선폭법[전기선 폭발 법, Electrical Explosion of wire(EEW)]은 $10^{10A}$$m^2$ 이상의 고밀도 전류를 금속와이어에 인가하여 순간적으로 폭발시키는 기술로서 고밀도 대 전류가 금속와이어를 통과할 때, 저항발열에 의해 와이어가 미세한 입자나 금속증기 형태로 폭발하는 현상을 이용하여 나노분말을 합성하는 방법으로 나노 금속분말 뿐만 아니라 분위기 제어에 의한 산화물, 질화물, 탄화물 및 합금분말 둥 다양한 분말을 제조할 수 있는 장점이 있다. 또한 다른 제조법에 비해 양산화에 가장 근접한 기술로 알려져 있으며, 러시아가 세계적 기술수준으로 가장 앞선 것으로 알려져 있으며, 미국, 독일 및 일본 둥에서 1995년 이후 선폭 기술을 이용하여 나노분말 제조를 산업화하였다.다.

Natural clays are composed of oxide layers whose thickness is about 1nm and cations existing between the layers. A number of these layers makes primary particles with a height of about 8∼10nm and these primary particles make aggregates with a size of about 0.1∼10$\mu\textrm{m}$. When layered silicate was made to be organophilic, by exchanging the interlayer cations with organic cationic molecules, the matrix polymer can penetrate between the layers to give a nanocomposite, where 1nm-scal clay layers exist separately in a continuous polymer matrix. These nanostructured hybrid organic-inorganic composites have attracted the great interest of researchers over the last 10 years. They exhibit improved performance properties compared with conventional composites, because their unique phase morphology by layer intercalation or exfoliation maximizes interfacial contact between the organic and inorganic phases and enhances interfacial properties. Since the advent of nylon-6/montmorillonite nanocomposite developed by Toyota Motor Co., the studies on layered silicate-polymer nanocomposites have been successfully extended to other polymer systems. They greatly improved the thermal, mechanical, barrier, and even the flame-retardant properties of the polymers.

The injection of spins into nonmagnetic semiconductors has recently attracted great interest due to the potential to create new classes of spin-dependent electronic devices. A recent strategy to achieve control over the spin degree of freedom is based on dilute ferromagnetic semiconductors. Ferromagnetism has been reported in various semiconductor groups including II-Ⅵ, III-V, IV and II-IV,-V$_2$, which will be reviewed. On the other hand, to date the low solubility of magnetic ions in non-magnetic semiconductor hosts and/or low Curie temperature have limited the opportunities. Therefore the search for other promising ferromagnetic semiconducting materials, with high magnetic moments and high Curie temperatures (Tc), is of the utmost importance. In this talk, we also introduce new pure ferromagnetic semiconductors, MnGeP$_2$ and MnGeAs$_2$, exhibiting ferromagnetism and a magnetic moment per Mn at 5K larger than 2.40 ${\mu}$B. The calculated electronic structures using the FLAPW method show an indirect energy gap of 0.24 and 0.06 eV, respectively. We have observed spin injection in MnGeP$_2$ and MnGeAs$_2$ magnetic tunnel junctions through semiconducting barriers.

PCB 회로기판용 전해동박은 드럼형태의 음극 표면에 연속적으로 전기 도금한 후 벗겨내어 권취하는 원박 제조공정과 접착성, 내열성, 내화학성, 방청성을 부여하기 위한 후처리 공정으로 나눈다. 이 후처리 공정 중 동박과 수지와의 접착성을 부여하기 위해 일반적으로 전기도금을 통해 조화(Nodule)처리를 실시하는데, 최근 LCD, PDP 등의 평판 디스플레이 장치의 구동칩이 실장되는 TCP용 동박의 경우 2$\mu\textrm{m}$이하의 낮은 조도(Rz)와 함께 높은 접착강도(Peel Strength)가 요구되고 있다. 그러나, Reel to Reel 형태의 연속도금공정으로 진행되는 조화처리에 있어 일반 비이커 실험결과는 실제 양산공정과의 재현성에 있어서 상당한 제한성이 노출된 바 있다. 이에 본 연구에서는 Reel to Reel 형태의 연속도금공정을 모사 할 수 있는 실험장치를 설계, 제작하여 동박표면의 노듈형성에 있어 주요인자를 정량적으로 분석하였다.

최근 자동차 산업이 발달함에 따라 철강업계와 자동차 회사에서는 전에 많이 사용하던 내연 무도금강판 대신 부식에 저항력이 강한 도금강판을 사용한 이후로 냉연강판의 가공 시에 야기되지 않았던 많은 문제점들이 나타났다 자동차용 강판의 경우 판재의 체적에 비하여 금형과 판재의 접촉면적이 큰 프레스 공정에서는 판재의 표면에 작용하는 마찰력의 크기가 판재의 스탬핑 성형성에 큰 영향을 미친다. 이는 마찰특성이 비록 재료고유의 성형한계에서는 영향을 미치지 못하나 스탬핑 공정에 있어서 금형과의 접촉면에서 마찰력의 크기가 패널의 변형률분포를 변화시켜 스탬핑 성형성에 큰 영향을 주는 것이다. 따라서 본 연구는 자동차용 도금강판의 표면 거칠기에 따른 판재의 표면 마찰 특성 변화를 알아보았다. 소재의 기계적 특성 측정은 UTM을 사용하였고, 도금층은 XRD, SEM을 이용하여 상분석 하였으며, 표면 거칠기는 AFM(Atomic Force Microscope), SJ-400(Mitutoyo)을 사용하여 표면 거칠기를 측정하였다. 또 드로잉 하중을 비드부에서의 굽힘-굽힘 풀림 소성변형에 의한 변형력 성분과 마찰력 성분으로 분리하여 강판의 쿠롬 마찰계수를 DBS(Draw bead simulation)로 측정하였다.

마그네슘 합금은 결정구조가 HCP구조로 슬립면이 제한되어있어 상온에서의 가공이 용이하지 않다. 따라서 최근 마그네슘 합금의 미세 조직을 제어하기 위해 많은 연구가 수행되어 왔다. 본 연구에서는 구조용 재료 및 기능성 재료로 기대되는 마그네슘 합금(AZ3l)을 이용하여 주조로부터 압출·압연 과정으로의 연속적인 판재 성형공정을 실행하였다. 모든 공정에 대한 전형적인 기계적 특성을 평가하기 위하여 각 공정에서 재료의 인장실험을 실시하였으며 각 공정 후에 향상된 기계적 특성들을 규명하기 위하여 경도시험을 실시하였다 또한 각 공정에서의 대표적인 미세 조직을 관찰하여 결정립 미세화에 따른 기계적 물성의 향상을 확인하였다. 주조재, 압출판재, 압연판재의 인장강도는 189.3㎫, 257.9㎫ 그리고 234.㎫로 증가하였다가 다소 감소하지만, 연신율은 상대적으로 16.26%, 24.99% 그리고 27.16%의 50%에 가까운 주목할만한 증가를 나타낸다. 인장실험의 실험결과로부터 얻어진 가공경화지수로부터 대상 재료인 마그네슘 합금(AZ3l)에 대하여 DRX의 거동을 예측할 수 있었으며, 압출후 압연 판재의 경우 연한 재결정 조직으로 인하여 연신율의 대폭적인 증가를 확인 할 수 있었다.

본 연구에서는 누적압연접합공정(ARB)을 통하여 5052 알루미늄 합금의 결정립을 약 0.2$\mu\textrm{m}$ 크기로 미세화 하였다. 누적압연에 의한 변형량 증가에 따른 미세 조직 변화와 결정립 간의 상대적인 방위각 차이를 TEM을 이용하여 관찰하였다. 누적 변형량을 함수로 상온 인장특성을 분석하였고, 초미세립 소재를 후속 열처리한 후 미세 조직 변화를 관찰하여 제조된 초미세립 소재의 열적 안정성을 평가하였다. 상온 대기 중에서 pin-on-disk 형태의 마멸시험기를 사용하여 초미세립 소재의 미끄럼 마멸시험을 변형량과 하중을 변수로 행하였다. 강소성 변형에 의해 제조된 5052 알루미늄 합금 소재의 마멸저항성은 강소성 변형 전과 비교하여 소재의 경도가 크게 증가하였음에도 불구하고 오히려 감소하였다. 마멸시험 후 마멸면의 SEM, 마멸단면의 OM 관찰과 마멸면 직하의 깊이에 따른 경도측정을 통하여 초미세립 소재의 마멸기구를 분석하였고 마멸표면의 변형 층을 관찰하였다. 또한 마멸면 직하 조직의 TEM 관찰을 통해서 마멸시험 중의 미세 조직 변화를 연구하였다.

무가압침투법으로 제조된 부피분율 10~24% SiC, TiC, B$_4$C 탄화물 입자강화 7075 Al 합금 기지 복합재료의 건식 미끄럼 마멸거동을 강화입자의 종류, 크기 및 부피 분율을 변수로 연구하였다. 미끄럼 마멸 시험은 pin-on-disk 형태의 마멸 시험기를 사용하여, AISI 52100 베어링강을 상대재로 상온 대기 중에서 실시되었다. 마멸특성의 분석과 마멸기구의 규명을 위하여 마멸면과 마멸단면을 SEM, EDS를 이용하여 분석하였다. 제조된 복합재료의 압축 시험을 통하여 측정된 항복강도와 가공경화지수는 서로 반비례하였고, 각 시편간의 경도 차는 크지 않았다. 마멸 시험결과, 크기 및 부피 분율이 7$\mu\textrm{m}$ !0%인 SiC 입자로 강화된 복합재료를 제외하고, 전체 복합재료 시편은 7075 Al 기지 합금에 비해 낮은 마멸 속도를 보였다. 10N 이하의 저하 중에서는 강화상의 종류와 상관없이 복합재료는 낮은 마멸 속도를 보였고, 25N 이상의 고하중에서는 TiC 입자강화 복합재료가 가장 낮은 마멸 속도를, SiC 입자강화 복합재료가 가장 높은 마멸 속도를 나타내었다. 강화 입자의 크기 및 부피 분율이 동일한 경우 SiC 입자로 강화된 복합재료가 가장 낮은 내마멸성을 나타내었다. 강화상의 크기 및 부피 분율이 증가함에 따라 미소 마멸에서 격렬 마멸로의 천이 하중이 증가하였다.

고온가압소결(Hot Pressing) 된 다이아몬드 공구용 Co-Fe, Co-Ni계 금속본드의 상온 건식 미끄럼 마멸시험을 행하고, 조성에 따른 각 본드의 마멸 특성을 비교하고 마멸 기구를 규명하였다. 미끄럼 마멸시험은 pin-on-disk 형태의 마멸시험기를 사용하여 각 조성의 성분, 적용하중 그리고 마멸상대재를 변수로 상온, 대기 중에서 실시되었다. 마멸속도는 마멸시험 전후의 시편의 무게 감량을 이론밀도와 거리로 나누어 계산되었다. 마멸기구의 규명을 위하여 시험된 시편의 마멸면과 마멸단면을 SEM과 EDS를 이용하여 분석하였다. 시험 결과 Co-Fe system의 경우 그 마멸속도는 마멸상대재의 영향보다는 Fe 첨가에 따른 시편의 미세조직과 기계적 성질의 차이에 따라 크게 변화하였다. 그러나 Co-Ni system의 마멸속도는 마멸 상대재에 따라 크게 변화하는 것이 관찰되었다. $Al_2$O$_3$를 상대재로 마멸된 경우에는 마멸속도가 시편/상대재 접촉면에서 형성되는 산화층의 영향을 크게 받았고, glass bead(83% SiO$_2$)를 상대재로 한 경우에는 시편의 경도와 마멸속도는 서로 반비례하였다.

Calcuim borate 화합물의 하나인 Colemanite 천연원광을 출발물질로 붕산을 제조하는 공정에 대한 연구로 황산 첨가량과 처리온도, 건조온도와 시간에 따라 생성되는 붕산의 결정상과 수득률, 순도 및 입자의 형상을 관찰하였다. 황산 첨가로 붕소 성분은 용해되어 액상에 남고, SO$_4$$^{2-}$ 와 결합하여 불용성 고체로 분리되고, 붕소의 온도에 따른 용해도 차를 이용하여 재결정화하는 방법으로 99% 이상의 순도를 갖는 붕산(H$_3$BO$_3$)을 얻었다. 공정의 각 단계에서 생성되는 화합물을 TG, NMR, IR, XRD, ICP 등의 방법으로 분석하여 최적 제조 조건을 찾았다.

Piezoelectric or magnetostrictive materials, known as smart materials, have been researched widely for sensors or actuators in micro system technology. In our research, thick sol-gel lead zirconate titanate(Pb(Zr$\sub$1-x/Ti$\sub$x/)O$_3$) films were fabricated and their characteristics were investigated f3r angular rate sensor applications. The thickness of the PZT films is 1.5${\mu}$m, which is required by a vibration angular rate sensor for a good actuation and sensing. The remnant polarization of the PZT flms is 12.0 ${\mu}$C/$\textrm{cm}^2$. The electromechanical constants of PZT thin film showed the value of susceptance(B) of 4800${\mu}$ s at capacitance of 790pF. The PZT films were applied to the vibration angular rate sensor structure and the vibration of 1.78 ${\mu}$m in amplitude at the resonant frequency of 35.8㎑ was obtained by driving voltage of 5V$\sub$p-p/ of bulk piezoelectric materials with out of phase signal through voltage and inverting amplifier.

Recent progress in the integration of the ferroelectric random access memories (FRAM) has attracted much interest. Strontium bismuth tantalate(SBT) is one of the most attractive materials for use in nonvolatile-memory applications due to low-voltage operations, low leakage current, and its excellent fatigue-free property. High-density FRAMs operated at a low voltage below 1.5V are applicable to mobile devices operated by battery. SBT films thinner than 0.1 #m can be operated at a low voltage, because the coercive voltage (Vc) decreases as the film thickness is reduced. In addition, the thickness of the SBT film will have to be reduced so it can fit between adjacent storage nodes in a pedestal type capacitor in future FRAMs.

Ferroelectric random acess memories (FeRAMs) 재료로 주목받고 있는 강유전 물질은 이미 여러 해 전부터 많은 물질들에 대해 연구가 진행되어 왔다. 그 중 낮은 공정 온도를 가지며 큰 remanent polarization 값을 갖는 lead zirconium titanate (PZT) 박막에 대해 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 Pt 기판위에 증착된 PZT 박막은 높은 피로 현상을 보이는 문제가 있다. 최근 Pulsed laser deposition이나 metal-organic vapor phase epitaxy (MOVPE) 등의 방법에 의해 epitaxial substituted-$Bi_4Ti_3O_{12}$ (La, Nd) 박막에 대해 보고가 되고 있다. 본 연구에서는 높은 remanent polarization 값을 갖는 $(Bi,Ce)_4Ti_3O_{12}$ (BCT) 박막을 pulsed laser deposition 방법을 사용하여 증착하였다. 또한 Bismuth의 양을 변화시켜 Bismuth의 양에 따른 remanent polarization의 변화를 확인하여 보았다. 사용된 기판은 Pt/$TiO_2$/$SiO_2$/Si 기판을 사용하였다.

PTO/PZO 초격자 박막은 박막 계면에 응력이 발생하여 기존의 박막처럼 size effect가 적용되지 않고 두께가 감소해도 높은 유전상수를 갖는다. Antiferroelectric PbZrO$_3$(PZO)와 ferroelectric PbTiO$_3$(PTO)를 적층 성장시킨 초격자는 400도에서 성장한 (100) Pt/SiO$_2$기판 위에 rf magnetron sputtering으로 증착하였다. PTO/PZO의 증착 주기는 30(PTO $_{4unti cells}$/PZO $_{4unti cells}$) 에서 1(PTO $_{125unti cells}$/PZO $_{125unti cells}$)까지 두께의 변화를 주어 준비했고 초격자 박막의 전체두께는 100nm로 고정시켰다. XRD결과, PTO/PZO는 주기에 따라 초격자의 특성인 main peak과 satellite peak을 관찰 할 수 있었다. 초격자의 주기가 감소함에 따라 2$\theta$값이 증가하고 평균 d 값이 감소되면서 PTO층에 뒤틀림이 증가하였다. PTO층의 뒤틀림 증가로 인해 superlattice의 주기가 증가함에 따라 초격자의 유전율이 증가하였고 강유전성이 향상되었다.향상되었다.

일반적으로 액티브 매트릭스 구동용 스위칭 소자의 경우 Turn-on 시간은 프레임 주파수와 게이트 라인의 수에 반비례하므로 LCD의 화면이 대면적으로 갈수록 스위칭 주파수는 증가하고 이는 채널에서의 열적 효과(thermal effect)를 유도하게 된다. 그러므로 전도성 유기물이 LCD용 유기박막트랜지스터(Thin Film Transistor) 등의 부품으로서의 적절성을 판단하기 위하여는 이에 대한 열적 특성에 대한 검증이 필요하게 된다. 따라서 본 연구에서는 유기 TFT의 열설계에 있어서 필수적인 물질변수로 인식되는 열적 특성들을 측정 계산하였으며 이를 소자의 열적 모델링에 적용하였다. 실험물질로는 pentacene을 사용하였으며 열확산도는 레이저 플레쉬법을 이용하여 측정하였다. 별도로 측정된 비열ㆍ밀도 등의 물성특성을 이용하여 상온에서 200 C의 온도범위에서 pentacene의 열전도도를 계산하여 그 결과를 열적으로 해석하였다. 계산결과, pentacene의 열전도도는 상온에서 약 0.0024 W/cm K의 값을 나타내었고, 70 C 까지 증가하여 약 0.0035 W/cm K의 정점을 보인 후에 200 C 에서 약 0.0022 W/cm K의 낮은 값을 나타낼 때까지 계속 감소하였다 아울러 본 연구에서는 실제 소자응용 시 박막으로서의 pentacene의 응용을 고려하여 실제 박막형태에 대한 열전도를 측정하였으며 이를 레이저 플레쉬법으로 측정한 값과 비교ㆍ분석하였다.

비정질 실리콘 박막은 단결정 실리콘에 비해 저가이고 저온형성이 가능하여, 대면적/고효율의 실리콘 박막 태양전지 제작에 응용되고 있다. 태양전지에 적용하기 위해서는 우수한 암전류 및 광전류 특성을 나타내야 하고, 광학적 밴드 갭 특성 또한 중요하다. 본 연구에서는 HDP(High Density Plasma) PECVD 장비를 이용하여 나노결정립 및 비정질 실리콘 박막을 형성하고, 각 박막의 전기적, 광학적 특성을 측정, 평가하였다. 나노결정립 및 비정질 실리콘 박막의 전기적 특성은 Keithley 4200을 이용하여 암전류를 특성을 측정하였고, Solar Simulator를 이용하여 AM1.5, 100mW/$\textrm{cm}^2$ 조건에서 광전류 특성을 측정하였다. 또한, Spectrometer를 이용하여 박막의 투과율을 측정하여 Tauc Plot을 통해 광학적 밴드 갭을 계산하였다. 본 연구에서 형성된 비정질 실리콘 박막은 -$10^{6}$의 우수한 Photoresponse($\sigma$$_{ph}$ $\sigma$$_{d}$) 특성을 나타내었다. 또한, 비정질 실리콘 박막 내에 나노결정립이 형성됨에 따라 암전류는 증가하고, 광학적 밴드 갭도 증가하는 것을 알 수 있었다. 이렇게 밴드 갭이 증가된 나노결정립 실리콘 박막은 태양전지의 Window 층에 적용하면 효율 증가에 크게 기여할 것으로 판단된다.

Ni/Si 기판상에 CH$_4$, H$_2$, $N_2$의 혼합기체를 사용하여 $700^{\circ}C$에서 5분 동안 MPECVD법으로 탄소나노튜브 성장시켰다. 이 과정에서 CH$_4$, H$_2$에 대한 $N_2$의 유량비를 여러 가지 값으로 변화시켜 그 성장 양상을 살펴보았다. 혼합기체 내 질소의 함량에 따라 나노튜브의 성장길이와 quality가 달라짐을 SEM과 Raman spectroscopy 측정을 통하여 확인하였다. 나노튜브의 성장 시 혼합기체 내 주입하는 질소량에 의해 나노튜브의 성장길이가 변화됨을 SEM을 통해 관찰할 수 있었고 혼합기체 내 질소의 비율이 커질수록 carbonaceous particle 등의 감소로 인한 나노 튜브의 quality가 향상됨을 Raman spectra를 통해 확인할 수 있었다. 또한 TEM과 SEM 관찰을 통해 성장된 탄소나노튜브가 대나무(bamboo) 구조를 가진 수직 배향된 다중벽 탄소나노튜브임을 확인하였다.

