이금속산화물을 이용한 MIM 구조로서 적당한 전기 신호를 가하면 저항이 높아서 전도되지 않는 상태(Off state)에서 저항이 낮아져 전도가 가능한 상태(On state)로 바뀌는 메모리 특성을 가진다. ReRAM은 비휘발성 메모리이며 종래의 비휘발성 기억소자인 Flash memory 보다 access time이 $10^5$배 이상 빠르며, 2~5V 이하의 낮은 전압에서 동작이 가능하다. 또한 구조가 간단하여 공정상의 결함을 현저히 줄일 수 있다는 점 등 많은 장점들이 있어서 Flash memory를 대체할 수 있는 유력한 후보로 여겨지고 있다. 저항 변화의 특징을 잘 나타내는 물질에는 $TiO_2$, $Al_2O_3$, $NiO_2$, $HfO_2$, $ZrO_2$등의 많은 전이금속산화물들이 있다. 본 연구에서는 Reactive DC-magnetron Sputtering 방법과 DC-magnetron sputter를 이용하여 Ti를 증착한 후 Oxidation 방법으로 각각 증착한 $TiO_2$박막을 사용하여 저항변화특성을 관찰하였다. $TiO_2$상부에 Atomic Layer Deposition (ALD)를 이용하여 $HfO_2$ 박막을 증착하여 표면처리를 하고, 또한 $TiO_2$에 다른 전이 금속박막 층을 추가 증착하여 저항변화 특성에 접합한 조건을 찾는 연구를 진행하였다. 하부 전극과 상부 전극 물질로는 Si 100 wafer 위에 Pt 또는 TiN을 사용하였다. 저항변화 특성을 평가하기 위해 Agilent E5270B를 이용하여 current-voltage (I-V)를 측정하였다. X-ray Diffraction (XRD)를 이용하여 증착 된 전기금속 박막 물질의 결정성을 관찰했으며, Atomic Force Microscopy (AFM)을 이용하여 증착 된 샘플의 표면을 관찰했다. SEM과 TEM을 통해서는 sample의 미세구조를 확인 하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.189-189
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• 2010

ZnO nanorods 구조는 광소자 및 태양광 소자의 성능을 향상시키기 위해서 무반사계수, 광추출효율, 전기적, 열적 전도도를 개선시킬 수 있어, 매우 큰 관심을 가지고 왔다. 또한 Ag 나노입자는 표면 플라즈몬 효과를 이용하여 LED나 태양전지에 응용하여 소자의 성능이 향상됨을 이론적, 실험적으로 증명되어 왔으며, 현재에도 활발한 연구가 진행되고 있다. 이러한 ZnO nanorods 특성과 Ag 나노입자의 표면 플라즈몬 효과를 이용하기 위해서, 본 연구에서는 Ag 나노 입자를 형성된 ZnO seed층에 ZnO nanorods를 성장시켰다. 시료를 제작을 위해서 비교적 성장이 간단하고 저온성장이 가능한 화학적 합성방법을 이용하였다. Ag 나노입자가 형성된 ZnO seed층 제작을 위해서 먼저 Si 기판위에 RF magnetron 스퍼터를 이용하여 고진공, $N_2$ 분위기에서 일정한 두께로 증착을 하였으며, 이후 Ag 박막을 thermal evaporator로 10 nm 두께로 증착하였다. 그 다음, 크기가 다른 Ag 나노입자를 형성을 위해서 rapid thermal annealing (RTA)을 여러 가지 온도에서 수행하였다. 그리고 이러한 시료들를 이용하여, ZnO nanorods를 성장하기 위하여, $90-95^{\circ}$의 온도에서 zinc nitrate $Zn(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$과 hexamethylentetramines (HMT)으로 혼합된 용액에 담가두어 ZnO nanorods를 성장시켰다. Ag 나노입자의 크기에 따라 ZnO nanorods의 구조와 형태에 대하여 어떠한 영향을 주는지를 관찰하기 위해 field emission scanning electron microscopy (FE-SEM)을 이용하여 측정하였으며, Ag와 ZnO의 성분분석과 결정성을 조사하기 위해 X-ray diffraction (XRD)을 이용하여 분석하였다. 그리고 표면 플라즈몬에 의한 영향에 대하여 조사하기 위해, ZnO nanorods와 Ag 나노입자가 형성된 ZnO nanorods를 UV-Vis-NIR spectrophotometer을 이용하여 흡수계수와 반사계수를 비교하여 측정하였으며. 태양전지의 성능향상을 수 있음을 이론적으로 계산하였다. 그리고 또한 photoluminescence (PL) 분석을 수행하여 ZnO nanorods의 구조에 대하여 Ag 나노입자의 영향에 대한 광특성을 측정하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.252.2-252.2
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• 2013