Carbon nanotubes(CNTs) have many application points, which are field emission devices, composites, hydrogen storage, nanodevices, supercapacitor and secondary battery. The most promising application point is emitter tip mays of field emission devices. Furthermore, it may be also useful as a vacuum device for high frequency and high power. But, there are some obstacles to fabricate carbon nanotube field emission device. One is that CNTs grown by CVD method has weak adhesion with substrate and the other is non-uniform length of them. These problems are very crucial in aging property and reliability of device in the field emission.

Growth mechanism of carbon nanotubes(CNTs) synthesized by chemical vapor deposition is abided by two growth modes. These growth modes are classified by the position of activated catalytic metal particle in the CNTs. Growth mode can be also affected by interaction between substrate and catalytic metal and induced energy such as thermal and plasma. We studied the reaction of catalytic metal to the substrate and growth mode of CNTs. Various substrates such as Si(100), graphite plate, coming glass, sapphire and AAO membrane are used to study the relation between catalytic metal and substrate in the synthesis of CNTs. For catalytic metal, thin film was deposited on various substrate via sputtering technique with a thickness of ∼20nm and magnetic fluids with none-sized particles were dispersed on AAO membrane. After laying process on AAO membrane, it was dried at 80$^{\circ}C$ for 8 hour. Synthesizing of CNTs was carried out at 900$^{\circ}C$ in NH3/C2H2 mixture gases flow for 10minutes.

미세기공(microporous)을 가진 제올라이트는 다양한 유기질 분리의 촉매제 및 광학, 화학 센서, 기체 분리 등의 고기능 소재로서 크게 주목받고 있으며, 비표면적의 증가, 새로운 기능의 발현 둥으로 최근 들어 나노크기를 갖는 제올라이트 합성에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 기체 분리에 응용하기 위한 제올라이트 분리막 개발에 앞서 분리막 제조에 유리할 것으로 판단되어지는 적합한 크기와 형상을 갖춘 나노크기의 제올라이트를 합성하였으며 그 특성을 분석하였다. 출발물질로서 실리카 원으로는 TEOS, LUDOX AS-40, Cab-O-SIL 등을 사용하였으며, 템프레이트(TPAOH)와 함께 특정조성의 TPAOH/SiO$_2$,/$H_2O$ 겔을 만들었다. 합성시간을 단축할 수 있는 방법의 연구로서 저온하의 2단계 온도 변화법을 적용하였으며, 결정성장속도의 향상을 목적으로 NaH$_2$PO$_4$, H$_2$SO$_4$, NH$_4$OH 등의 결정화 촉진제로 사용하여 수열합성법으로 Silicalite-1를 합성하였다.

Nanometer sized zinc oxide (ZnO) powder was synthesized by a novel "solution-combustion method" and its photocatalytic activity was evaluated with the recovery of Ag from a used photofilm developing solution. Different parameters affecting the reaction rates like wavelength of the W light used, reaction temperature, mass of the used photocatalyst, and effect of scavenger were tested. The optimum parameters were found as follows. UV wavelength of less than 385nm, reaction temperature between 40- 60 $^{\circ}C$, photocatalyst concentration of 3-6 g/1, and scavenger concentration of 0.3-0.4 g/1.

There has been increasing interest in the fabrication of nano-sized structures because of their various advantages and applications. Anodic Aluminum Oxide (AAO) is one of the most successful methods to obtain highly ordered nano pores and channels. Also It can be obtained diverse pore diameter, density and depth through the control of anodization condition. The three types of substrates were used for anodization; sheets of Aluminum on Si wafer and Aluminum on Mo-coated Si wafer. In Aluminum sheet, a highly ordered array of nanoholes was formed by the two step anodization in 0.3M oxalic acid solutions at 10$^{\circ}C$ After the anodization, the remained aluminum was removed in a saturated HgCl$_2$ solution. Subsequently, the barrier layer at the pore bottom was opened by chemical etching in phosphoric acid. Finally, we can obtain the through-channel membrane. In these processes, the effect of various parameters such as anodizing voltage, anodizing time, pore widening time and pre-heat treatment are characterized by FE-SEM (HITACH-4700). The pore size. density and growth rate of membrane are depended on the anodizing voltage and temperature respectively. The pore size is proportional to applied voltage and pore widening time The pore density can be controlled by anodizing temperature and voltage.

Recently, with the rapid development of the waveguide division multiplexing (WDM) systems for large capacity and flexibility of information network, the broad band 1.5$\mu\textrm{m}$ erbium-doped waveguide amplifier (EDWA) become important. The main factors affecting the performance of sol-gel-based waveguides are non-radiative relaxation channels due to rare-earth concentration quenching and to vibration of the OH groups Therefore, the sol-gel process has to be carefully controlled in order to minimize the residual OH content.

최근 정보통신 분야의 급격한 발달로 인하여 무선통신에 사용되는 주파수 영역 또한 계속 높아짐에 따라 대역통과 필터 소자의 삽입 손실, 소비 전력, 크기, MMIC화에 대한 많은 연구가 진행되고 있다 압전 현상을 이용한 박막형 공진기가 이러한 요구를 충족시키고, 현재의 SAW filter를 대체할 소자로 떠오르고 있다. 본 실험에서는 단결정 미세 구조를 만들 수 있고, 압전 효과 또한 우수하며, Surface Micromachining보다 비교적 제조 공정이 간단하고 선택적 에칭이 가능한 Bulk Micromachining을 이용하여 Si$_3$N$_4$ Membrane을 이용한 중심주파수 5.2GHz인 두께 진동모드 Film Bulk Acoustic Wave Resonator(FBAR)를 제작하고 공진기의 고주파 특성을 평가하였다. Membrane구조 형성을 위해 Backside면인 Si$_3$N$_4$, Si은 RIE(Reactive Ion Etching)와 선택적 에칭용액인 KOH로 각각 에칭하여 Membrane을 갖는 구조로 중심주파수 5.2GHz인 두께 진동모드 FBAR를 설계 및 제조하였다. 체적 탄성파 공진 현상은 r.f Magnetron Sputtering법으로 증착한 AIN 압전박막과 Mo전극으로부터 발생 가능하였다. 본 연구에서는 0.9$\mu\textrm{m}$-Si$_3$N$_4$ Membrane을 이용해 FBAR를 제작/평가하고, RIE을 통해 Membrane을 제거해 가면서 공진기의 특성 즉, Quality factor와 유효전기기계결합계수(K$_{eff}$) 및 S parameter특성을 비교 측정해 보았다. 측정해본 결과 Membrane Free일때가 훨씬더 공진 특성이 우수함을 볼 수 있다

CMP(Chemical Mechanical Polishing)는 VLSI의 제조공정에서 실리콘웨이퍼의 절연막내에 있는 토포그래피를 제어할 수 있는 광역 평탄화 기술이다. 또한 최근에는 실리콘웨이퍼의 나노토포그래피(Nanotopography)가 STI의 CMP 공정에서 연마 후 필름의 막 두께 변화에 많은 영향을 미치게 됨으로 중요한 요인으로 대두되고 있다. STI CMP에 사용되는 CeO$_2$ 슬러리에서 첨가되는 계면활성제의 농도에 따라서 나노토포그래피에 미치는 영향을 제어하는 것이 필수적 과제로 등장하고 있다. 본 연구에서는 STI CMP 공정에서 사용되는 CeO$_2$ 슬러리에서 계면활성제의 농도에 따른 나노토포그래피의 의존성에 대해서 연구하였다. 실험은 8 "단면연마 실리콘웨이퍼로 PETEOS 7000$\AA$이 증착 된 것을 사용하였으며, 연마 시간에 따른 나노토포그래피 의존성을 알아보기 위해 연마 깊이는 3000$\AA$으로 일정하게 맞췄다. 그리고 CMP 공정은 Strasbaugh 6EC를 사용하였으며, 패드는 IC1000/SUBA4(Rodel)이다. 그리고 연마시 적용된 압력은 4psi(Pounds per Square Inch), 헤드와 정반(table)의 회전속도는 각각 70rpm이다 슬러리는 A, B 모두 CeO$_2$ 슬러리로 입자크기가 다른 것을 사용하였고, 농도를 달리한 계면활성제가 첨가되었다. CMP 전 후 웨이퍼의 막 두께 측정은 Nanospec 180(Nanometrics)과 spectroscopic ellipsometer (MOSS-ES4G, SOPRA)가 사용되었다.

고밀도 유도결합 플라즈마(high density inductively coupled plasma) 식각은 GaAs 이종접합 양극성 트랜지스터(HBTs)와 고속전자 이동도 트랜지스터(HEMTs)와 같은 GaAs 기반 반도체의 정교한 패턴을 형성하는데 더욱 많이 이용되고 있다 본 연구는 고밀도 플라즈마 소스(source)인 평판형(planar) 고밀도 유도결합 플라즈마 식각장치를 이용하여 $BCl_3$ 와 $BCl_3/Ar$ 가스에 따른 GaAs 식각결과를 비교 분석하였다. 공정변수는 ICP 소스 파워를 0-500W, RIE 척(chuck) 파워를 0-150W, 공정압력을 0-15 mTorr 이었다. 그리고 가스 유량은 20sccm(standard cubic centimeter per minute)으로 고정시킨 상태에서 Ar 첨가 비율에 따른 GaAs의 식각결과를 관찰하였다. 공정 결과는 식각률(etch rate), GaAs 대 PR의 선택도(selectivity), 표면 거칠기(roughness)와 식각후 표면에 남아 있는 잔류 가스등을 분석하였다. 20 $BCl_3$ 플라즈마를 이용한 GaAs 식각률 보다 Ar이 첨가된 (20-x) $BC1_3/x Ar$ 플라즈마의 식각률이 더 우수하다는 것을 알 수 있었다. 식각률 증가는 Ar 가스의 첨가로 인한 GaAs 반도체와 Ar 플라즈마의 충돌로 나타난 결과로 예측된다. $BCl_3$ 와 $BC1_3/Ar$ 플라즈마에 노출된 GaAs 반도체 모두 표면이 평탄하였고 수직 측벽도 또한 우수하였다. 그리고 표면에 잔류하는 성분은 Ga와 As 이외에 $Cl_2$ 계열의 불순물이 거의 발견되지 않아 매우 깨끗함을 확인하였다. 이번 발표에서는 $BCl_3$ 와 $BCl_3/Ar$ 플라즈마를 이용한 GaAs의 건식식각 비교에 대해 상세하게 보고 할 것이다.

플라즈마 공정은 DRAM, 이종접합 양극성 트랜지스터(HBTs), 레이저, 평면도파로(planar lightwave circuit)와 같은 전자소자 및 광조자 제작에 있어서 핵심 공정중의 하나이다. 최근 미세 구조의 크기가 극도로 감소하게 됨에 따라 실제 소작 제작에 있어서 미세한 모양을 식각하는 공정이 매우 중요하게 되었다. 그 중에서 고밀도 유도결합 플라즈마(high density inductively coupled plasma)를 이용한 기술은 빠르고 정확한 식각률, 우수한 식각 균일도와 높은 재현성 때문에 습식식각 기술보다 선호되고 있다. 본 연구는 평판형(planar) 고밀도 유도결합 플라즈마 식각장치를 이용하여 BCl$_3$와 BCl$_3$/Ar 플라즈마에 따른 AlGaAs/GaAs의 식각결과를 비교 분석하였다. 공정 변수는 ICP 소스(source power)파워, RIE 척(chuck) 파워, 공정 압력, 그리고 Ar 조성비(0-100%)이었다. BCl$_3$에 Ar을 첨가하게 되면 순수한 BCl$_3$ 플라즈마에서의 AlGaAs/GaAs 식각률(> 3000 $\AA$/min) 보다 분당 약 1000$\AA$ 이상 높은 식각률(>4000 $\AA$/min)을 나타내었다. 이 결과는 Ar 플라즈마의 이온보조(ion-assisted)가 식각률 증가에 기인한다고 예측된다. 그리고 전자주사 현미경(SEM)과 원자력간 현미경(AFM)을 사용하여 식각 후 표면 거칠기 및 수직 측벽도 둥을 분석하였다. 마지막으로 XPS를 이용하여 식각된 후에 표면에 남아 있는 잔류 성분 분석을 연구하였다. 본 결과를 종합하면 BCl$_3$에 기초한 평판형 유도결합 플라즈마는 AlGaAs/GaAs 구조의 식각시 많은 우수한 특성을 보여주었다.79$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.016$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 2는 0.045$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.014$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 3은 0.123$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.017$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 4는 0.055$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.016$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 5는 0.031$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.015$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 6은 0.111$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.020$\ell/\textrm{cm}^3$로 나타났다. 3. 단일재료의 악취흡착성능 실험결과 암모니아는 코코넛, 소나무수피, 왕겨에서 흡착능력이 우수하게 나타났으며, 황화수소는 펄라이트, 왕겨, 소나무수피에서 다른 재료에 비하여 상대적으로 우수한 것으로 나타났으며, 혼합충진재는 암모니아의 경우 코코넛과 펄라이트의 비율이 70%:30%인 혼합재료 3번과 소나무수피와 펄라이트의 비율이 70%:30%인 혼합재료 6번에서 다른 혼합재료에 비하여 우수한 것으로 나타났으며, 황화수소의 경우 혼합재료에 따라 약간의 차이를 보였다. 4. 코코넛과 소나무수피의 경우 암모니아가스에 대한 흡착성능은 거의 비슷한 것으로 사료되며, 코코넛의 경우 전량을 수입에 의존하고 있다는 점에서 국내 조달이 용이하며, 구입 비용도 적게 소요되는 소나무수피를 사용하는 것이 경제적이라고 사료된다. 5. 마지막으로 악취제거 미생물균주를 접종한 소나무수피 70%와 펄라이트 30%의 혼합재료를 24시간동안 장기간 운전

청색 발광 LEDs의 개발과 상용화 이후에 백색조명등의 응용 가능성으로 인하여 이에 대한 많은 연구가 최근에 계속되고 있다 하지만 GaN의 많은 광학적인 장점에도 불구하고 이러한 소자의 기판으로 사용되고 있는 sapphire의 열악한 열적 특성은 소자의 열화를 야기할 수 있으며 특히 고출력작동 시에 소자성능 저하의 원인이 될 수 있다. 따라서 이러한 GaN를 기본으로 하는 LED의 경우 이에 대한 정확한 열 측정과 고출력 작동 시의 열적 모델링은 칩과 패키징 단위에서 모두 중요한 연구분야가 되고 있다. 고출력 GaN LED에 대하여 신뢰성에 관한 몇 가지 보고가 있지만, 이러한 보고의 대부분은 패키징 된 램프에 대한 분석이며 정작 칩에 대한 근본적인 열 분석과 신뢰성에 대한 연구결과는 미미한 실정이다 따라서 본 연구에서는 GaN LED 칩에 대하여 직접적인 열 분석을 시도하였다

최근의 전자부품은 고밀도 고집적화 됨에 따라 여러 가지 문제점들이 발생되고 있다. 그 중 부품이 실장되는 부분에 사용되는 솔더나 전기적 회로를 구성하는 패턴간에 금속 이온 마이그레이션(Metallic Ion Migration)이 발생하여 전기적 단락(Short)를 유발함으로써 전자제품의 치명적 고장을 유발한다. 본 연구는 이온 마이그레이션 현상을 물방울시험(Water Drop Test)을 통하여 재현함으로써 발생 메카니즘을 확인하여 발생원인을 직접적으로 관찰하고, 각 종 패턴의 거리 및 전압에 따른 발생속도의 차이를 조사하기 위하여 수행되었다. 이러한 실험을 위하여 콤 패턴(Comb Pattern)의 FR-4 재질 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board)을 사용하였으며, 사용된 전극재질로는 Cu, SnPb, Au를 사용하였고, 패턴간 거리는 0.5, 1.0, 2.0mm의 3가지 종류로 구분하였다. 또한 패턴간에 인간 된 전압은 6.5V, 15V를 인가한 후 마이그레이션이 발생되는 시간을 측정하였다. 이러한 실험으로부터 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 6.5V의 인가전압에서는 Cu 패턴이 대체적으로 가장 빠르게 마이그레이션이 발생하였으며, 다음으로 Au가 발생하였고, Cu와 SnPb의 발생시간은 대체적으로 근사한 값을 나타내었다. 이것은 비슷한 평형전위를 갖는 재료는 마이그레이션 발생시간이 유사하게 나타나며, 높은 (+)전위를 갖을수록 발생시간이 지연됨을 알 수 있다. (2) 15V를 인가하였을 때 패턴간격이 0.5mm인 경우 Cu, Au, SnPb의 순으로 나타났으며, 1.0mm는 SnPb, Cu, Au, 2.0mm인 경우는 SnPb, Au, Cu의 순으로 마이그레이션이 발생하였다. 인가전압이 높은 경우 초기 발생에는 큰 차이가 없지만 수지상이 발생 후 성장하는데 많은 영향을 미치는 것으로 보인다. 이것은 초기 수지상의 형성에 큰 영향을 미치는 것은 재료의 평형전위에 의한 값이 좌우하지만, 수지상이 일정길이 이상 형성된 이후에는 성장속도가 평형전위에 따른 값과는 다소 다르게 나타남을 알 수 있다.

최근 통신용 전자부품의 소형화, 저가격화, 고기능화의 요구가 점점 더 증대되고 있으며 이를 위해서 기판의 배선밀도를 높이는 것과 개별 부품 또는 모듈의 크기와 무게를 줄이는 것이 절실히 필요하다. 본 연구에서는 저융점의 phosphate계 유리 프릿의 첨가를 통해 LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic) 에 적용 가능한 조성을 개발하고자 하였다. 마이크로파 용 유전재료로서 널리 사용되고있는 BNT (BaO-Nd$_2$O$_3$-TiO$_3$) 계 세라믹스에 저융점 유리 프릿의 양을 10-30wt% 범위로 변화시키면서 900-110$0^{\circ}C$ 범위에서 소결하여 이에 따른 수축률 변화와 상대밀도의 변화를 조사하였다 유리 프릿으로 P$_2$O$_{5}$-ZnO-BaO-Nd$_2$O$_3$ 계, P$_2$O$_{5}$-SnO-ZnO 계 2가지 조성의 유리를 사용하였다 그 결과로 소결체의 상대밀도는 소성온도가 900-110$0^{\circ}C$ 로 증가함에 따라 85-96% 로 증가하였고, 그 수축률은 소결온도 100$0^{\circ}C$ 에서 급격히 증가하였다. 이러한 결과는 저온 동시소성 세라믹 조성의 사용을 위해 좋은 결과가 예상된다.

전기 및 전자산업의 발달과 더불어 규석 관련 제품에 대하여 고기능성 초미립 분말이 요구되고 있으며, 한편으로는 취급과 활용성이 우수한 형상인 구형 분말을 요구하고 있다. 본 연구에서는 평균 입도 1.0$\mu\textrm{m}$이하의 규석 초미립 분말 제조기술 개발과 유기용매 및 계면활성제 등을 첨가하여 형상이 구형인 기능성 분말과 항균, 항곰팡이 효과가 우수한 교질 상태의 실리카를 제조하여 기능성 재료 및 코팅용 실란 등에 활용이 가능하도록 물리적 단순공정을 통하여 평균 입도 1.0$\mu\textrm{m}$이하의 초미립 규석분말을 제조함으로써 고무, 타이어, 토너, 도료, EMC(epoxy molding compound) 등의 충전제, 이형제, 연마재 등으로 활용이 가능하게 하였으며 제조된 규석 초미립 분말은 분산성이 양호하도록 spray dryer 방법으로 건조하여 각 제품에 알맞은 적용이 용이하도록 하였다.

나노 크기의 기공이 규칙적으로 배열되어 있는 실리케이트 메조포러스 분말 재료는 넓은 표면적과 화합물에 대한 선택적 흡착 등이 가능하여 많은 연구가 진행퇴고 있다. 최근에는 실리케이트 메조포러스 재료를 박막으로 제조하여 전자소자 혹은 광소자의 제작에 응용하기 위한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 실리케이트 기공 내부의 표면에 소수성, 극성, 광전자 활성 등, 특정한 기공 표면 특성을 부여하기 위해서 grafting 방법과 co condensation 방법을 이용하고 있다. 특히, co-condensation 방법을 이용하여 tetraalkoxysilane 과 organo-trialkoxysilane을 함께 반응시키는 경우, 유기성분의 양을 더욱 증가시킬 수 있고 물질 내부에 균일한 유기성분의 분포를 얻을 수 있다. 메조포러스 무기 network에 fluorine을 포함하는 그룹이 공유결합으로 결합되어져 있는 물질은 소수성, 흡착성 및 광학적으로 응용 가능성을 가질 것으로 기대된다.

제 3세대로 불리우는 차세대 발전시스템인 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)는 연료전지 가운데 발전효율이 가장 높고, NOx와 SOx의 발생이 없는 무공해 청정에너지 발전 시스템으로 많은 연구가 진행되고 있다. 이중 원통형 구조는 전력밀도가 평판형 구조에 비해 다소 떨어지나 반응기체의 밀봉이 쉽고, 기계적 강도가 높으며, 열응력에 대한 저항성이 높아 스텍제작이 비교적 용이하며 장기 운전이 가능하다는 장점이 있으며, 평판형 구조의 경우는 전류의 흐름이 구성요소의 면에 수직방향으로 흐르므로 전력밀도가 높은 장점이 있으나 가스의 밀봉이 어렵고, 기계적 강도나 열응력에 대한 저항성이 높은 단점을 갖고 있다. 본 연구에서는 원통형 구조와 평판형 구조의 상호 장점을 보완하여 기존의 원통형의 구조를 최적화하여 개선한 연료극 지지체식 Flat-Tube형 고체산화물 연료전지의 제조와 특성에 대한 연구를 발표하고자 한다.

산업화에 따라 각종 산업분야에서 유기 용제의 사용이 증가하게 되었고 대기오염, 수질오염 등의 상태가 심각해져가고 있는 실정이다 그러나 다양해진 오염물질을 처리하는 데 있어서 기존의 산화처리방법은 한계에 달하였고 새로운 처리공정으로 최근 고급산화법(AOP : Advanced Oxidation Process)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 대기환경 및 인체에 심각한 영향을 주는 VOCs(Voletail Organic compounds)중 BTEX(Benzene, Toluene, Ethylbenzene, Xylene)를 다양한 형태의 광촉매제를 이용하여 기상 광분해한 후 이에 대한 최적의 분해 조건과 분해율을 비교하고자 하였다. 순환식의 자체 제작한 기상광반응장치를 이용하여, CVD법으로 TiO$_2$ 입자를 알루미나 비드위에 코팅한 볼과 같은 방법으로 유리기판위에 코팅한 판상의 광촉매제 그리고 결정성이 각기 다른 루틸상과 아나타제 그리고 아나타제/루틸 혼합상의 TiO$_2$ 분말을 직접 이용하여 VOCs 농도와 종류, 광원의 종류 및 세기를 변화시켜 PID(Photo ionization Detector)방식의 순환식 VOCs 측정기를 이용하여 광분해율을 실시간으로 측정하였다.

최근 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 능동소자에 사용되는 MOS-FET (Metal Oxide Semiconductror Field Effect Transitror)의 전체적인 크기 감소추세에 따라 금속 전극과 반도체 사이의 절연층 두께 감소가 요구되고 있다. 현재 보편적으로 사용되고 있는 SiO$_2$층은 두께 감소에 따른 터널링 전류의 증가로 더 이상의 두께 감소를 기대하기 어려운 상태이다. 이러한 배경에서 최근 터널링 전류를 충분히 감소시키면서 요구되는 절연특성을 얻을 수 있는 새로운 고유전 물질 (high-k dielectric material)에 대한 연구가 이루어지고 있다. 현재까지 연구되어온 고유전 물질 중, 고유전 상수, 큰 밴드갭, Si과의 열적 안정성을 갖는 물질로 ZrO$_2$가 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 Metal Organic Molecular Beam Epitaxy (MOMBE) 방법을 이용한 ZrO$_2$ 층의 성장조건 및 특성을 평가하고자 한다.

The stochiometric mixture of evaporating materials for the CuGaSe$_2$ single crystal thin films were prepared from horizontal furnace. Using extrapolation method of X-ray diffraction patterns for the polycrystal CuGaSe$_2$, it was found tetragonal structure whose lattice constant no and co were 5.615$\AA$ and 11.025$\AA$, respectively. To obtains the single crystal thin films, CuGaSe$_2$ mixed crystal was deposited on throughly etched GaAs(100) by the Hot Wall Epitaxy(HWE) system. The source and substrate temperature were 61$0^{\circ}C$ and 45$0^{\circ}C$ respectively, and the growth rate of the single crystal thin films was about 0.5${\mu}{\textrm}{m}$/h. The crystalline structure of single crystal thin films was investigated by the double crystal X-ray diffraction(DCXD). Hall effect on this sample was measured by the method of van der pauw and studied on carrier density and mobility depending on temperature. From Hall data, the mobility was likely to be decreased by pizoelectric scattering in the temperature range 30K to 150K and by polar optical scattering in the temperature range 150K to 293K. The optical energy gaps were found to be 1.68eV for CuGaSe$_2$ single crystal thin films at room temperature. The temperature dependence of the photocurrent peak energy is well explained by the Varshni equation then the constants in the Varshni equation are given by a=9.615$\times$ 10$^{-4}$ eV/K, and $\beta$=335K. From the photocurrent spectra by illumination of polarized light of the CuGaSe$_2$ single crystal thin films. We have found that values of spin orbit coupling ΔSo and crystal field splitting ΔCr was 0.0900eV and 0.2498eV, respectively. From the PL spectra at 20K, the peaks corresponding to free bound excitons and D-A pair and a broad emission band due to SA is identified. The binding energy of the free excitons are determined to be 0.0626eV and the dissipation energy of the acceptor-bound exciton and donor-bound exciton to be 0.0352eV, 0.0932eV, respectively.

p-CdI $n_2$T $e_4$ 단결정을 Bridgeman법으로 3단 수직 전기로에서 성장하였다. 성장된 결정의 결정성은 X선 회절과 광발광 측정으로 조사하였다 막 성장된(as-grown) 결정과 여러 열처리 CdI $n_2$T $e_4$ 결정들의 광발광 스펙트럼 측정으로부터 CdI $n_2$T $e_4$:Cd 광발광에서는 중성 주개 bound 엑시톤 ( $D^{\circ}$,X)가 우세함을 발견하였고 반면에 CdI $n_2$T $e_4$:Cd 광발광에서는 중성 받개 bound 엑시톤 ( $A^{\circ}$,X)가 완전히 사라졌다. 더우기, CdI $n_2$T $e_4$:Te의 광발광 스펙트럼에서 중성 받개 bound 엑시톤 ( $A^{\circ}$,X) 발광은 막 성장된 CdI $n_2$T $e_4$결정에서처럼 우세하였다. 이러한 결과들은 ( $D^{\circ}$,X)가 주개로써 작용하는 $V_{Te}$ ,와 관련이 있고, ( $A^{\circ}$,X)는 받개로 작용하는 $V_{cd}$와 관련이 있음을 가리킨다. p-CdI $n_2$T $e_4$ 결정은 Cd 증기 분위기에서 열처리한 후에는 n형으로 type conversion이 된다는 것을 알았다. 중성 주개-받개 bound 엑시톤 ( $D^{\circ}$, $A^{\circ}$)과 이들의 TO 포논 복제의 발광은 $V_{Te}$ 나 C $d_{int}$와 같은 주개들과 $V_{cd}$ 또는 T $e_{int}$와 같은 받개들 사이의 상호 작용과 관련이 있다. 또한, CdI $n_2$T $e_4$에서 In은 안정된 결합의 형태로 있기 때문에 자연 결함의 형성에는 관련이 없음을 알았다 알았다았다았다

The stochiometric mix of evaporating materials for the CuInSe$_2$ single crystal thin films was prepared from horizontal furnace. To obtain the single crystal thin films, CuInSe$_2$ mixed crystal was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the Hot Wall Epitaxy (HWE) system. The source and substrate temperature were 62$0^{\circ}C$ and 41$0^{\circ}C$, respectively. The crystalline structure of single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of CuInSe$_2$ single crystal thin films measured from Hall effect by van der Pauw method are 9.62$\times$10$^{16}$ cm$^{-3}$ , 296 $\textrm{cm}^2$/V.s at 293 K, respectively From the photocurrent spectrum by illumination of perpendicular light on the c-axis of the CuInSe$_2$ single crystal thin film, we have found that the values of spin orbit splitting ΔSo and the crystal field splitting ΔCr were 6.1 meV and 175.2 meV at 10 K, respectively. From the photoluminescence measurement on CuInSe$_2$ single crystal thin film, we observed free excition (Ex) existing only high quality crystal and neutral bound exiciton (D$^{\circ}$,X) having very strong peak intensity. Then, the full-width-at -half-maximum(FWHM) and binding energy of neutral donor bound excition were 7 meV and 5.9 meV, respectivity. By Haynes rule, an activation energy of impurity was 59 meV.

The ZnSe epilayers were grown on the GaAs substrate by hot wall epitaxy. After the ZnSe epilayers treated in the vacuum-, Zn-, and Se-atmosphere, respectively, the defects of the epilayer were investigated by means of the low-temperature photoluminescence measurement. The dominant peaks at 2.7988 eV and 2.7937 eV obtained from the PL spectrum of the as-grown ZnSe epilayer were found to be consistent with the upper and the lower polariton peak of the exciton, I$_2$ (D$^{\circ}$, X), bounded to the neutral donor associated with the Se-vacancy. This donor-impurity binding energy was calculated to be 25.3meV The exciton peak, lid, at 2.7812 eV was confirmed to be bound to the neutral acceptor corresponded with the Zn-vacancy. The I$_1$$\^$d/ peak was dominantly observed in the ZnSe/GaAs:Se epilayer treated in the Se-atmosphere. This Se-atmosphere treatment may convert the ZnSe/GaAs:Se epilayer into the p-type. The SA peak was found to be related to a complex donor like a (V$\sub$se/ - V$\sub$zn/) - V$\sub$zn-/

최근 양자구속 구조 중에서 Stranski-Krastanow 모드에 의해 형성된 양자점에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다 양자점은 단전자소자, 고밀도메모리, 발광소자와 같은 양자기능성 소자 제작을 위한 가장 유력한 후보로서 각광받고 있다. 그러나 평탄한 기판 위에서 양자점은 무질서한 형태로 성장되어 양자점의 정확한 위치 조절이 어렵다. 또한 양자점의 위치 조절을 위해서는 정밀한 리소그라피와 정밀한 성장조건이 요구된다. 본 연구에서는 최초로 저압 MOCVD를 사용하여 일차원 InAs 양자점을 GaAs 기판에 새겨진 V 홈 바닥을 따라 위치 조절하여 형성하였다.

Copper has attracted much attention in the deep submicron ULSI metallization process as a replacement for aluminum due to its lower resistivity and higher electromigration resistance. Electroless copper deposition method is appealing because it yields conformal, high quality copper at relatively low cost and a low processing temperature. In this work, it was investigated that effect of the microstructure of the substrate on the electroless deposition. The mechanism of the nucleation and growth of the palladium nuclei during palladium activation was proposed. Electroless copper deposition on TiN barriers using glyoxylic acid as a reducing agent was also investigated to replace toxic formaldehyde. Furthermore, electroless copper deposition on TaN$\sub$x/ barriers was examined at various nitrogen flow rate during TaN$\sub$x/ deposition. Finally, it was investigated that the effect of plasma treatment of as-deposited TaN$\sub$x/ harriers on the electroless copper deposition.

Optical Emission Spectroscopy(OES) is a very important technology for real-time monitoring of plasma in a reactor during dry etching process. OES technology is non-invasive to the plasma process. It can be used to collect information on excitation and recombination between electrons and ions in the plasma. It also helps easily diagnose plasma intensity and monitor end-point during plasma etch processing. We studied high density planar inductively coupled BCl$_3$ and BCl$_3$/Ar plasma with an OES as a function of processing pressure, RIE chuck power, ICP source power and gas composition. The scan range of wavelength used was from 400 nm to 1000 nm. It was found that OES peak Intensity was a strong function of ICP source power and processing pressure, while it was almost independent on RIE chuck power in BCl$_3$-based planar ICP processes. It was also worthwhile to note that increase of processing pressure reduced negatively self-induced dc bias. The case was reverse for RIE chuck power. ICP power and gas composition hardly had influence on do bias. We will report OES results of high density planar inductively coupled BCl$_3$ and BCl$_3$/Ar Plasma in detail in this presentation.

최근, 새로운 전자재료로서 GaN 분말의 합성과 응용에 관한 연구가 많이 이루어지고 있다. CaN 분말은 열처리 과정 중 분해를 방지하기 위한 표면 보호용 소재, CaN 박막 또는 벌크 결정을 성장하기 위한 precursor 및 대면적 평판표시소자 제작을 위한 전기발광소자용 소재 등에 적용되고 있다. 일반적으로 100$0^{\circ}C$ 이상의 온도에서Ga과 NH$_3$를 반응시키거나, Ga이 포함된 화합물반도체 또는 산화물 및 질산염 등을 NH$_3$ 분위기에서 가열시켜 GaN 분말을 합성시키고 있다. 본 논문에서는 출발물질로서 GaOOH를 채택하고, 이를 NH$_3$ 가스를 흘리면서 가열 반응시켜 GaN 분말을 합성하고 X선 회절분석 방법을 사용하여 GaN의 합성에 대한 반응기구를 조사하였다. GaN 분말을 합성하기 위하여 GaOOH 분말 1g을 석영 용기에 담아 석영 반응관 내에 위치시키고, 반응관 내부를 $10^{-3}$ torr의 진공으로 배기한 후 $N_2$를 주입하면서 전기로의 온도를 1$0^{\circ}C$/min으로 승온시켰다. 반응온도는 300~l17$0^{\circ}C$의 범위에서 변화시켰고, 반응시간은 10분부터 24시간까지 변화시켰으며, NH$_3$의 유량은 300~700 sccm의 범위에서 변화시켰다. GaN의 반응역학을 조사하기 위하여 X선 회절도에서 특정 성분의 회절강도는 시료 내에 포함된 특정 성분의 량에 직접 비례한다고 가정하고, 2$\theta$=37$^{\circ}$부근에서 관찰되는 GaN의 (101)면에 의한 회절강도를 측정하고, 이를 GaN의 생성량으로 고려하였다.}C$로 소결 하였다. coating 결과 박리현상은 없었으나, 표면과 단면의 SEM분석결과 다소 porous한 박막층이 형성되었으며, Ca이온이 지지체로 permeation되는 현상이 발생하였다. 이와 같은 결과로부터 보다 치밀한 박막생성을 위해, slurry 제조조건을 변화시켰으며, Ca이온의 migration을 막기 위해 barrier layer를 이용하였다 완전 소결된 지지체는 가스투과도와 전기전도도측정을 통하여 특성을 평가하였다.였다.다.m이하의 NH$_3$ 가스를 검출할 수 있었다.기 화강암 관입 이전에 좌수향 전단 운동에 의해 부분적으로 재활성 되었으며, 후기 화강암의 관입 이후에 재차 우수향 전단운동으로 활성화 되었음을 알 수 있다. 이상의 결과를 종합하면 호남전단대는 쥬라기 중기에 발생한 광역적인 우수향의 연성전단운동이나, 운동 특성은 연속적이기 보다는 단속적으로 일어난 것으로 생각된다.리 폐 관류는 정맥주입 방법에 비해 고농도의 cisplatin 투여로 인한 다른 장기에서의 농도 증가 없이 폐 조직에 약 50배 정도의 고농도 cisplatin을 투여할 수 있었으며, 또한 분리 폐 관류 시 cisplatin에 의한 직접적 폐 독성은 발견되지 않았다이 낮았으나 통계학적 의의는 없었다[10.0%(4/40) : 8.2%(20/244), p>0.05]. 결론: 비디오흉강경술에서 재발을 낮추기 위해 수술시 폐야 전체를 관찰하여 존재하는 폐기포를 놓치지 않는 것이 중요하며, 폐기포를 확인하지 못한 경우와 이차성 자연기흉에 대해서는 흉막유착술에 더 세심한 주의가 필요하다는 것을 확인하였다. 비디오흉강경수술은 통증이 적고, 입원기간이 짧고, 사회로의 복귀가 빠르며, 고위험군에 적용할 수 있고, 무엇보다도 미용상의 이점이 크다는 면에서 자연기흉에 대해 유용한 치료방법임에는 틀림이 없으나 개흉술에 비

최근, 대면적 평판표시소자 제작을 위한 전기발광 (EL; electroluminescence)소자용 소재로서 GaN 분말을 적용하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 이와 같이 GaN 분말을 EL 소재로 사용하기 위해서는 원하는 파장의 빛을 발광할 수 있도록 특정의 불순물을 첨가하여야 할 필요가 있다. Mg이 첨가된 GaN 분말의 합성과 특성에 대한 연구가 있었으며, 희토류 원소가 첨가된 GaN 분말의 특성이 보고된바 있다. 본 논문에서는 GaOOH 분말을 출발물질로 채택하여 Zn가 첨가된 GaN 분말을 합성하고 광학적인 특성을 조사하였다. Zn가 첨가된 GaN 분말을 합성하기 위하여, 우선 CaOOH 분말 1g과 일정량의 ZnO 또는 Zn(NO$_3$)$_3$를 함께 섞어 유발에서 습식 혼합한 후 건조시켰다. Ga에 대한 Zn의 몰 비는 0.1부터 30 까지 변화시켰다. 반응온도는 900~110$0^{\circ}C$의 범위에서 변화시켰고, 반응시간은 1~4시간 범위에서 변화시켰으며, NH$_3$의 유량은 400 sccm으로 하였다. X선 회절분석장치를 사용하여 결정구조를 확인하였고, Zn의 첨가에 따른 광학적 특성은 10 K의 온도에서 광루미네센스(PL; photoluminescence)를 측정하여 평가하였다.

벌크 형태의 CaN 단결정 성장은 매우 곤란한 관계로 아직까지 관련 기술의 개발이 미흡한 실정이다 오랜 기간동안 승화 (sublimation)법으로 대구경 벌크 GaN 단결정을 성장시키고자 하는 노력이 지속되었지만 최근까지도 만족할 만한 결과가 보고되지 않고 있다. 본 논문에서는 종래의 방법과는 달리 출발물질로서 GaOOH 분말을 채택하고, 이를 NH$_3$ 분위기에서 가열 반응시켜 GaN 결정을 성장시켰다. 반응온도와 반응시간 및 NH$_3$ 유량 등의 성장조건에 따른 GaN 결정의 성장거동과 광학적 특성을 조사하였다. 원료인 GaOOH 분말 1g을 석영 용기에 담아 직경이 35mm인 석영 보호관에 위치시키고, 1000~l17$0^{\circ}C$의 온도에서 NH$_3$ 가스를 100~1000 sccm으로 공급하면서 96시간 동안 반응시켰다. 실험이 종료되면 전기로의 온도를 상온까지 냉각시킨 후 석영 보호관 내벽에 성장된 Ga 결정을 채집하였다. 이와 같이 채집된 결정의 형태와 크기를 광학현미경을 사용하여 조사하였고, 결정표면의 상태를 전자현미경을 사용하여 관찰하였다. 시료의 결정성을 알아보기 위하여 X선 회절 분석을 하였고, 저온에서의 광루미네센스 (PL; photoluminescence) 특성을 조사하였다.

비정질 실리콘 박막을 태양전지, 박막 트랜지스터, 이미지 센서, 컬러 디텍터 등에 적용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 이중 태양전지에 적용하기 위한 비정질 실리콘 박막은 p/i/n 다이오드 구조를 형성하게 되는데, 태양전지의 효율을 증가시키기 위해 결정질을 형성하거나 실리콘 화합물 박막을 적용한다. 본 연구에서는 비정질 태양전지의 흡수층(absorption layer)으로 사용되는 수소화된 비정질 박막의 결정화에 수소의 희석비가 미치는 영향을 파악하고자 하였다. PECVD 장비로 실란(SiH$_4$)과 수소(H$_2$) 가스를 이용하여 실리콘 박막을 증착하였고, 수소의 희석비(dilution ratio)를 변화시켜 비정질 실리콘 박막 내에 결정질 실리콘이 형성되는 정도를 관찰하였다. SEM과 Raman Spectroscopy를 이용해 박막의 두께 및 결정화도를 측정하였다. 실란에 대한 수소의 희석비가 증가할수록 증착률은 낮아지지만, 결정화도가 높아지는 것을 관찰할 수 있었다. 본 연구에서 형성한 결정질 실리콘 박막을 태양전지의 흡수층에 적용하면 효율 증가에 크게 기여할 것으로 판단된다.