ZnO nanostructures have a lot of interest for decades due to its varied applications such as light-emitting devices, power generators, solar cells, and sensing devices etc. To get the high performance of these devices, the factors of nanostructure geometry, spacing, and alignment are important. So, Patterning of vertically- aligned ZnO nanowires are currently attractive. However, many of ZnO nanowire or nanorod fabrication methods are needs high temperature, such vapor phase transport process, metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD), metal-organic vapor phase epitaxy, thermal evaporation, pulse laser deposition and thermal chemical vapor deposition. While hydrothermal process has great advantages-low temperature (less than $100^{\circ}C$), simple steps, short time consuming, without catalyst, and relatively ease to control than as mentioned various methods. In this work, we investigate the dependence of ZnO nanowire alignment and morphology on si substrate using of nanosphere template with various precursor concentration and components via hydrothermal process. The brief experimental scheme is as follow. First synthesized ZnO seed solution was spun coated on to cleaned Si substrate, and then annealed $350^{\circ}C$ for 1h in the furnace. Second, 200nm sized close-packed nanospheres were formed on the seed layer-coated substrate by using of gas-liquid-solid interfacial self-assembly method and drying in vaccum desicator for about a day to enhance the adhesion between seed layer and nanospheres. After that, zinc oxide nanowires were synthesized using a low temperature hydrothermal method based on alkali solution. The specimens were immersed upside down in the autoclave bath to prevent some precipitates which formed and covered on the surface. The hydrothermal conditions such as growth temperature, growth time, solution concentration, and additives are variously performed to optimize the morphologies of nanowire. To characterize the crystal structure of seed layer and nanowires, morphology, and optical properties, X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), Raman spectroscopy, and photoluminescence (PL) studies were investigated.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.200.2-200.2
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• 2013

Yttrium (Y)이 도핑 된 ZnO 나노 구조물을 수열합성법으로 제작하였다. 먼저 졸겔법으로 SiO2/Si 기판 위에 seed layer (Y-doped ZnO ; Y0.02Zn0.98O)를 제작하였으며 5번의 코팅을 진행하여 박막의 두께는 약 180 nm로 측정이 되었다. 그 후 진공 분위기에서 RTA를 이용하여 $500^{\circ}C$에서 3분간 열처리가 진행되었다. 이어서 수열합성법으로 mole 농도를 0.5~1.0 M 범위에서 변화시키며 YZO 시료를 제작하였다. X-ray diffraction (XRD)을 통해서 Y2O3 또는 결함과 관련된 피크는 관찰이 되지 않았으며, 모든 구조물에서 압축응력이 존재하는 알 수 있었으며, field emission scanning electron microscope (FESEM)에서 나노 구조물의 크기와 형태는 수열합성법의 mole 농도에 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. Hall effect 측정을 통해서 모든 구조물은 n-type 전도 특성을 가지는 것으로 나타났다. 또한 광학적 특성인 photoluminescence (PL)에서는 수열합성법의 화학식을 고려할 때 Zn가 rich한 상태에서는 Zn interstitial로 존재하는 것으로 나타났고, mole 농도가 높아 질수록 free exciton에 의한 재결합인 UV emission이 우세하게 나타났다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.20 no.3
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• pp.132-136
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• 2010

This study examined the biostability and drug delivery efficiency of g-$Fe_2O_3$ magnetic nanoparticles (GMNs) by cytotoxicity tests using various tumor cell lines and normal cell lines. The GMNs, approximately 20 nm in diameter, were prepared using a chemical coprecipitation technique, and coated with two surfactants to obtain a water-based product. The particle size of the GMNs loaded on hangamdan drugs (HGMNs) measured 20-50 nm in diameter. The characteristics of the particles were examined by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-TEM) and Raman spectrometer. The Raman spectrum of the GMNs showed three broad bands at 274, 612 and $771\;cm^1$. A 3-(4, 5-dimethylthiazol-2-yl)-2, 5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay showed that the GMNs were non-toxic against human brain cancer cells (SH-SY5Y, T98), human cervical cancer cells (Hela, Siha), human liver cancer cells (HepG2), breast cancer cells (MCF-7), colon cancer cells (CaCO2), human neural stem cells (F3), adult mencenchymal stem cells (B10), human kidney stem cells (HEK293 cell), human prostate cancer (Du 145, PC3) and normal human fibroblasts (HS 68) tested. However, HGMNs were cytotoxic at 69.99% against the DU145 prostate cancer cell, and at 34.37% in the Hela cell. These results indicate that the GMNs were biostable and the HGMNs served as effective drug delivery vehicles.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.16 no.2
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• pp.212-216
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• 2005

Benzotriazole which is used as a corrosion inhibitor for the zinc coated steel was intercalated into Na-MMT. X-ray diffraction experiments on intercalant/silicate composite samples demonstrated that the intercalation of intercalant leads to an increase in the spacing between silicate layers. Water soluble poly(ethylene-co-acrylic acid) (PEA) nanocomposites, to use as a coating agent, were prepared with these modified MMT. We found that mono-layered silicates were dispersed in PEA matrix and those resultants were exfoliated nanocomposites. From the result of salt spray test, we found that this coating agent prepared with water soluble poly(ethylene-co-acrylic acid) (PEA) nanocomposite provided good corrosion protection. These results were caused by decreasing the rate of oxygen permeation from silicate layers dispersed homogeneously in PEA matrix and the effect of corrosion inhibitor from benzotriazole.