The growth of GaN on Si is of great interest due to the several advantages : low cost, large size and high-quality wafer availability as well as its matured technology. The crystal quality of GaN is known to be much influenced by the surface pretreatment of Si substrate[1]. In this work, the properties of GaN overlayer grown on ion beam modified Si(111) have been investigated. Si(111) surface was treated RIB with 1KeV-N$_2$$\^$+/(at 1.9 ${\times}$ 10$\^$-5/) to dose ranging from 5${\times}$10$\^$15/ to 1${\times}$10$\^$17/ prior to film growth. GaN epilayers were grown at 1100$^{\circ}C$ for 1 hour after growing AlN buffer layers for 5∼30 minutes at 1100$^{\circ}C$ in Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD). The properties of GaN epilayers were evaluated by X-Ray Diffraction(XRD), Raman spectroscopy, Photoluminescence(PL) and Hall measurement. The results showed that the ion modified treatment markedly affected to the structural, optical and electrical characteristic of GaN layers.

본 연구에서는 Si에 Mn을 첨가한 Si$_{l-x}$Mn$_{x}$ 박막의 전기적 및 자기적 특성을 조사하였다. Si$_{l-x}$Mn$_{x}$ 박막은 MBE(Molecular Beam Epitaxy)를 이용하여 native oxide층을 제거하지 않은 (100)Si wafer 위에 성장하였다. Substrate 온도는 50$0^{\circ}C$로 하였으며, 첨가한 Mn 농도는 20%에서부터 80%까지였다. 전기적 특성은 Hall, 4-point probe를 통하여 측정하였고, 자기적 특성은 VSM, FMR, SQUID을 이용하여 측정하였다. 상 분석은 XRD, TEM을 이용하여 관찰하였다 Si$_{l-x}$Mn$_{x}$ 박막은 Hall 측정 결과 상온에서 P-type carrier를 가지며, 비저항은 반도체 영역인 7.6$\times$$10^{-4}$~4.2$\times$$10^{-2}$(ohm-cm)의 값을 가진다. 상온 VSM, 측정결과 Mn의 양이 52% 첨가 시 포화 자화 값이 가장 높은 40emu/cc를 가지며, Mn의 양이 증가할수록 포화 자화 값이 증가하다 다시 감소하는 경향을 가진다. FMR, SQUID 측정에서도 이러한 경향을 확인할 수 있었다 특히, SQUID 분석 결과 두 개 이상의 자성 상이 존재하는 것을 관찰할 수 있었다. XRD, TEM 관찰결과, Si$_{l-x}$Mn$_{x}$은 poly crystal로 성장하였으며, Mn 농도에 따라 여러 상들이 관찰되었다.따라 여러 상들이 관찰되었다.

Al 박막의 화학증착(CVD)과 Al-Cu 합금박막의 물리증착(PVD)을 조합하는 CVD-PVD Al 공정은 수평방향의 배선과 수직방향의 via를 동시에 형성할 수 있으므로 공정단순화 및 생산원가절감 측면에서 장점이 있어서 DRAM 둥의 반도체 소자의 배선공정으로 매우 유망하다[1]. 본 연구에서는 CVD-PVD Al 공정을 이용하여 초고집적소자의 Al via와 Al 배선을 동시에 형성할 때 층간절연막의 영향을 조사하고 그 원인을 규명하였다. Al CVD를 위한 원료기체로는 dimethylaluminum hydride [($CH_3$)$_2$AlH]를 사용하였고 PVD는 38$0^{\circ}C$에서 실시하였다 층간절연막에 따른 CVD-PVD Al의 via hole 매립특성을 조사한 결과, high-density plasma(HDP) CVD oxide의 경우에는 via hole 매립특성이 우수하였으나, hydrogen silscsquioxane (HSQ)의 경우에는 매립특성이 우수하지 않아서 via 저항이 불균일 하였다. 이는 via 식각 후 wet cleaning 과정에서 HSQ에 흡수된 수분이 lamp를 이용한 degassing 공정에 의해서 완전히 제거되지 않아 CVD-PVD 공정 중에 탈착되어 Al reflow에 나쁜 영향을 미치기 때문으로 판단된다. CVD-PVD 공정 전에 40$0^{\circ}C$, $N_2$ 분위기에서 baking하여 HSQ 내의 수분을 충분히 제거함으로써 via 매립특성을 향상시킬 수 있었다. CVD-PVD Al 공정은 aspect ratio 10:1 이상의 via hole도 완벽하게 매립할 수 있었고 이에의해 제조된 Al 배선은 기존의 W plug 공정에 의해 제조된 배선에 비해 낮은 via 저항을 나타내었다.

ZnO$_{1-x}$(또는 Zn$_{1+x}$O) 산화아연은 과잉의 아연(또는 oxygen vacancy)이 도우너(donor) 역할을 하는 비화학양론적 n형 산화물 반도체이다. ZnO는 높은 투과율을 가지고 온도나 주변환경에 대해 매우 안정하며, 또한 이미 상용화된 ITO (Indium tin oxide)에 비해 식각 특성이 우수하고, 수소 플라즈마에 대한 저항성이 크다는 장점 때문에 가스센서와 디스플레이용 소자 등 다양한 분야에 응용이 가능하다. ZnO 박막은 CVD, Reactive Magnetron Sputtering, Electron-beam Evaporation 등 여러 가지방법으로 제작할 수 있다. 본 연구에서는 형성된 박막의 구성성분이 타겟의 성분과 유사하고 낯은 기판온도에서도 박막이 형성되어지는 장점을 가지는 Pulsed Laser Deposition 방법을 사용하여 유리 기판위에 ZnO 박막을 형성하였다.다.

다양한 구조를 갖는 polysilsesquioxane은 열적, 전기적, 기계적 성질이 우수하여 차세대 고집적 반도체용 저 유전율 층간 절연막 재료로 부각되고 있으며, 유/무기 하이브리드 재료로 많은 연구 대상이 되고 있다. 그러나 PMSSQ(polymethylsilsesquioxane)는 취성으로 인한 반도체 제조의 CMP 공정에서 미세 크렉 발생의 위험이 있으므로 막의 인성 강화가 요구되고 있다. 이를 위하여 PMSSQ의 취성을 보완하기 위한 목적으로 선형 분자인 dimethylsiloxane을 10-20mo1% 도입하고자 하였다. 이때 도입된 dimethylsiloxane기가 PMSSQ에 균일하게 분포하지 않으면 실리콘 기판에 코팅 후 약 43$0^{\circ}C$의 열처리 공정 중에 열분해 되는 위험이 있다. 이에 따라 본 연구에서는 dimethylsiloxane기의 열분해에 의한 문제를 최소화하기 위하여 출발 물질인 MTMS(methyltrimethoxysilane)와 DMDMS(dimethyldimethoxysilane)과의 가수분해 속도차이를 고려한 단계(step) 반응법과 MTMS 와 DMDES(dimethyldiethoxysilane)를 사용한 리간드 교환법(ligand exchange)으로 dimethylsiloxane이 PMSSQ에 도입된 공중합체를 합성하였다. 각 합성 방법에 따라 합성된 공중합 PMSSQ의 특성을 TGA, TG-IR, $^1$H-NMR, $^{29}$ Si-NMR과 in-situ IR을 통하여 분석하였다. 또한 dimethylsiloxane 도입 양 및 상기 제조 방법에 따라 합성한 공중합체를 Si 기판위에 코팅하여 43$0^{\circ}C$에서 열처리한 후 코팅막의 강도, 두께 및 굴절율 변화를 ellipsometry 와 nanoindenter로 분석하였다.

InGaN/GaN MQW 구조는 청색 및 녹색 범위의 밴드 갭을 가지는 반도체로 최근 LED 및 LD 제조 등에 이용되고 있다. InGaN/GaN MQW은 InGaN와 GaN의 최적 성장온도의 중간온도에서 실행된다. InGaN와 GaN는 최적 성장온도의 차이가 크므로 중간온도에서 성장 시에 많은 결함이 생긴다. 성장온도가 높으면 InN가 분해되고 낮을 경우에는 질소의 결핍이 일어난다. 최적성장온도의 선택이 매우 중요한 문제로 주목되었다. Si 도핑으로 중간온도 성장 시에 형성되는 결함을 감소시키고 광학적 특성을 향상시킨다고 보고되었다. 그러나, Si 도핑효과에 대한 구체적이고 체계적인 연구는 부족한 실정이다. MQWs 구조의 GaN 장벽층에 미치는 성장온도와 Si 도핑 효과를 이해하기 위해서는 고온에서 성잠시킨 GaN박막(HT-GaN) 위에 중간온도에서 성장된 GaN 에피층(IT-GaN)의 구조에 관한 연구가 선행되어야한다. 본 연구에서는 HT-GaN 위에 성장된 GaN 에피층에 미치는 성장 온도와 Si 도핑 효과에 관해 연구하였다.

반도체 소자의 고집적화에 따라 채널길이와 배선선 폭은 점차 줄어들고, 이에 따라 단채널효과, 소스/드레인에서의 기생저항 증가 및 게이트에서의 RC 시간지연 증가 등의 문제가 야기되었다. 이를 해결하기 위하여 자기정렬 실리사이드화(SADS) 공정을 통해 TiSi2, CoSi2 같은 금속 실리사이드를 접촉 및 게이트 전극으로 사용하려는 노력이 진행되고 있다. 그런데 TiSi2는 면저항의 선폭의존성 때문에, 그리고 CoSi2는 실리사이드 형성시 과도한 Si소모로 인해 차세대 MOSFET소자에 적용하기에는 한계가 있다. 반면, NiSi는 이러한 문제점을 나타내지 않고 저온 공정이 가능한 재료이다. 그러나, NiSi는 실리사이드 형성시 NiSi/Si 계면의 산화와 거침성(roughness) 때문에 높은 누설 전류와 면저항값, 그리고 열적 불안정성을 나타낸다. 한편, 초고집적 소자의 배선재료로는 비저항이 낮고 electro- 및 stress-migration에 대한 저항성이 높은 Cu가 사용될 전망이다. 그러나, Cu는 Si, SiO2, 실리사이드로 확산·반응하여 소자의 열적, 전기적, 기계적 특성을 저하시킨다. 따라서 Cu를 배선재료로 사용하기 위해서는 확산방지막이 필요하며, 확산방지재료로는 Ti, TiN, Ta, TaN 등이 많이 연구되고 있다.

원자층 증착(ALD, Atomic Layer Deposition)기술은 기판 표면에서의 self-limiting reaction을 통해 매우 얇은 박막을 형성할 수 있고, 두께 및 조성 제어를 정확히 할 수 있으며, 복잡한 형상의 기판에서도 100%에 가까운 step coverage를 얻을 수 있어 초미세패턴의 형성과 매우 얇은 두께에서 균일한 물리적, 전기적 특성이 요구되는 초미세 반도체 공정에 적합하다. 특히 반도체의 logic 및 memory 소자의 gate 공정에서 절연막과 보호막으로, 그리고 배선공정에서는 층간절연막(ILD, Inter Layer Dielectric)으로 사용하는 silicon oxide 박막에 적용될 경우, LPCVD 방법에 비해 낮은 온도에서 증착이 가능해 boron과 같은 dopant들의 확산을 최소화하여 transistor 특성 향상이 가능하며, PECVD 방법에 비해 전기적·물리적 특성이 월등히 우수하고 대면적 uniformity 증가가 기대된다. 본 연구에서는 자체적으로 설계 및 제작한 장비를 이용하여 silicon oxide 박막을 ALD 방법으로 증착하고 그 특성을 살펴보았다. 먼저, cycle 수에 따른 증착 박막 두께의 linearity를 통해서 원자층 증착(ALD)임을 확인할 수 있었으며, reactant exposure(L)와 증착 온도에 따른 deposition rate 변화를 알아보았다 Elipsometer를 이용해 증착된 silicon oxide 박막의 두께 및 굴절률과 그 uniformity를 관찰하였고, AES 및 XPS 분석 장비로 박막의 조성비와 불순물 성분을 살펴보았으며, 증착 박막의 치밀성 평가를 위해 HF etchant로 wet etch rate를 측정하여 물리적 특성을 정리하였다. 특히, 기존의 박막 증착 방법인 LPCVD와 PECVD에 의한 silicon oxide박막의 물성과 비교, 평가해 보았다. 나아가 적절한 촉매 물질을 선정하여 원자층 증착(ALD) 공정에 적용하여 그 효과도 살펴보았다.

III- V ferromagnetic semiconductor has attracted great attention as a potential application for spintronics due to a successful demonstration of spin injection from ferromagnetic GaNnAs into semiconductor. GaMnN may be one of the possible candidates for room temperature operation. Samples were grown on sapphire (0001) substrate at $650^{\circ}C$ via molecular beam epitaxy with a single Precursor of (Et$_2$Ga(N$_3$)NH$_2$$CH_3$) and solid source of Mn at different Mn source temperature. The background pressure is low 10$^{-10}$ Torr and the samples growth pressure was 1.4 $\times$ 10$^{-6}$ Torr.

LED의 품위가 높아지고 고 광방출을 위한 전기적 출력이 높아질수록 LED 자체에서 발생하는 열이 아주 중요한 요소로 제출되고 있다. 본 실험에서는 여러 가지 LED 모델의 열적특성을 분석하여 가장 최적화된 모델을 생성하려고 한다 실험방법은 유한요소법을 사용하는 소프트웨어 ANSYS를 이용하여 여러 가지 LED 모델을 생성하고 입력조건과 경계조건을 집어넣고 해석한 후 결과를 분석하여 각종 모델의 최고 온도를 알 수 있다 그 다음 여러 가지 모델의 최고 온도를 비교하여 가장 최적화된 LED모델을 발견하고 또한 열적으로 영향 주는 요소들을 도출 해낼 수 있다. 이러한 분석은 금후 고휘도 LED램프생산성에 중요한 기반기술로 사료된다.

반도체 나노결정은 양자구속효과(quantum confinement effect)에 의한 광학적인 특성을 갖기 때문에 광전자공학(optoelectronic), 광전지(photovoltaic)분야에 응용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 고순도의 CdTe 나노결정을 1-thioglycerol 표면 완화제(surface stabilizer)로 사용하여 수용액 상태로 합성하였다. 모든 실험은 $N_2$ 분위기의 삼각플라스크에서 실험하였다. Cadmium 소오스로는 Cd(CIO$_4$)$_2$.6$H_2O$(Cadmium perchlorate hydrate-Aldrich)를 사용하였고 Tellurium 소오스로는 A1$_2$Te$_3$(Aluminum telluride-CERAC)와 H$_2$SO$_4$가 반응하여 H$_2$Te gas가 주입되도록 하였다. 합성된 CdTe 나노결정은 core-shell 형태로 존재하며 결정크기에 따른 특성분석을 위해서 High Resolution Transmission Electron Microscope (HRTEM), Photoluminescence spectroscopy, X-ray diffraction(XRD), UV-vis absorption spectra 분석을 하였다 또한 CdTe 나노결정을 나노와이어로 제작하여 CdTe 나노결정을 이용한 태양전지 제작에 응용하고자 한다.

최근 자성반도체(diluted magnetic semiconductor; DMS)를 이용한 소자 개발이 가긍해짐에 따라 국내외에서 활발한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구실에서는 GaN-단일전구체를 이용하여 상온에서 자기적 특성을 나타내는 p-type GaMnN를 성장시켰다 극한 환경에서의 자성반도체 재료의 물성 변화를 알아보기 위해, 본 연구에서는 세계 최초로 중성자 빔의 조사에 따른 자성반도체의 구조적, 자기적 특성 및 열처리에 따른 특성 변화를 관찰 및 분석하였다. Molecular beam epitaxy(MBE)를 이용하여 Mn cell 온도가 각각 77$0^{\circ}C$, 94$0^{\circ}C$인 GaMnN 박막을 성장시켰다. 성장된 박막 시편에 한국원자력연구소 하나로 HTS공에서 중성자 빔을 각각 20min(4.17$\times$$10^{16}$n/$\textrm{cm}^2$), 24hour(3.0$\times$$10^{18}$n/$\textrm{cm}^2$)씩 조사하였다 중성자 빔을 조사한 시편은 진공분위기 하에서 100$0^{\circ}C$, 30초간 열처리하였다.(rapid thermal annealing;RTA, 승온속도: 8$^{\circ}C$/sec) 중성자 빔을 조사한 GaMnN 박막의 구조적인 특성은 X-ray diffraction(XRD) 측정을 통해 관찰하였고, 박막의 자기적 특성은 superconducting quantum interference device(SQUID)를 통해 측정하였다.

ZnO 박막은 p형 도핑방법이 점차 알려 지면서 최근 차세대 발광소자 재료로서 주목을 받고 있으며, 우수한 전자 이동도, 우수한 홀 이동도, 발광 스펙트럼(PL) 피크의 날카로움, 높은 free exciton binding energy, 방사선 노출에 대한 큰 내구성, 습식 식각이 가능, 동종 기판 사용이 가능함으로써 박막의 품질을 개선할 수 있고 제조공정을 간소화할 수 있는 등의 장점을 지니고 있어 이에 관련된 많은 연구들이 진행되고 있다. 특히 ZnO 박막을 차세대 발광소자로 응용하기 위해서는 고품질의 에피탁시 박막을 성장시켜야 하며 이를 위하여 MBE, MOCVD, PLD법 등 다양한 에피탁시 박막증착이 시도되고 있다. 또한 보다 양질의 ZnO 박막을 성장시키기 위해 적절한 단결정 기판 및 버퍼층의 탐색과 각 기판에 따른 ZnO 박막의 물성평가 작업도 진행되고 있다.

전력반도체 소자로 사용되는 p$^{-}$-n$^{-}$ 접합 다이오드의 스위칭 속도를 향상시키고 그에 따른 에너지 손실을 감소시키기 위해 전자 조사를 실시하였다. Reverse recovery time이 현저히 감소한 반면, 전자 조사에 의한 누설전류와 on-state 전압 강하와 같은 그 외의 전기적 특성 저하는 무시할 수 있는 정도였다. 그밖에 시료의 deep level transient spectroscpy(DLTS) 분석 결과와 secondary ion mass spectrometry(SIMS) depth profile을 근거로 결함 분포와 전자조사 유도결함의 유형을 논하였다.

ZnO는 최근에 발광소자로서의 가능성 때문에 주목받고 있다. ZnO 박막의 성장에는 주로 CVD법과 스퍼터법이 사용되는데, CVD법 중 하나로서 cyclic CVD라고도 불리는 ALE법은 기존 CVD법에 비하여 증착속도는 떨어지나 박막의 표면거칠기가 매우 작고 대면적의 증착에서도 두께균일도가 상당히 우수하며 증착온도가 낮은 장점이 있다. 본 연구에서는 발광소자로서 응용이 가능한 ZnO박막을 사파이어(0001) 기판위에 ALE법으로 증착하고 후열처리가 photoluminescencey(PL) 특성에 끼치는 효과를 조사하였다. DEZn(diethylzinc)와 $H_2O$를 소스로 사용하여 사파이어 기판위에 ZnO 박막을 성장시키었고 기판온도로서 ALE window 범위인 17$0^{\circ}C$와 CVD증착 온도범위인 40$0^{\circ}C$를 설정하여 증착 시키었다. 그 후 후열처리로서 산소분위기에서 800, 900, 100$0^{\circ}C$에서 1시간 열처리를 하였다.

MOCVD법으로 TiN 표면에 Ru을 증착함에 있어서 Ru의 핵생성을 고양시키기 위한 ECR plasma 전처리 세정이 필요하다. 본 연구에서는 Ru 증착시 ECR $H_2O$$_2$, AE Plasma 전처리 세정 효과를 SEM, AES, XRD로 분석하였다. Ru의 핵생성은 ECR H$_2$, Ar Plasma의 노출시간이 증가할수록 향상된 반면, ECR $O_2$ plasma의 경우 노출시간이 증가할수록 핵생성 효과는 감소하였다. H$_2$ plasma 내의 H$_2$ion은 Ti와 NH$_3$를 형성하기 위해서 TiN과 반응하여 TiN을 Ti로 개질 시켰으며, Ar plasma 전처리 세정하는 동안 Ar plasma 내의 Ar ion은 TiN 또는 TiON 표면의 질소와 산소원자를 제거하는 효과를 나타내었다. 그 결과 TiN 표면상에서도 Ru의 핵생성이 쉽게 이루어졌으며 H$_2$, Ar ECR Plasma 전처리 세정에서 RU 핵생성이 향상되는 결과를 얻었다. 세 종류의 plasma중에서 Ar ECR plasma로 전처리 세정한 경우에 가장 높은 Ru 핵생성 밀도를 얻을 수 있었다.

1991년 일본 NEC의 Iijima가 탄소 나노튜브를 발견한 이후, 1995년 Smalley와 De Heer에 의해 탄소 나노튜브의 우수한 전폐방출 특성이 보고되면서 탄소 나노튜브를 새로운 전계방출 물질로 응용하기 위한 연구가 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 탄소 나노튜브의 전계방출 연구는 대부분 시장규모가 클 것으로 예상되는 field emission display(FEED)의 cathode에 집중되고 있다. FED cathode는 현재 탄소 나노튜브 페이스트를 스크린 프린팅하여 대면적화를 이루고자 하는 방향과 탄소 나노튜브를 기판 위에 chemical vapor deposition(CVD)로 증착하여 고정세화와 저전압 구동을 이루고자 하는 방향으로 진행되고있다.

탄소나노튜브는 지금까지의 많은 연구를 통해 다양한 분야에 대한 응용 가능성이 확인되었으며, 그 중에서도 특히 탄소나노튜브를 이용한 전계방출표시소자(carbon nanotube field emission display, CNT-FED)는 상용화를 눈앞에 두고 있는 상황이다. 본 연구에서는 탄소나 노튜브를 합성할 수 있는 여러 가지 방법 중에서 열화학기상증착법(thermal chemical vapor deposition, thermal CVD)을 이용하여 유리기판 위에 탄소나노튜브를 합성하였다. Electron beam evaporation으로 유리기판 위에 전극층으로 Cr을 150nm를 증착하고 연속하여 촉매층인 Invar(Fe-53%Ni-6%Co 합금)를 10nm의 두께로 형성하였다. 사진식각으로 Cr층을 line 패턴한 후 Cr line 내의 Invar층을 line 및 dot 패턴하였다. 나노튜브 합성을 위해 480-58$0^{\circ}C$까지 진공분위기 또는 질소 분위기에서 20분간 승온한 후 CO(150sccm)와 H$_2$(1200sccm)를 주입하여 20분간 성장시키고 질소 분위기에서 냉각시켰다. 성장된 탄소나노튜브는 SEM, TEM, Raman spectroscopy 등을 통하여 구조 및 형상분석을 하였다. 진공승온의 경우 탄소불순물인 a-C이 많은 양 증착 되었으며 탄소나노튜브는 온도에 따라 1-5$\mu\textrm{m}$의 두께로 성장하였으나, 질소분위기 승온의 경우는 a-C이 거의 증착되지 않았으며 나노튜브의 두께가 10-20$\mu\textrm{m}$였다. 본 연구에서는 diode구조를 갖는 탄소나노튜브 에미터의 수명예측을 위해 여러 가지 가속측정조건에서 전계방출 특성을 연구하였다. Anode와 cathode 간의 간격을 400$\mu\textrm{m}$로 유지한 diode 구조에 대해 $10^{-6}$ torr 이하의 진공에서 전계방출을 측정하였다. 100 line의 에미터를 60Hz의 주파수에서 1/100 duty로 구동하였으며, duty비 증가에 따라 pulse의 on-time을 고정하고 frequency를 변화시켰다. dc까지 duty비가 증가됨에 따라 방출전류의 양이 선형적으로 증가하였다. 전압을 일정하게 고정시키고 각 duty비에서 시간에 따라 방출전류를 측정한 결과 duty비가 높을수록 방출전류가 시간에 따라 급격히 감소하였다. 각 duty비에서 방출전류의 양이 1/2로 감소하는 시점을 에미터의 수명으로 볼 때 duty비 대 에미터 수명관계를 구해 높은 duty비에서 전계방출을 시킴으로써 실제의 구동조건인 낮은 duty비에서의 수명을 단시간에 예측할 수 있었다.

유기트랜지스터에 관한 연구는 1980년 이후부터 시작되었으나 근래에 들어 전 세계적으로 본격적인 연구가 진행되고 있다. 제작공정이 간단하고 비용이 저렴하며 충격에 의해 깨지지 않고 구부리거나 접을 수 있는 전자 회로 기판이 미래의 산업에 필수적인 요소가 될 것으로 예상되고 있으며 이러한 요구를 충족시킬 수 있는 유기트랜지스터의 개발은 아주 중요한 연구분야로 대두되고 있다. 본 연구에서는 표면처리에 따른 contact angle, I-V 특성곡선, 표면 morphology 등의 결과로부터 dry cleaning 한 것이 wet cleaning한 것보다 왜 좋은지를 논하고자 한다. 먼저 N-type SiO$_2$ 기판을 이용하여 back면의 oxide층을 제거한 후, back gate용으로 사용하기 위하여 sputtering장치로 Au/Cr을 증차하였다. 그리고 기판에 앞면을 photolithography 공정을 이용하여 Au/Cr를 1000$\AA$ 증착 하여 source-, drain-eldctrode를 제조하였다. 그리고 SiO$_2$ 기판의 표면처리를 달리하여 그 위에 유기박막을 증착하여 특성을 비교하였다.

전자종이에 대한 관심이 높아지면서 전자잉크의 pigment 소재에 대한 연구가 최근 활발하게 이루어지고 있다. 많은 재료 중 TiO$_2$는 비표면적이 크고 열적안정성 및 명암도가 뛰어나 전자잉크 재료로 많은 장점을 지닌다. TiO$_2$ 나노 입자를 전자종이에 적용할 경우 우수한 디스플레이 구현을 위해 높은 전기영동 특성 및 분산 안정성이 요구되어진다 이를 위해 표면 개질된 나노 크기의 루틸상 TiO$_2$ 입자의 제조 및 분산에 대한 최적의 공정조건에 대해 연구하였다. 10$0^{\circ}C$ 이하의 저온에서 가열하여 균일하게 침전시키는 저온균일침전법(HPPLT)으로 루틸 결정상의 TiO$_2$ 나노입자를 제조하였다. 제조된 TiO$_2$ 나노 입자와 용매의 비중을 맞추기 위해 비중이 낮은 투명성 polymer로 코팅을 한 후 비중병을 이용해 비중을 확인하였다. 그 후 copolymer block을 가지는 분산제를 TiO$_2$ 입자 기준 0.5-5wt% 범위에서 저유전율을 가지는 다양한 유기용매에 첨가하여 최적의 분산 및 전기영동 조건을 찾았다. 실험을 통한 분산안정성 및 전기영동 특성 평가를 위해 ζ-potential analyzer와 입도 분석기를 이용하였고 코팅된 입자의 표면상태는 FT-IR을 통해 측정하였다.

최근에 능동 영역 액정 표시 소자(Active Matrix Liquid Crystal Display, AMLCD)에서 고해상도와 빠른 응답속도를 요구하게 되면서부터 다결정 실리콘(poly-Si) 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)가 쓰이게 되었다. 그리고 일반적으로 디스플레이의 기판을 상대적으로 저가의 유리를 사용하기 때문에 저온 공정이 필수적이다. 따라서 새로운 저온 결정화 방법과 부가적으로 최근 디스플레이 개발 동향 중 하나인 대화면에 적용 가능한 공정인 금속유도 결정화 (Silicide Mediated Crystallization, SMC)가 연구되고 있다. 이 소자는 top-gated coplanar구조로 설계되었다. (그림 1)(100) 실리콘 웨이퍼위에 3000$\AA$의 열산화막을 올리고, LPCVD로 55$0^{\circ}C$에서 비정질 실리콘(a-Si:H) 박막을 550$\AA$ 증착 시켰다. 그리고 시편은 SMC 방법으로 결정화 시켜 TEM(Transmission Electron Microscopy)으로 SMC 다결정 실리콘을 분석하였다. 그 위에 TFT의 게이트 산화막을 열산화막 만큼 우수한 TEOS(Tetraethoxysilane)소스로 사용하여 실리콘 산화막을 1000$\AA$ 형성하였고 게이트는 3000$\AA$ 두께로 몰리브덴을 스퍼터링을 통하여 형성하였다. 이 다결정 실리콘은 3$\times$10^15 cm^-2의 보론(B)을 도핑시켰다. 채널, 소스, 드래인을 정의하기 위해 플라즈마 식각이 이루어 졌으며, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막으로 passivation하고, 알루미늄으로 전극을 형성하였다 그리고 마지막에 TFT의 출력특성과 전이특성을 측정함으로써 threshold voltage, the subthreshold slope 와 the field effect mobility를 계산하였다.

일반적으로 Indium tin oxide (ITO)는 유기EL 소자 제작 공정에서 필수 불가결한 물질로 알려져 있다. ITO는 정공 수송의 기능을 하게 되는데 정공 주입의 효율을 향상시키기 위해서는 ITO 표면의 저 저항화와 ITO/유기박막 접합계면의 일함수 값의 적절한 균형이 중요하다. 그리고 현재 플라즈마를 이용한 ITO 기판의 세정은 산소 래디칼을 이용하여 표면을 산화하는 방식인 산소 플라즈마를 이용한 세정 방법이 널리 이용되고 있다. 본 연구에서는 ITO 표면의 탄소 오염물을 제거하여 저항특성을 향상시키기 위하여 원거리 산소와 수소 플라즈마 세정을 적용하였고, 그에 따른 탄소를 포함하는 오염물의 제거 효율과 산소와 수소 플라즈마로 처리된 ITO 표면의 특징을 기술하였다. 실험에 사용된 플라즈마 소스는 radio-frequency(RF) 플라즈마이고, 원거리 플라즈마 세정 시스템과 표면 분석 장비인 X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)가 in-situ로 연결되어 있는 진공장비로 분석을 하였다 플라즈마 세정 전에 전처리 세정을 시행하지 알았으며, 세정 후 in-situ XPS에 의해서 화학 조성 및 결합 구조의 변화를 분석하였다. 또한 일함수와 면저항 값을 측정하고 그에 따른 표면의 저항 특성 및 표면 전위에 관하여 세정 효율과 연관지어 해석하였다. 원거리 산소/수소 플라즈마 세정 후 ITO 표면의 탄소오염물이 검출한계 이하로 효과적으로 제거된 것을 in-situ XPS 분석 결과로 확인하였고, 플라즈마 처리 순서 및 플라즈마 파워를 변화하여 그에 따른 표면의 결합 상태 및 화학 조성의 변화를 비교 분석하였다.

Surface micromachined uncooled IR detector with the optimized VOx bolometric layer was fabricated based on sandwich structure of the V$_2$O$_{5}$V/V$_2$O$_{5}$. In order to improve the detectivity of the IR detector, we optimized a few factors in the viewpoint of bolometric material. Vanadium oxide thin film is a promising material for uncooled microbolometers due to its high temperature coefficient of resistance at room temperature. It is, however, very difficult to deposit vanadium oxide thin films having high temperature coefficient of resistance and low resistance because of process limits in microbolometer fabrication. In order to increase the responsivity and decrease noise, we increase TCR of bolometric material and decrease room temperature resistance based on the sandwich structure of the V$_2$O$_{5}$V/V$_2$O$_{5}$ by conventional sputter. By oxygen diffusion through low temperature annealing of V$_2$O$_{5}$V/V$_2$O$_{5}$ in oxygen ambient, various mixed phase vanadium oxide was formed and we obtained TCR in range of-1.2 ~-2.6%/$^{\circ}C$ at room temperature resistance of 5~100k$\Omega$.mega$.

가스센서는 인간의 오감 중에 후각 기능을 대신하는 것으로 사회 여러 분야에 응용범위가 확대되고 있다. 유기화합물(VOC; volatile organic compounds) 가스는 대기환경을 오염시켜 스모그를 발생하며 인체에 발암을 유발하는 물질이기 때문에 많은 문제와 규제가 예상되고 있다. 따라서 VOC를 감지하고 정확히 분석할 수 있는 환경 측정용 센서에 대한 요구가 절실해지고 있다. 최근에는 고온에서 동작하는 산화물 반도체 센서와는 달리 상온에서 유해성 가스를 감지할 수 있는 전도성 고분자의 특성이 알려지면서 센서 물질로 각광을 받고 있으며, 특히 유해성 가스인 VOC 가스를 검지 할 수 있는 센서로서 주목을 받고 있다. 전도성 고분자인 Polypyrrole를 pyrrole monomer, APS, DBSA를 사용하여 $0^{\circ}C$, 1기압에서 화학중합을 하였다. 만들어진 powder를 chloroform과 DBSA를 사용하여 용액을 만들어 전극에 dipping하고 7$0^{\circ}C$, 질소 분위기에서 1시간동안 건조를 하고 methanol에서 1시간동안 soaking 처리를 한 뒤 7$0^{\circ}C$, 질소 분위기에서 4시간동안 열처리 과정을 통해 센서를 제조하였다.

SnO$_2$를 모물질로 하는 가스센서는 n형 산화물 반도체로서 공기중의 산소의 흡탈착 및 전자의 수수에 의해 전기전도도의 변화로 특정 가스를 감지한다. 지금까지 반도체식 가스센서의 모물질로 가장 많이 연구되어 왔지만 아직도 선택성, 안정성 등 여러 가지 문제를 안고 있다. 그리고 개선방안으로 귀금속 촉매의 첨가 및 입자의 크기의 조절 등이 흔히 연구되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 순수한 SnO$_2$ 를 이용하여 소결 온도 및 입자 크기에 의한 영향을 CO가스 및 수분에 대한 감도, 반응 시간을 통해 알아보았다. 수열 합성 및 침전 법으로 나노 크기의 SnO$_2$ 분말을 합성하여 스크린 인쇄법으로 후막 가스센서를 제조하였다 침전법에서 SnCl$_4$에 암모니아수로 pH=10.5로 적정하여 SnO$_2$ 분말을 얻었다. 그리고 입자 크기를 조절하기 위해 수열 합성 시 autoclave 내의 수열처리 온도를 100, 150, 20$0^{\circ}C$로 조절하여 SnO$_2$ 분말을 제조하고 입자 크기와 성분분석을 위해 XRD, SEM, TEM, BET 측정을 하였다. 그 결과 침전법으로 제조한 입자의 크기는 20nm 정도였으며 수열 처리한 SnO$_2$ 입자는 10nm이하의 미세한 입자를 얻을 수 있었다. 수열 합성 시 온도가 높아질수록 더 작은 입자 크기를 얻을 수 있었고 600, 7()0, 80$0^{\circ}C$ 열처리 후 입자성장이 침전법에 의한 SnO$_2$ 분말보다 더 작게 일어났다. 이렇게 제조한 나노크기의 SnO$_2$ 분말을 이용하여 습도 및 CO 가스에 대한 그 특실을 평가하였다. CO 20ppm에 대하여 40%정도의 감도를 보였으며 입자가 작아질수록 높은 감도를 보이는 것을 확인 할 수 있었다. 반면 CO 가스와 반응 후 회복 시 입자 의기가 작아질수록 회복이 늦어짐을 알 수 있었다. 그리고 15$0^{\circ}C$에서 습도에 대한 반응 후 회복시간을 조사해보니 같은 결과를 얻을 수 있었다. 이것은 입자 필기가 작아질수록 많은 흡착 사이트를 제공함으로써 높은 감도를 가지지만 반면 다량의 흡착된 가스들이 탈착 하는데 더 많은 시간이 소요되었기 때문이다.

This paper presents the preparation of SnO$_2$ films by Sol-Gel process and using spin coating method, and their sensing properties in CO gas. Experimental procedure consisted of following steps: (1) Tin chloride(SnCl$_4$) and Ammonium hydrogen carbonate (NH$_4$HCO$_3$) were used as precursors; (2) the Sol solution with concentration of about 10wt% SnO$_2$ was prepared from washed Gel-precipitate for spin coating step; (3) thereafter, the coating solution was dropped onto the alumina (Al$_2$O$_3$) substrate that was then spun, the spin coating was carried out with total 10 times; (4) finally, the films were calcined for 3 hours at 50$0^{\circ}C$ or higher temperature (600, 700, 800 or 90$0^{\circ}C$) in order to obtain various gram sizes. The average grain size was calculated by Scherrer's equation using main peaks in XRD spectra; meanwhile the thickness, microstructure and surface morphology of the films were observed by FE-SEM.

카본나노튜브는 상용되는 기존의 센서에 비해 표면적이 넓어 감도가 놀고 응답속도가 빠르다. 또한 나노 스케일의 크기를 가지므로 고직접화를 실현할 수 있으며 기능복구성이 뛰어나 상온동작을 통한 저전력화가 가능하다. 본 실험에서는 아크방전법으로 합성한 카본나노튜브를 가스센서로 제작하여 상온에서 NH$_3$, NO 가스와의 반응 특성을 평가하였다. 또한 origin soot와 이를 정제한 purified CNT를 SEM(주사전자현미경), TEM(투과전자현미경), Raman scattering spectroscopy(라만 산란 분광기)를 통해 재료적 특성을 조사하고 이를 가스 감응 곡선과 연관하여 비교, 분석하였다. 전극에 CNT막을 형성시키기 위해 3g의 N,N dimethylformamide 용액에 CNT 10mg을 분산시킨 후 2시간동안 초음파 처리하였다. 이 용액을 mask를 이용해 전극 위에 막을 형성시킨 후 20$0^{\circ}C$에서 열처리하였다. 이렇게 제조된 origin soot와 purified CNT센서는 flow system을 이용하여 측정하였고 $N_2$분위기 하에서 센서를 안정화시킨 후 측정가스와의 반응을 살펴보았다 센서의 반응속도, 회복속도, 감도 등의 측정결과 origin soot는 NH$_3$ 25ppm에서 20%, purified CNT는 1%의 감도를 보여 20배 높은 감도를 보았다. NO 25ppm의 경우에도 origin soot가 8%, purified CNT는 0.8%의 감도를 보여 10배 높은 감도를 보였다. 이는 탄소입자가 많은 origin soot가 purified CNT 보다 표면적이 넓어 보다 많은 가스 흡착 싸이트를 가지기 때문이다. 하지만 origin soot는 반응시간과 회복속도가 Purified CNT 보다 2배 이상 느려 표면적 증가에 따른 가스 흡착과 탈착 능력이 떨어짐을 알 수 있었다. 또한 CNT와 가스사이의 전하 이동 방향에 따라 NH$_3$는 양의 감도를 NO는 음의 감도를 보였다 이는 전하의 이동 방향에 따라 전하와 캐리어 사이의 결합 및 해리가 일어나게 되고 결국 카본나노튜브 내의 캐리어 수를 증감시킴에 따라 나타나는 현상이다. 이러한 가스의 감도는 농도에 따라 증가하였으며 origin soot를 이용하여 1ppm이하의 NH$_3$ 가스를 검출할 수 있었다.

Conducting PPy/PVA composite and pure PPy gas sensors were prepared by in-situ vaporstate polymerization method in a vaporization chamber under N2 condition, by exposing the pre-coated electrode with PVA/FeC13 to distilled pyrrole monomer. The various electrical sensing behaviors of both types of sensors were systematically investigated by a flow measuring system including mass flow controller (MFC) and bubbling bottle. The FT-Raman spectroscopy of vapor state polymerized PPy was identical to that of chemically polymerized PPy, confirming the same chemical structure. Both types of sensors had positive sensitivity when exposed to methanol gas. The sensitivity varied linearly with gas concentration in the range of 50ppm to 1059ppm. The detection limit of PPy/PVA sensor was believed to be as low as 10ppm. The sensitivity of PPy/PVA composite sensor was higher than that of pure PPy sensor. Both the response time and recovery time of PPy/PVA composite sensors were longer than those of pure PPy sensors. The thickness of the sensing film affected the sensitivity this way that the sensor having thinner film had higher sensitivity, indicating that the resistance of polymer film involved in the sensing behavior was bulk resistance rather than surface resistance. The reproducibility of PPy/PVA composite sensor was excellent during eight on-off cycles by switching between N2 and 3000ppm methanol gas. The sensitivity of PPy/PVA composite sensor was only maintained for two weeks, while the sensitivity of pure PPy sensor was maintained over two months.

광대역 LiNbO$_3$ 광변조기의 초고속 광 변조 구현을 위해서는 RF/ optical 속도 정합 및 임피던스 매칭 조건 하에서 낮은 구동전압을 얻을 수 있는 ridge 구조의 제작이 필수적이며 이런 구조 제작하기 위해서는 식각 속도와 식각면 거칠기 식각 profile 및 식각 과정에서의 반응물의 감소 등과 같은 개선을 위한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 LiNbO$_3$ 기판 위에 메탈 마스크를 형성한 후 비등방성 (anisotropic) 건식 식각 방법인 NLD (Neutral Loop Discharge)로 플라즈마 식각을 하였다. NLD plasma 식각은 1Pa 이하의 압력에서 낮은 전자 온도를 갖는 고밀도 플라즈마를 생성하고 이온 플라즈마를 형성하여 LiNbO$_3$ 표면의 원자와 분자를 이온충돌효과를 이용하여 물리적인 식각과 discharge로 형성된 레디칼 (radical)과의 상호작용에 의한 화학적 식각 메커니즘에 의한 방법으로 plasma에 의한 시편의 손상이 적으며 식각 속도가 또한 높은 것이 특징이다. 본 논문에서는 안테나 파워와 가스의 유량에 따른 LiNbO$_3$ 식각 profile 특성에 관하여 연구 하고자 한다.

기록매체의 고밀도 대용량화를 위하여 자기헤드의 고성능화가 필요하다. 현재 고성능 자기헤드로는 bulk 형 페라이트 헤드, 헤드 갭(Gap)부의 연자성 특성이 우수한 MIG(Metal-in-Gap) 헤드, core부 자성금속을 적층시킨 적층 자기박막헤드 등이 있다. 이들 중 최근 MIG 헤드가 타 자기헤드에 비하여 연자성 특성이 우수하며, 박막의 조직특성에 따라 헤드의 성능이 크게 좌우되는 것으로 보고되고 있어, 이에 따라 특성 및 조직제어에 관한 연구가 진행되고 있다. 고포화 자속밀도의 자기헤드 갭은 자기모멘트가 큰 Fe원소를 기지원소로, 미량의 첨가원소에 기인하는 포화 자속밀도의 조절과 이에 따른 미세구조의 제어에 있는 것으로 연구되고 있다 즉 고포화 자속밀도를 가지는 연자성 박막의 미세구조를 제어함으로서 결정자기이방성이 최소화된 재료에 관한 박막화로 있다.

Ti:LiNbO$_3$ 광 도파로를 이용한 광 변조기의 마이크로파 손실을 감소시키고 RF와 광파의 속도정합의 조건하에서 초고속 광변조의 제작을 위해서는 두꺼운 TW(travelling wave) 전극이 필수적이다 또한, 두꺼운 Au 전극이 우수한 RF 특성을 갖기 위해서는 도금된 Au 전극이 고순도의 작은 grain size를 갖는 도금 층을 제조하여야 하며, 도금 후 Au 층의 뒤틀림 현상이 작아야 한다. 따라서, 본 연구에서는 LiNbO$_3$ 기판 위에 30nm Ni-Cr과 50nm의 Au의 기저 막을 올렸으며 감광제를 이용한 photo-lithography 공정으로 CPW(coplanar waveguide) 구조의 패턴을 약 13$\mu\textrm{m}$의 두께로 형성 한 후 non-cyanidic 액을 이용하여 전류밀도 0.02 - 0.06 mA, bubble 및 non-bubble flow를 조건으로 하여 도금된 Au 전극의 특성을 관찰하였다.

전기-광 효과를 이용한 광변조기, 스위치 등의 소자 구현을 위해 고품질의 Ti:LiNbO$_3$ 광도파로 제작은 필수적이다. LiNbO$_3$ 광도파로는 양자교환(APE) 및 Ti 확산 법으로 제조할 수 있으며 전자의 경우 ne 는 증가, no는 감소되는 경향이 있어 편광도 파로의 제작에 용의하며 후자의 경우 ne 와 no 모두 증가하는 도파로 특성을 갖는다. 이러한, 도파로 소자의 특성 향상을 위해서는 Li out-diffusion 이 억제된 손실이 적은 도파로 제작이 필수적이다. 본 연구에서는 Ti 내부 확산법을 이용한 LiNbO$_3$ 광도파로를 확산분위기를 조건으로 하여 제작하였으며, 온도에 따른 각 이온의 반응 메커니즘에 관하여 관찰하였다.

현대 산업이 발전함에 따라 다양한 기기들의 초소형화가 급속히 진행되고 있다. 이러한 요구에 부응하기 위하여 미세구동소자(Microelectromechanical system)의 개발이 많은 연구 그룹들에 의해서 이루어지고 있다. 미세구동소자에 응용을 하기 위해 개발되어지고 있는 여러 가지 소재들 중 $\ulcorner$형상기억합금 $\lrcorner$은 기존의 바이메탈이나 피에조 소자에 비하여 작동거리가 우수하기 때문에 그 가능성을 인정받고 있지만, 벌크재료는 느린 냉각속도 때문에 반응속도가 느린 단점이 있기 때문에 박막화 할 필요성이 있다. 이러한 이유로 여러 그룹들에 의해 형상기억합금의 박막화가 시도되고 있으나, 조성에 의해 특성의 변화가 심한 형상기억합금의 정밀한 조성제어가 힘들다고 알려져 있다. 몇몇 연구 그룹에서 RF magnetron sputtering법을 이용하여 Ti-Ni합금 박막을 성공적으로 제조하였다는 보고가 있지만, 타겟 조성 및 형태 등의 정밀한 제어가 필요하므로 3원 합금 박막 등을 제조할 경우에는 또 다시 타겟의 조건을 정밀하게 제어해야 할 필요성이 있다. 따라서 본 연구에서는 산화물 박막등의 제조에 있어서 타겟 조성과 제조된 박막 조성이 잘 일치하여 조성제어가 쉽게 이루어진다고 알려져 있는 PLD법을 도입하여 형상기억합금 박막제조에 적용가능한지를 검토하는 것을 목적으로 하였다.

니켈계 내열합금의 성형은 수백 $^{\circ}C$에 이르는 고온에서 이루어지기 때문에 열간성형 과정에서 소재 내부의 미세조직 변화에 대한 이해는 부품의 특성 제어 측면에서 매우 중요하다. 특히 열간 동적 재결정에 의해 발생되는 결정립 구조의 변화를 적절히 조절함으로써 부품의 특성을 극대화 할 수 있다. 본 연구에서는 Ni-Fe계 초내열합금에 대한 고온 압축실험과 압축시편에 대한 EBSD 분석을 통해 열간 변형 과정에서 발생하는 소재 내부의 동적인 결정립 구조의 변화를 정량적으로 분석하고자 하였다. 고온 압축시험은 101$0^{\circ}C$, 1066$^{\circ}C$의 온도 조건과 0.5s-1, 0.005s-1의 변형율 속도 조건에서 최대 진변형율 0.7까지 수행하였으며 진변형율에 따른 결정립 조직 변화를 관찰하기 위해 진변형 율에도 변화를 주어 실험을 수행하였다. 이들 고온 압축시편은 응력방향에 평행한 면에 대한 미세조직 관찰을 통해 재결정립 크기, 분율 및 결정립계의 특성 변화에 대한 정량적 연구를 수행하였다.

최근 휴대폰용 LCD, 컴퓨터용 TFT LCD, 가정용 PDP 등 평판 디스플레이 산업의 발달에 힘입어 평판 디스플레이 장치의 구동 칩 실장 부품인 TCP(tape carrier package), COF(chip on film) 제조 산업 또한 발전하고 있다. 이들 TCP, COF는 디스플레이 장치의 경박화에 따라 보다 가는 선폭의 회로가 요구되어지는데 이를 위해 회로를 구성하는 기본소재로 얇은 두께의 동박이 사용된다. 회로기판용 동박으로는 압연동박과 전해동박이 함께 사용되어 왔으나 박막의 제조가 어려운 압연동박의 단점과 면에 수직한 주상정 조직이 발달해 있어 일반 압연 동박에 비해 접착력이 뛰어나며 전류밀도 또는 티타늄 음극 드럼 회전 속도를 조절하여 두게 조절이 용이한 전해동박의 장점으로 인해 현재 압연동박의 전해동박으로의 대체가 증가하고 있다. 전해동박의 제조공정은 크게 제박 공정과 후처리 공정으로 나눌 수 있다. 전해동박은 먼저 드럼형태의 티타늄 음극과 불용성 납 양극으로 이루어진 제박기에 고 전류를 가하여 황산구리 용액 중 구리를 티타늄 음극에 석출시킴으로서 구리 원박을 제조한 후 접착력 향상을 위한 노듈 형성, 방식, 방청, 내열성 향상 등을 위한 여러 개의 단위 셀 조합으로 이루어진 후처리 공정을 거쳐 제조된다.

고품질의 합금강 생산 시 가장 큰 영향을 미치는 레이들정련은 고온 하에서 반응 및 유동이 일어나므로 실제조업 직접관찰이나 측정이 대단히 어려울 뿐만 아니라, 수많은 조업인자와 상호 결합되어 있기 때문에 최적의 작업조건을 찾는데 많은 시행착오를 겪는다. 본 실험에서는 직접 조업하는 조건과 가장 부합하는 수모델 실험 및 Flow 3D를 이용한 수치해석 방법으로 비용의 절감 및 실험에 대한 위험부담 등 시행착오를 최소화하면서 최적의 작업조건을 도출하여 고품질 합금강 생산성과 process 효율성의 극대화를 찾을 수 있다. 따라서 본 연구에서는 슬래그의 물성(슬래그 양, 점도)을 고려한 gas bubbling 조건(가스유량, 유체높이, ladle 크기, 단공nozzle, porous plug 위치)에 따른 용강의 교반특성 및 용강의 슬래그 혼입 거동을 조사함으로써 고청정 용강 제조를 위한 최적 gas bubbling 조건을 설정하기 위한 수모델 실험과 수치해석 연구를 실시하였다. 수모델 실험을 통한 기포형성 거동과 용강의 교반특성에 대한 현상론적 연구와 병행하여, 유동장 측면에서 이상유동을 가정한 수치해석을 통해 실제 용강 래들 내에서의 거동을 정량화 하고자 한다.

TiAl 금속간화합물은 저밀도, 고용융점 및 우수한 고온강도 둥의 여러 장점을 지녀 고온의 열악한 부식성 분위기에 노출되는 가스터빈, 자동차 엔진부품 등에 사용하기 위해 최근 활발한 연구가 진행되고 있다. 그러나 이 합금의 실용화에 장애가 되는 가장 큰 문제점은 나쁜 저온인성, 고온가공의 어려움 및 고온에서의 나쁜 내산화성이다. 일반적으로 V는 상온연성을 증진시키지만 내산화성을 감소시키고, Nb는 상온연성과 내산화성을 증진시키는 원소이다. 또한 Mo는 강도와 연성을 증진시킨다. 이들 첨가원소의 산화특성을 비교분석하기 위하여 고온산화실험을 실시하고, 산화막의 구조, 산화막의 종류 및 형성과정을 SEM/EDS, EPMA 및 XRD을 이용하여 조사하였다.

경제적 효율의 발전을 원칙으로 하는 종래의 틀을 넘어서서 환경공생형의 새로운 에너지 시스템의 개발에 대한 요구가 증대되어 지고 있다. 이러한 시대적 흐름에 부응하는 여러 가지 신재료의 개발에 관한 연구가 이루어지고 있다. 그 중에서 전기를 열로 열을 전기로 변환 시킬 수 있어서 폐열의 이용 및 전자냉각기술 등에 이용 가능한 열전변환재료가 커다란 기대를 모으고 있다. 열전재료는 사용온도 영역에 따라 여러 가지 재료가 개발되어 지고 있으며, 현재 상온부근 및 저온영역에서 응용 가능한 재료로써 Bi$_2$Te$_3$계 고용체에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 예를 들어, Bi$_2$Te$_3$ 고용체에서 Bi를 Sb으로 치환한 p-type의 (Bi,Sb)$_2$Te$_3$ 고용체와 Te을 Se으로 치환한 n-type의 Bi$_2$(Te,Se)$_3$ 고용체에 관한 연구가 이루어지고 있다. 최근 들어 Kutasov등은 종래에 P-type의 열전재료로써 높은 특성을 나타내는 것으로 알려진(Bi,Sb)$_2$Te$_3$ 고용체가 Sb의 치환량과 Te의 도핑량을 잘 조절하면 n-type의 높은 열전 특성을 나타낸다고 보고하였다. 본 연구에서는 과잉으로 첨가된 Te이 n-type (Bi,Sb)$_2$Te$_3$ 고용체에 미치는 영향을 보다 체계적으로 조사하기 위한 기초단계의 연구로써 Te을 0-0.9at.%로 과잉 첨가하여 제조한 고용체 및 소결체의 미세구조에 관하여 조사하였다.

현대 산업이 발전함에 따라 전자부품의 초소형화, 고성능화가 요구되어지고 있으며, 이러한 점에 부응하기 위하여 Pottier 효과를 이용하여 국부냉각이 가능한 열전재료에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 열전재료에는 사용온도 영역에 따라 여러 종류가 있지만, Bi-Te계 열전재료는 상온영역에서 가장 성능지수(Z=$\alpha$$^2$$\sigma$/$textsc{k}$, $\alpha$는 Seebeck 계수, $\sigma$는 전기전도도, $textsc{k}$는 열전도도)가 높아 각종 냉각소자로서 사용되어 지고 있다. 하지만, 초소형 전자부품의 국부냉각을 위해서는 성능지수의 향상, 특히, 저온 영역에서의 성능지수의 향상이 요구되고 있다. 본 연구에서는 Bi-Te계 열전재료의 성능지수를 향상시키기 위하여, 열전도도의 저하에 의한 성능지수의 향상을 연구목적으로 하였다 열전도도는 전자에 의한 열전도도(K$_{e}$)와 phonon에 의한 열전도도(K$_{p}$)로 이루어지며, 전기전도도에 큰 영향을 미치지 않는 결정립 사이즈영역에서 결정립의 크기를 미세화 하면, 결정입계에서의 phonon의 산란이 증가하여 phonon에 의한 열전도도를 저하시킴으로서 성능지수의 향상이 기대된다. 따라서 본 연구에서는 나노사이즈 분말의 제조에 많이 이용되며 입자크기의 조절이 용이한 공침법을 이용하여 Bi-Te계 열전재료 분말을 제조하고 열전재료에의 적용가능성을 검토하였다.

Highly (111)-oriented PZT [Pb(Zrl-xTix)O3] thin films in the Zr-rich rhombohedral phase-field were successfully fabricated on Pt(111)/Ti/SiO2/Si substrates by combining PLD method with sol-gel process. These highly (111)-oriented films can be used as model systems for polarized Raman scattering study of PZT in the rhombohedral-Phase field because the (111)-direction is the principal off-center axis of the rhombohedral ferroelectricity. For this purpose, we have fabricated PZT films employing two distinctive compositions : one with Zr/Ti = 90/10 (abbreviated as PZT90/10) and the other with Zr/Ti= 60/40 (PZT60/40). The PZT90/10 film belongs to the octahedrally distorted FR(LT) phase with a cell-doubled structure, whereas the PZT60/40 is in the high-temperature FR(HT) phase-field at room temperature. To clearly separate E(TO) phonon modes from Al(TO) modes of the (111)-oriented rhombohedral film, we have suitably devised Z(X,Y)Z and Z(X,X)Z backscattering geometries for E(TO) and Al (TO), respectively. The polarized scattering experiment demonstrated that both types of (111)-oriented rhombohedral films closely followed the Raman selection rule.

강자성 반도체(DMS)는 반도체에 전이금속을 doping함으로써 반도체의 전자 수송 특성과 전이 금속 이온에 의한 자기적 특성을 동시에 발현할 수 있도록 설계된 물질로서 '스핀 전자공학'의 구현을 위해 현재 활발히 연구되고 있는 분야이다. 특히 높은 전기 전도도와 투명 광 특성을 가지는 ZnO계는 전이금속을 첨가 할 경우 상온에서도 강자성 특성을 보일 것이라는 연구가 발표 된 이후 큰 주목을 받고 있으며, 실제로 Tc가 상온 이상인 결과들이 최근 발표되고 있다. 그러나 PLD에 의해 증착 된 Co-doped ZnO 경우 강자성 물성의 재현성이 아주 낮은 것으로 알려져 있는 둥 강자성 발현의 기원이 아직도 명확히 규명되지 못한 상태이다. 이에 본 연구에서는 Co-doped ZnO 계의 강자성 발현의 기원을 밝히고자 고상 반응법을 이용하여 다결정계를 제조한 후 X-선 회절 분석과 Raman 분광법을 이용하여 제2차상의 존재 유무 및 Co 이온의 치환 정도를 분석하였다. 다음으로 방사광 EXAFS 분석을 행하여 ZnO내에서의 Co 이온의 원자가 상태를 분석하고, PPMS를 사용 M-T curve를 측정/분석함으로써 강자성 발현의 기원을 규명하고자 하였다.

II-Ⅵ족 반도체 중에서 넓은 밴드갭을 가지는 ZnO에 Mn 이온을 doping할 경우 Tc가 상온보다 높을 것이라는 이론적 계산이 2000년 Science에 발표되었다. 이후 ZnO에 전이금속 이온을 doping하여 상온에서도 강자성을 나타내는 자성 반도체 (DMS)를 만들기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. Co-doped ZnO 박막은 PLD로 증착하였을 경우 Tc가 상온보다 높으나 재현성이 낮은 것으로 알려져 있었다. 그러나 최근 sol-gel 방법을 이용하여 Co-doped ZnO 박막을 제조하면 강자기 특성의 재현성을 높일 수 있다는 결과가 보고되었다. 이에 본 연구에서는 sol-gel 방법을 사용하여 여러 조성의 Co-doped ZnO 박막을 합성한 후 이들의 자성 특성을 검토하였다. 이러한 결과를 바탕으로 Co-doped ZnO 박막에서 강자성 발현의 근원을 규명하고자 (ⅰ) 조성에 따른 Co-doped ZnO의 Raman peak과 EXAFS peak의 변화를 측정하여 구조적 특성과 ZnO 내에서의 Co 이온의 상태를 분석하였으며, (ⅱ) Hall 효과 실험으로 carrier density를 측정함으로써 Fermi 준위에서의 파수 벡터의 크기를 산출하고자 하였다.

고성능 전자부품 개발이 진행되면서 나노크기의 분말에 대한 합성연구가 활발히 진행되고 있는 추세이다. 실제 나노크기의 입자는 그 기능이 기존 fm크기의 입자에 비해 뛰어나 많은 연구자들의 관심이 되어 있음에도 불구하고 제품으로 응용된 예는 거의 없는 실정인데 이는 나노크기의 입자라 할지라도 응집이 되어 있거나 작업하기 어렵기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 응집된 BaTiO$_3$분말에 분산제와 함께 고속볼밀을 하여 이에 따른 분산 효과와 tape casting을 위한 최적 분산 안정성에 대하여 연구하였다. 분산제의 종류와 볼밀시간에 따른 분산효과를 확인하기 위하여 zeta potential 값을 비교하였으며 이러한 분산제의 종류와 볼밀시간에 따라 분산효과가 변하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 분산된 분말에 대해 다른 분자량을 가지는 PVB와 상용바인더를 사용하여 tape casting하였다. 결합제의 종류에 따라 슬러리의 특성이 변화하였으며 분자량이 다른 PVB를 사용하여 성형한 시편을 소결하여 미세구조에 미치는 영향을 확인하였다.

TiN 박막을 Ti 타겟을 이용하여 Si(001) 기판위에 반응성 RF 마그네트론 스퍼터 방법으로 제조하였다. 반응성 스퍼터링시 온도를 $600^{\circ}C$로 고정하고 $N_2$/Ar비, 공정압력, RF파워를 변화시키면서 박막을 제조하였고 각각의 공정조건에 따른 TiN 박막의 결정성 변화를 XRD, SEM, TEM, HRTEM을 이용하여 조사하였다. 그 결과 TiN 박막은 $N_2$/Ar비가 작을 경우 공정압력이 커짐에 따라 (001) 배향에서 (111) 배향으로 바뀜을 확인하였다. 또한 $N_2$/Ar비가 클 경우는 공정압력이 증가함에 따라(001) 우선 배향성이 향상됨을 확인하였다. 이런 결정성 변화가 전기적 특성에 미치는 영향에 관하여 논의할 것이다.

WO$_3$ 박막은 H$^{+}$이온이나 Li$^{+}$ 이온과 반응하여 H$_2$WO$_4$나 Li$_{x}$WO$_{3+x}$의 화합물을 이루고 파란색을 나타내는 효과를 보인다. 이러한 효과를 전기변색 (electrochromic) 효과라 한다. 이러한 전기변색효과를 이용하여 건축물의 창문을 통하여 들어오는 태양에너지와 빛의 양을 조절하는 윈도우를 제작하려는 국가적인 프로젝트가 미국, EU, 일본 등의 선진국에서 활발하게 진행되고 있다. WO$_3$ 박막을 제조하는 방법으로는 sputtering, CVD, 그리고 sol-gel coating 법 등이 있다. sputtering이나 CVD의 경우는 매우 균일하고 전기변색 특성이 좋은 박막을 제조할 수 있는 이점이 있지만 장치의 제조비가 비싸고 대형 패널을 제작하는 데에는 어려움이 있다. 솔-젤 코팅의 경우는 WO$_3$의 전구체인 솔을 합성하고 bath에 솔을 넣은 후 코팅하고자 하는 글라스 기판을 담갔다가 꺼내어 건조하고 열처리하는 간단한 방법으로 제조할 수 있는 장점이 있다. 솔-젤 코팅의 경우 제조비가 값싸고 대면적 코팅이 용이하다는 점이 다른 코팅 방법에 비하여 장점이라고 한 수 있다.다.다.

여러원소 (Sb, F 등)를 도핑한 SnO$_2$ 투명전도막은 여러 가지 훌륭한 특성으로 Solar cell, heat mirrors, gas sensors, liquid crystal displays, thick film resistor 등과 같이 넓은 범위에서 응용되고 있다. 본 연구에서는 Sb 도핑된 Tin Oxide films이 Sol-gel dip coating법에 의해 준비되었다. SnO$_2$:Sb 용액은 SnC1$_2$ 와 SbC1$_3$ Power를 알코올에 용해하여 Ethylene glycol 와 Citric acid를 첨가하여 합성하였다. 막의 상형성은 XRD와 SEM(Scanning electron microscope)에 의해서 분석되었으며, 특성분석은 투과율(UV/VIS Spectrophotometer)과 표면전기저항(four point probe)으로 분석되었다. SiO$_2$ barrier이 SnO$_2$:Sb 막의 특성에 미치는 영향을 확인하기 위하여 XPS(X-ray photoelectron spectroscopy) 분석이 적용되었다.

가시광선영역에서 높은 광학적 투명도를 갖는 n-type 반도체인 ZnO 박막은 넓은 범위에서 응용되고 있다. 현재 ZnO 박막의 특성 향상을 위하여 여러 원소(Al, Ga)의 도핑을 시도하고 있다. 특히 Al-doped ZnO 박막은 sol-gel dip coating에 의해서도 높은 전기전도도와 투과율로 활발히 연구되고 있다 본 논문에서는 여러 도핑농도를 갖는 Al-doped ZnO 박막이 sol-gel dip coating법에 의해 준비되었다. Al-doped ZnO 박막은 zinc acetate [Zn($CH_3$COO$_2$)ㆍ2$H_2O$] powder 와 여러 도핑농도를 갖는 aluminum nitrate (Al(NO$_3$)$_3$ㆍ9$H_2O$) powder를 알코올에 용해하여 $H_2O$, Ethylene glycol, Ethylene diamine 등을 첨가하여 제조하였다 XRD와 SEM (Scanning electron microscope)이 막의 상형성 분석을 위해 이용되었으며, 가시광선 영역 투과율(UV/VIS spectrophotometer)과 표면전기저항(four point probe)이 주요 특성으로 분석되었다.

오염된 폐수를 처리하는 과정으로 다양한 방법이 사용되고 있으나, 담체를 이용하여 미생물을 배양하고, 미생물에 의해 정수하는 방법이 이용되고 있다. 이를 위해서는 미생물을 배양을 위한 담체의 조건으로 다양한 크기의 연속기공을 갖고, 젖음성과 표면거칠기가 높으며, 이들 중 초기 미생물번식의 조건을 제공하는 기체 포집용 미세기공을 보유하고, 미생물이 성장할 수 있는 수백 $\mu\textrm{m}$까지의 다양한 크기의 연속된 기공을 갖는 미생물 담체용 다공성 세라믹스의 제조를 목적으로 본 연구를 행하였다. 본 연구는 다양한 크기의 기공분포를 형성하기 위하여 첨가물로 activated carbon과 무기염, 고분자 binder를 활성알루미나 기지재료에 사용하여 수열반응에 의해 각각의 물질이 형성할 수 있는 기공의 크기를 확인하고, 수 nm에서 수백 $\mu\textrm{m}$까지의 연속된 기공이 존재하는 담체를 제조하였다. 수열조건과 첨가물의 양에 따라 수은침투가압을 이용하여 기공의 크기와 분포를 측정하고 평균기공률을 얻을 수 있었고, 압축강도를 측정하고, 기공의 형상을 주사전자현미경을 통해 확인하였다.

지르콘은 내침식성, 내마모성, 열 충격 저항성 및 기계적 물성이 우수하여 내화재료, 연마재료 등으로 다양하게 활용된다. 이러한 지르콘의 물성은 출발원료의 입도와 순도, 첨가제, 열처리 온도 등에 크게 의존한다. 본 연구에서는 출발 물질의 평균 입도를 각각 5$\mu\textrm{m}$와 3$\mu\textrm{m}$, l$\mu\textrm{m}$ 이하로 제어하였고, 시료의 열처리 온도를 135$0^{\circ}C$, 140$0^{\circ}C$, 145$0^{\circ}C$, 150$0^{\circ}C$, 155$0^{\circ}C$로 소결하였다. 각각의 지르콘 소결체는 미세 경도 측정, 결정상 분석, 밀도 측정, 미세구조 관찰을 통하여 특성 평가하였다. 미세경도 값은 140$0^{\circ}C$에서 소결된 지르콘의 가장 높았으며, 밀도는 150$0^{\circ}C$에서 소결된 지르콘이 가장 높으며, 155$0^{\circ}C$에서 소결된 지르콘은 과소결되어 전체적으로 물성이 저하되는 것을 관찰하였다.

본 연구는 활성알루미나, 베이어라이트, 미세결질베마이트, 슈도베마이트, 깁사이트 등의 수산화알루미늄을 각각 출발물질로 하여 알파알루미나를 제조하였고 출발물질에 따라 알파알루미나로의 전이온도와 결정성의 차이 및 비표면적, 밀도를 관찰하였다 베이어라이트는 상온에서 5시간 동안 수화반응 시켜 제조하였고, 미세결정질베마이트는 활성알루미나를 수열처리 하여서 제조하였다. 실험결과 활성알루미나, 베이어라이트, 슈도베마이트가 깁사이트와 미세결정질베마이트보다 낮은 온도에서 알파알루미나로의 전이가 일어났음을 알 수 있었고 알파알루미나의 결정성에서는 슈도베마이트가 가장 높은 것을 알 수 있었다. 그리고 130$0^{\circ}C$에서는 미세결정질 베미이트를 제외한 모든 출발물질이 알파알루미나로 전이되었음을 확인할 수 있었다.

고체산화물 연료전지(SOFC)에서 사용되는 연결재의 주 기능은 각 단위 셀의 연료극과 다음 셀의 공기극을 전기적으로 연결하여, 공기와 사용연료의 분리역할을 하기 위하여 사용된다. SOFC용 연결재는 다른 구성요소 소재보다, 높은 전자 전도성, 낮은 이온전도성, 우수한 기계 적강도가 요구되며, SOFC는 고온에서 작동되기 때문에, 상온에서 작동온도까지 다른 요소 소재들과 유사한 열팽창계수와 물리, 화학적으로 안정성이 요구된다. 현재 연결재 제조기술은 EVD, CVD, plasma spraying, tape casting 등 다양하게 연구되고 있으며, 본 연구는 세라믹 연결재 증착방법 중 저렴한 비용으로 대량 생산이 용이한 습식법(dip coaling)을 적용하여, 연료극 지지체식 flat-tube형 고체산화물 연료전지의 지지체를 위해 세라믹 연결재를 제조하고, 그 특성을 연구하였다. 세라믹 연결재로써 선정한 합성조성은 LaCr $O_3$에 Ca이 치환 고용된 L $a_{0.6}$C $a_{0.41}$Cr $O_3$으로 pechini법으로 합성하였다. 합성된 조성은 100$0^{\circ}C$에서 5시간 하소후 가속 Ball Milling하여 0.5$\mu\textrm{m}$의 평균입자크기를 얻을 수 있었다. XRD 상분석결과 perovskite상 (L $a_{1-x}$ Ca/x/Cr $O_3$)과 CaCr $O_4$를 얻을 수 있었다. slurry를 제조하여 막의 밀착성을 증진시키기 위해 sand blasting시킨 flat tube지지체에 진공펌프를 이용하여 소재내부와 외부의 압력차로 dip coating한 후, 140$0^{\circ}C$로 소결 하였다. coating 결과 박리현상은 없었으나, 표면과 단면의 SEM분석결과 다소 porous한 박막층이 형성되었으며, Ca이온이 지지체로 permeation되는 현상이 발생하였다. 이와 같은 결과로부터 보다 치밀한 박막생성을 위해, slurry 제조조건을 변화시켰으며, Ca이온의 migration을 막기 위해 barrier layer를 이용하였다 완전 소결된 지지체는 가스투과도와 전기전도도측정을 통하여 특성을 평가하였다.였다.다.

우리나라에서는 많은 양의 폐분진이 발생하며 경남지역에서는 연간 3만톤의 폐분진이 발생한다. 매년 폐기물의 발생량은 증가하고 있으며 폐분진류의 주성분은 실리카와 알루미나가 주성분을 이룬다. 특히 주조, 제강 등 금속공업에서 발생하는 분진은 입자가 미세한 다량의 실리카와 알루미나로 이루어져 있어 탄화규소(SiC) 및 알루미나-탄화규소-탄소(A1$_2$O$_3$-SiC-C)계 내화물 제조에 분쇄공정 없이 세라믹스의 원료로 활용할 수 있다. 현재 알루미나-탄화규소-탄소(Al$_2$O$_3$-SiC-C)계 내화물 제조를 위해 제조공정이 간단한 연소합성법을 이용하지만 분말제조 공정 중 분위기 조절에 많은 비용이 요구되고 있어 시급한 대안이 필요한 상태이다.

현재, 메탈의 내부식성 코팅막 제조에 사용되고 있는 크로메이트 기반 코팅제는 유독성 물질에 대한 환경 규제에 따라 조만간 사용이 금지 될 예정이다. 본 연구에서는 이러한 유독성 금속 내부식성 코팅제를 대체할 새로운 코팅 재료로 부식 억제제가 결합된 수용성 졸을 제조하고 그 특성을 보고하고자 한다 부식 억제제가 결합된 수용성 졸은 부분 가수 분해된 GPS((3-glycidoxypropyltriethoxysilane)에 Zirconiumoxychlorideoctahydrate 혹은 cerium nitrate를 일정 양 첨가하고 이온 교환수에 희석하여 제조하였다. 이 코팅 졸을 아연 도금 강판에 딥 코팅법으로 코팅한 후 상온에서 건조하고, 80~15$0^{\circ}C$에서 열처리하여 염수 분무 시험으로 백청 발생 정도를 관찰하여 내 부식성을 조사하였다. 코팅막의 두께는 수직으로 절단한 면을 전자 현미경으로 관찰하여 측정하였으며, 표면의 경도는 연필 경도계로 조사하였다. 또한 코팅막의 부식 전위는 전기화학적인 방법으로 분석되어 부식억제제의 종류에 따른 효과도 정량적으로 비교되었다.

최근 광촉매 재료로 각광받고 있는 TiO$_2$는 band gap 에너지가 3.0-3.2eV로 자외선 영역과 일부 가시광선 영역에서 활성을 갖는 것으로 알려져 있다. 따라서 용액 중에 결정화 및 안정화 되어있는 TiO$_2$의 band gap 에너지를 낮춘다면 가시광 영역의 광반응을 얻을 수 있다. 이에 본 연구는 G. Sato등이 제안한 방법으로 TiO$_2$ sol을 제조할 때 band gap 에너지를 낮추고자 천이 금속원소를 첨가하여 복합 및 담지된 TiO$_2$계 복합 sol을 합성하고자 하였다 출발원료는 TiC1$_4$를 가수분해하여 제조한 TiOCl$_2$에 천이금속원소인 V, Cr, Fe, Ni, Nb 등의 chloride 화합물을 첨가하여 중화 및 세척과정을 거친 후, 과산화수소수에 용해하여 전구체 용액인 titania peroxo용액을 제조하였다 제조된 전구체 용액은 온도와 시간을 변수로 각각 열처리하여 TiO$_2$계 복합 sol을 합성하였다. 제조된 시편은 X-선 회절 분석, 투과전자현미경, particle size analyzer, ζ-potential analyzer 및 UV-VIS Spectrometer 통을 이용하여 천이금속 첨가에 따른 TiO$_2$계 복합 sol의 형성과정과 특성변화를 관찰하였다.

저온균일침전법(HPPLT)으로 제조된 TiO$_2$나노분말은 10$0^{\circ}C$이하의 온도에서 rutile상을 얻을 수 있다. 또한, rutile에서 anatase로의 상변화는 합성시간, 가열속도, 반응온도 그리고 음이온 첨가에 의해 일어난다고 보고되어졌지만, 금속양이온들에 의한 상변화는 알려진 바가 없다. 따라서, 다양한 양이온을 첨가하여 저온균일침전법에서 TiO$_2$의 상변화가 어떻게 일어나는지를 조사하였다. 출발원료인 TIC1$_4$를 사용하여 가수분해하여 0.67M의 TiOCl$_2$을 얻었다. 얻어진 TiOCl$_2$ 수용액에 각각 0.01M의 금속염화물(ZrOCl$_2$, NiCl$_2$, CuCl$_2$, FeCl$_3$, AlCl$_3$ 그리고 NbCl$_{5}$)을 첨가한 후 반응기에 넣고 10$0^{\circ}C$에서 4시간동안 가열하였다 가열한 후 얻어진 침전물에 NaOH 수용액을 이용하여 PH 7-8로 중화한 후 증류수로 Cl$^{-}$이온이 제거될 때까지 충분히 세척하였다. 세척된 침전물을 105$^{\circ}C$에서 24h동안 건조하여 분말을 얻었고, rutile에서 anatase로의 상변화특성을 관찰하기 위하여 XRD, SEM, TEM, ICP 분석을 실시하였다.

기계가공용으로 개발된 3성분계 Ti-Si-N 코팅막은 약 40㎬이상의 초고경도이며, 그 미세구조는 나노입자의 TiN결정과 비정질 Si$_3$N$_4$로 이루어져 있다. Ti-Si-N 코팅의 경도는 극소량 Si를 첨가함에 따라 급격히 증가하였으며, 7.7at%에서 약 45㎬이었다. 그 이상에서는 감소하였다. 본 연구는 Ti-Si-N 코팅에서 규소첨가에 따른 박막에 형성하는 질화규소 또는 규소의 특성을 조사하기 위하여 질화규소 박막을 제조하여 그 특성 및 기계적 성질을 조사하였다. 스퍼터링 방법으로 제조한 질화규소 박막의 표면 및 내부구조를 광학현미경, 주사전자현미경, 투과전자현미경 그리고 AFM으로, 정성 및 정량을 EPMA와 EDS로, 결정성을 박막 엑스선회 절분석기로, 화학 결합구조을 XPS으로 분석하였다. 그리고 나노인덴터를 이용하여 박막의 경도와 탄성계수를 조사하였다.

휘스커상의 뮬라이트의 생성온도와 속도는 출발물질로 사용되는 알루미나와 실리카의 화학적 순도, 입자크기 그리고 결정형태에 의존하며, 알루미나와 실리카의 조성비에 따라 생성되는 뮬라이트의 형태가 변한다. 각 원료에 대한 반응성을 관찰하기 위하여 출발원료인 Al(OH)$_3$, 비정질 SiO$_2$, AlF$_3$를 혼합 각각 단일조성과 2상 및 3상의 원료를 혼합 분쇄하여 분무건조한 조립분말을 5$0^{\circ}C$ 구간으로 나누어 상온에서 130$0^{\circ}C$까지 튜브 로에서 열처리하였다. Al(OH)$_3$와 AlF$_3$를 단독으로 열처리하였을 경우에는 안정한 상태로 열처리가 진행되었으나, 혼합하였을 경우에는 40$0^{\circ}C$ 이상의 온도에서 서서히 반응하였다. 각 온도구간에서 열처리한 시편은 미세구조 관찰과 상분석을 통하여 플루오르 토파즈와 휘스커상의 뮬라이트의 생성을 관찰하였으며, 생성된 휘스커 뮬라이트는 조립의 형상을 원형대로 보존하였으며, 조립의 강도를 측정하기 위하여, 초음파 분산기와, 초음파 Homgeniger를 이용하여 처리한 결과 대부분 원래의 형상을 유지하였다.

PbTiO$_3$ 씨앗층을 이용하여 완화형 강유전체 Pb(Mg$_{1}$3/Ta$_{2}$3/)O$_3$ (PMT) 박막의 페로브스카이트 상안정화와 열처리 조건에 따른 미세구조변화, 이에 따른 전기적 특성 변화에 관하여 조사하였다. PbTiO$_3$ 박막을 스핀코팅법으로 3000 rpm에서 20초간(111) 방향으로 배향된 Pt / Ti / SiO$_2$/ Si 기판에 증착하여 안정화된 페로브스카이트 박막을 얻었다. 이렇게 제조된 PbTiO$_3$를 Buffer 층으로 사용하고 그 위에 Pb(Mg$_{1}$3/Ta$_{2}$3/)O$_3$를 박막을 Spin coating방법으로 증착한 후, 급속열처리 방법(RTA)으로 550- $650^{\circ}C$ 사이에서 열처리하였다. 제조된 박막의 열처리 온도에 따른 미세구조 변화와 결정성을 XRD, SEM, TEM으로 분석하였고 박막의 저온 강유전 특성을 RT66A를 이용하여 평가하였다. Pb(Mg$_{1}$3/Ta$_{2}$3/)O$_3$ 박막의 경우 씨앗층이 없는 경우에는 pyrochlore상이 주상이었지만 씨앗층을 사용한 경우 페로브스카이트 상이 주상임을 확인하였고 열처리 온도가 증가할수록 페로브스카이트상의 상대적 양이 증가함을 확인하였다. 미세구조와 상의 변화에 따른 전기적 특성 변화에 관하여 자세하게 논의할 것이다.

저온소성 가능하며 저 융점유리인 고 투과율의 Pb-free 조성으로서 PDP(Plasma Display panel)의 투명유전체에 응용하고자 P$_2$O$_{5}$-ZnO-RO 계인 인산염 유리의 열적, 광학적성질을 연구하였다. 이 삼원계인 인산염유리계를 PDP의 투명 유전체에 응용하기에는 열적특성에서 문제점이 제기되어, (30-50)P$_2$O$_{5}$ - (20-50)ZnO - (15-45) RO (mol%)계에 유리망목형성제인 A1$_2$O$_3$, SiO$_2$, B$_2$O$_3$등을 첨가하여 열적성질 및 소성후 투광성 등을 조사하였다. 열적특성은 DTA와 TGA를 이용하여 유리전이점(Tg) 및 선팽 창계수(CTE)와 연하점(Ts) 을 측정하였으며, 투광성은 500-58$0^{\circ}C$에서 1시간동안 소성하여 UV-visible spectrometer을 이용하였다 그 결과로, 380-46$0^{\circ}C$의 Tg와 8-$10^{-6}$K의 CTE 및 70-80%의 광투과율을 나타내었다. 이러한 결과는 P$_2$O$_{5}$-ZnO-RO계는 PDP의 투명유전체에 적용하기에는 상당히 높거나 낮은 Tg를 형성하였지만 유리형성제를 수 mol%을 첨가함으로써 적절한 Tg점과 높은 투과율을 얻을 수 있었다.수 있었다.

제지산업에 경쟁력을 부여할 수 있는 방법의 일환으로 제지용 도공안료의 표면개질을 시도하였다 은(Ag)이 항균력이 있다는 것이 여러 사람에 의해 증명된바 있으므로 이 은의 항균력을 제지용 무기안료에 이산화티탄과 함께 표면개질하고 다기능성 복합 항균분체를 설계하였다. 표면개질장치에 설치한 기상분사장치를 통해 은 용액을 고압기상분사로 TiO$_2$입자 표면에 Coating 하였다 이때의 분무각도는 60$^{\circ}$이고 오리피스 직경은 0.6mm, 분사 압력은 14kgf/$\textrm{cm}^2$ 이다. TiO$_2$에 은 용액을 기상분사하여 코팅시킨 후 표면개질 계산식에 의한 배합비로 모입자(clay, CaCO$_3$, PE)와 자입자(TiO$_2$)를 혼합하였고, 분체의 대전현상을 이용하여 모입자 주위에 자입자를 부착시킨 후, 고속기류중 충격력으로 표면개질처리를 하였다 표면개질 장치를 사용하여 제지용 무기안료 표면에 은용액이 코팅된 TiO$_2$를 개질 시켰다. 각종 물성(항균성, 백색도, 산란도)과 XRD, SEM 측정을 통해 기능성 항균분체의 실용방안 가능성에 대하여 조사하였다.

현재 상용화되어 있는 리튬 이차전지용 양극재료로는 비교적 작동전압이 높은 층상 암염구조(LiCoO$_2$, LiNiO$_2$) 및 Spinet계(LiMn$_2$O$_4$) 전이금속 산화물이 대부분 이용되고 있다 하지만 LiCoO$_2$나 LiNiO$_2$ 같은 상용화 물질은 비교적 높은 비용과, 강한 독성 때문에 많은 문제점을 가지고 있다. 또 Spinel(LiMn$_2$O$_4$)는 낮은 비용과 환경친화적인 장점에도 불구하고 Jahn-Teller 변형과 관련된 구조적 변형이 심각하기 때문에 사이클시 비가역적인 용량의 감소가 심각하다. 이러한 관점에서 전이금속보다 그 양이 풍부하고 저렴할 뿐만 아니라 독성이 없는 Olivine 구조 (LiFePO$_4$)를 갖는 phosphate계 화합물에 관심을 가지게 되었다. LiFePO$_4$는 리튬 음극과 3.4V의 방전전압을 나타내며, 170mAh/g의 이론용량을 가지고 있어, Fe-base의 장점은 물론 안정적인 결정구조 및 현재 상용화된 재료들과 비슷한 에너지 밀도를 가진다. 따라서 본 연구에서는 양극물질의 기존 두 제조법인 고상반응법과 sol-gel법으로 대표되는 제조법의 단점을 상호 보완될 수 있다고 판단되는 기계적 합금화법(Mechanical Alloying, MA)공정을 도입하여 초미세립 분말 제조에 초점을 맞추어 Olivine phosphate계 양극물질의 제조 및 전기화학적 특성을 연구하였다.

W-Cu 합금은 우수한 전기적, 열적 특성으로 인하여 열소산재료(Heat sink)로 많이 응용되고 있다. 첨단 전자부품 이외에도 핵융합로의 Diverter가 그 예로서, 내부는 고강도와 고융점의 특성을 요구하는 반면, 외부는 높은 열전도성을 필요로 한다. 그래서 동일한 조성의 일반적인 W-Cu 합금보다 W과 Cu의 조성이 점차적으로 변화하는 경사기능재료(Functionally Graded Materials)가 냉각효율이 클 것으로 기대된다. 현재, W-Cu FGM에 대한 많은 연구가 진행되고 있지만, 그 조성이 연속적으로 변화하는 W-Cu FGM에 대한 연구는 전무한 실정이다 본 연구에서는 방전플라즈마 소결장치(Spark Plasma Sintering System)와 용침고정을 이용하여 연속적인 조성변화를 갖는 W-Cu FGM을 제조하고 그 특성에 관해 분석하고자 하였다. 소결체가 밀도 변화를 갖게 되도록 제작한 특수 경사기능 몰드에 W분말을 장입한 후, 15㎬의 압력하에서 SPS를 이용하여 W소결체를 제조하였다. 제조된 W소결체는 수평관상로에서 수소분위기 하에 Cu 용침을 실시하여 W-Cu FGM을 제조하였다 SEM을 이용한 각 위치별 조직관찰과 Image Analyzer를 이용한 W과 Cu의 면적비, 그리고 비커스경도계에 의한 경도 측정을 실시하였다. 또 열기계적 분석기를 이용하여 측정된 선팽창률로부터 열팽창계수를 구하였다. 80$0^{\circ}C$에서 ？칭하는 반복적인 싸이클을 통해 열충격시험을 실시하였고, Laser flash method로 열확산계수를 측정하였다.

21세기 정보기반사회에서는 정보처리량의 증가로 인한 대용량 정보 교환을 위하여 신호처리의 고속화/광대역화가 요구되어진다. 완전 광통신망의 구축에 의한 대용량의 광통신을 위해서는 고속이며, 집적화가 가능한 저가의 광전자 소자 개발이 필요하다. 광전자 소자 중 전기-광학 변조 효과를 이용한 광소자의 구현을 위한 소재로서 극성 배향된 비선형 광학 유기고분자 소재는 가공성이 뛰어나 원하는 형태의 광도파로로 제조할 수 있다는 장점에 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 아직 전기광학계수의 향상과 더불어 유기고분자가 가지고 있는 열 및 광화학적 안정성이 낮은 기본적인 문제점과 폴링(poling)에 의해 배향된 극성이 시간에 따라 완화되는 문제의 해결이 요구되고 있다. 이러한 문제점 해결을 위한 기초 연구로 유기물을 졸-겔 매트릭스에 나노 사이즈로 분산하는 방법으로 유기물의 내화학적 안정성을 향상하고자 시도하였다. 잘 알려져 있는 바와 같이 유/무기 하이브리드 졸-겔 재료는 광 투광성이 우수하고 저온에서의 재료 합성과 저가 공정이 가능하여 광기능성 유기물의 호스트(host) 재료로 많이 연구되고 있다. 본 연구에서는 MTMS(methyltrimethoxysilane)과 TEOS (tetra-ethoxyorthosilicate)를 0-100 mol%로 혼합하고 가수분해하는 방법으로 친수성/친유성 특성을 제어하여, 분산되는 유기물의 사이즈를 조정하였다. 각 실험 조건에 따른 유기물 분산체의 크기를 SEM 및 TEM으로 관찰하였으며, 나노 사이즈로 분산된 유/무기 졸-겔 코팅막의 광학적 특성을 프리즘 커플러를 이용하여 조사하였다.

HVOF(High Velocity Oxygen Fuel)법을 사용한 MCrAlY(M=Ni, Co, Fe)계 열차폐 코팅(thermal barrier coating)은 열기관 내부의 극심한 환경 부하에 대해 구조물 표면에 열적, 화학적 장벽을 형성함으로써 구조물의 내구성을 향상시킨다 이와 동시에 열차폐 효과는 구조물의 온도상승 없이 내부 가동 온도를 높일 수 있게 함으로써 열효율을 상승시키고 연료 효율을 높여 가동비용 절감을 이룰 수 있는 동시에 고 연소를 통한 오염원의 배출을 감소시킬 수 있다. 본 연구에서는 $H_2O$$_2$=5:1 분위기 하에서 HVOF법을 사용하여 Hastelloy-X 기판위에 125$\mu\textrm{m}$의 두께로 다음 5종류의 (Ni, Co, Cr)계 MCrAlY 코팅을 용사시켰다. 준비된 (Ni, Co)-Cr-Al-(Y, Ta, Re), (Ni, Co)-Cr-Al-(Y, Re), (Ni, Co)-Cr-Al-(Y, Ta), (Ni, Co)-Cr-Al-Y, (Ni,Co)-Cr-Al-Ir 코팅시편에 대한 산화성질을 조사하기 위해 대기 중 1000, 1100, 120$0^{\circ}C$에서 50, 100, 150, 200시간 등온실험(Isothermal oxidation)을 실시하였고, XRD, SEM/EDS, EPMA를 이용하여 생성된 산화막과 코팅 시편의 조직 변화를 조사하였다. 산화온도와 산화시간이 증가할수록 산화막의 박리가 많이 발생하였으며, 분석 결과 미세하게 분포된 a-Al$_2$O$_3$ 입자, NiCr$_2$O$_4$스피넬 상, 미세한 Cr$_2$O$_3$가 관찰되었고, 코팅 조성 변화에 따라 형성되는 이들 산화물의 존재비가 달라졌으며, 산화온도가 높아질수록 산화속도가 가속화되었다.

The microencapsulation of droplets or particles within a solid shell leads to the formation of core-shell particles. Microencapsulation provides protection and controlled release of core materials such as drugs, vitamins, enzymes, perfumes, and the like. Such particles have, therefore, found a diverse range of applications in the pharmaceutical, agricultural, cosmetic, and food industries. UV absorbers are widely used for cosmetics to screen out ultra violet (UV) rays which have side effects on human skin. The absorbers are made generally from synthetic organic compounds, which can stimulate the human skins to develop allergic phenomena.

나노크기 금속입자가 분산된 세라믹 나노복합재료는 향상된 기계적 특성과 함께 독특한 전기적, 자기적 특성을 보여주어 새로운 기능성 재료로의 응용가능성을 갖고 있다. 그러나 소결 중의 반응이나 입자성장 등으로 형성된 반응상 또는 조대한 입자상이 세라믹 기지의 입계 등에 존재한다면, 나노크기 금속상 분산에 의한 기계적 특성의 향상과 독특한 기능성 부여라는 장점들이 없어지게 된다. 따라서 요구되는 특성을 구현할 수 있는 금속분산 나노복합재료의 제조를 위해서는 미세조직 제어를 위한 최적의 제조공정 확립과 미세조직과 특성 등의 관계에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 기지상으로 A1$_2$O$_3$를, 분산상으로는 저융점 금속이며 일반적인 A1$_2$O$_3$의 가압소결시에 (약 140$0^{\circ}C$) 액상으로 존재하는 금속 Cu를 선택하여 조성이 5 vol% Cu가 되도록 복합재료를 제조하였다. $Al_2$O$_3$와 CuO 원료분말들은 습식 및 건식 볼 밀링을 통하여 균일한 분말혼합체로 제조되었다. 혼합분말은 열간가압소결기 내에 장입한 후 35$0^{\circ}C$에서 30분 동안 H$_2$가스를 흘려주며 CuO를 Cu로 환원 처리하였다. 계속해서 H$_2$분위기를 유지하며 승온한 후, 각각 1000-145$0^{\circ}C$에서 분위기를 Ar 으로 치환하였다. 소결은 145$0^{\circ}C$에서 30 ㎫의 압력으로 1시간동안 행하였다 소결한 시편들은 직사각형 형태로 가공하였으며 표면은 0.5$\mu\textrm{m}$의 다이아몬드 입자로 연마하였다. XRD, SEM 및 TEM을 이용하여 상분석 및 미세조직관찰을 행하였다. 파괴강도는 3중점 굽힘 법으로 (3-point bending test) 측정하였다. 이때 시편 하부의 지지 점간의 거리는 30mm, cross-head 속도는 0.5 mm/min으로 하였고 5개의 시편을 측정하여 평균값을 구하였다.

광통신에는 광신호의 전송과 광신호 처리에 처리 과정에서 광 손실을 수반하므로 각 요소별로 광신호 증폭이 반드시 필요하다. 또한 광통신망의 완전 광화를 위해서는 제조 공정이 간단하여 가격이 저렴하고, 높은 신뢰성과 높은 증폭 효율을 가지면서 다른 부품과의 집적화가 가능한 광도파로형 광증폭기가 요구되고 있다 그러나 실리카는 광통신 파장대인 1.55$\mu\textrm{m}$대역의 증폭이 가능한 Er 이온에 대한 용해도가 50ppm 이하로 낮아 lmol% 이상 고농도로 Er 이온을 첨가하여 높은 증폭 효율을 얻는데 한계를 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 Er 이온에 대하여 높은 용해 특성을 가지고 있어 고농도 Er 이온 도핑이 가능한 알루미나에 Er을 1-2 mol% 첨가하여 광발광 특성을 조사하였다. Er이 첨가된 알루미나 나노 졸은 Al(NO$_3$)$_3$ㆍ9$H_2O$와 Er(NO$_3$)$_3$.5$H_2O$가 일정 양 용해된 수용액에 NH$_4$OH를 가하여 침전물을 얻고 여과 및 수세하여 졸 입자의 함량이 약 5wt%가 되게 이온교환수와 해교제인 초산을 소량 가하여 10$0^{\circ}C$에서 약 50시간 열처리하는 방법으로 제조하였다. Er이 첨가된 알루미나 코팅막은 Er 이 첨가된 알루미나 나노 졸에 GPS(3-glycidoxypropyltriethoxysilane)를 Al에 대하여 7 mol% 가하여 스핀 코팅법으로 제조하였다. Si 기판에 코팅하고, 상온에서 90$0^{\circ}C$까지 각 1시간 열처리한 코팅막의 광 발광 특성은 Er 이온의 첨가량과 열처리로 변화된 알루미나 코팅막의 결정상과 연계하여 논의 될 것이다. X-선 회절법으로 분석한 알루미나 코팅막의 온도에 따른 결정상은 boehmite 상에서 약 50$0^{\circ}C$이후에 ${\gamma}$-Al$_2$O$_3$로 전이하고 있다.

광통신을 위한 구성 요소는 빛을 발생시키는 발광소자, 빛을 검출하는 수광소자 그리고 광신호를 처리하는 광신호처리 소자로 구성된다. 이때 각 소자간 광전송과 광소자에 의한 광 신호 처리 과정에서 광전송 손실이 심각하게 일어나 광정보를 상실하게 되므로 각 요소별로 광신호 증폭이 반드시 필요하다. 뿐만 아니라 완전 광화에 의한 초고속/대용량 광통신망의 구축에는 저가이며, 광집적화가 가능한 광도파로형 광증폭기가 요구되고 있다. 짧은 거리에 높은 증폭 효율을 얻기 위한 광도파로형 광증폭기를 구현하기 위해서는 광통신 파장대인 1.55$\mu\textrm{m}$ 대역의 증폭이 가능한 Er 이온을 고농도로 도핑 할 필요가 있다. 그러나 Er 이온을 단순히 고농도로 첨가하면 Er-Er 간 뭉침 현상에 의해 더 이상의 증폭이 어렵게 된다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하면서 스핀 코팅이 가능하여 저가 공정이 가능한 유/무기 졸-겔 재료 내에 Er 이온을 제어된 방법으로 첨가하고 그 결합 환경을 FT-IR 및 $^{17}$ O-NMR로 분석하였다. 유/무기 졸겔 재료 제조를 위하여 먼저 MPTS(MethAcryoxyPropylTrimethoxySilane)를 부분 가수분해한 후 ZrOCl$_2$.8$_2$O (Zirconyl Chloride Octahydrate) 와 ErCl$_3$. 6$H_2O$ (Erbium(III) Chloride Hexahydrate)를 순차적으로 결합시키고, Zr/MPTS 및 Zr/Er의 첨가비에 따른 발광 특성을 PL(photoluminescence) 스팩트럼으로 분석하여 Er 이온의 주위 결합 환경이 PL에 미치는 영향을 조사하였다. 또한 Si 기판에 코팅한 Er이 도핑된 유/무기 하이브리드 졸-겔 코팅막의 굴절율 등 광도파로 재료로서의 특성도 프리즘 커플러 등을 이용하여 조사하였다.

탄소-탄소 복합체는 고온에서 기계적 특성이 우수하여 항공기 브레이크와 같은 고온안정성, 강한 기계적 성질이 필요한 부분에서 활용되고 있다. 하지만 고온에서 심각한 산화현상을 보이는 단점 때문에 산화방지를 위한 표면 코팅이 필요하다. 본 연구에서는 여러 가지의 표면 코팅막을 적용한 탄소-탄소 복합체의 고온산화안정성 특성평가를 실시하였다. 탄소-탄소 복합체 시편표면에 여러 가지 인산염계의 내산화코팅 용액을 도포하여 열처리 코팅하였다. 내산화 코팅막을 적용한 시편은 고온로에서 특별한 온도 프로그램으로 가열하면서 흐르는 공기중에서 산화시험을 행하였고, 산화속도를 측정평가 하였다. 또한, TG/DTA, 입도분석기, 엑스선 회절분석기(XRD), 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 시편에 대한 특성평가를 실시하였다.

일반적으로, 고분자 매트릭스에 층상 점토광물이 분산되어 얻어지는 복합재료는 세가지 형태를 이룬다. 첫째 통상의 복합재료는 고분자 매트릭스 내에 점토입자가 고루게 분산된 상태를 말하며, 둘째 점토 층 사이에 고분자 모노머나 올리고머가 일부분 삽입된 삽입형 복합재료(intercalated composite)이며, 셋째 점토 층 사이에 삽입된 모노머나 올리고머의 경화 또는 중합반응을 통해 점토내의 한층 한층 균일하게 매트릭스 내에 분산된 박리형 나노복합소재(exfoliated nanocomposite) 이다. 이들 복합재료들 중 박리형 나노복합소재는 적은 양의 점토가 단위 층으로 고분자 매트릭스에 완전히 분산되어 다양한 물성의 향상이 기대되는 재료이다. 따라서 최근 고분자의 기계적 강도, 팽윤 저항성 그리고 차폐특성 둥 전반적인 물성을 향상시키는 방법으로 층상 점토광물의 층 사이에 다양한 유기물을 삽입하여 층간거리를 확장시킨 유기 점토광물을 제조하고 이를 고분자 소재에 첨가하여 박리형 나노복합소재를 제조하는 방법이 많은 연구가 수행되고 있다.

흑연(graphite), 석탄(coal), 숯(char), soot(검댕이) 등의 탄소로 이루어진 재료들은 비정질부터 완전한 흑연결정까지 다양한 구조를 나타낸다. 이러한 탄소재료의 구조의 출발물질 뿐 아니라 열처리에 따라 강한 영향을 받는다 이러한 구조는 여러 구조인자에 의해 특성화되는데, 구조인자로는 층간거리 d, 결정립 크기 Lc 그리고 결정립 직경 La이다. 이런 구조 인자의 지식은 흑연화, 탄소화, 가스화 등과 같은 다양한 공정을 이해하는데 매우 중요하다. 많은 연구자들은 XRD, Raman 분광, 고분해능 TEM 등과 같은 여러 기술을 통하여 이러한 구조인자에 대한 해석을 시도하였다. 그 중 XRD는 정량적 분석에 있어서 가장 많이 이용되는 기술이다. XRD 회절피크의 위치로부터 층간거리 d를 구할 수 있으며, 결정립 크기 Lc 및 결정립 직경 La는 피크의 line 퍼짐(반가폭)으로 직접 구할 수 있다. 한편 섬유상 흡착제로 이용되는 등방성 탄소섬유는 이산화탄소 또는 수증기에 의해 쉽게 활성화되어 최고 약 2,500 $m^2$/g의 고 비 표면적을 얻을 수 있다. 이렇게 활성화 후 고 비표면적을 나타내는 이유는 좁은 분포를 나타내는 미세기공의 기공구조 때문에 발생하는 것으로 알려져 있다.

고강성 탄소섬유는 높은 비강도 및 고 강성 특성 때문에 탄소-탄소 복합재료의 가장 우수한 강화재로 각광을 받고 있다. 이 섬유는 미세 결정립의 높은 이방성을 나타내며, 이러한 높은 흑연화 특성은 기계적, 전기적, 전기적 그리고 화학적 특성 등을 좋게한다. 이러한 모든 방면에서의 우수한 특성 때문에 항공우주 재료분야에 의심 없이 가장 우수한 재료로 고려되고 있다. 이렇게 가벼우면서 고온강도가 요구되는 재료로써 탄소재료가 이용되면서 rocket의 nozzle이나 nosecone으로의 응용에는 고온 산화가 중요한 연구주제로 대두되어 왔다. 탄소재료의 산화반응은 결정구조 인자 및 그 배열에 가장 큰 영향을 받는다고 알려져 있는데, 출발원료 및 제조 조건에 따라 그 구조 및 배열이 현격하게 달라진다. 탄소재료의 구조 해석은 주로 TEM과 XRD를 이용해 왔다. 많은 연구자들은 오래 전부터 탄소재료 연구에 TEM에서 얻은 상이 불확실하고 문제가 있다고 보고하였고, 최근 TEM 장치의 발달과 더불어 실제 구조를 얻기가 가능함을 보여주고 있다 그러나 TEM 시편은 여전히 작고 시편으로부터 얻는 정보는 불과 nm 수준이다. 따라서 일반적으로 TEM으로 얻은 정량적인 정보는 불과 특정한 점에서의 정보이기 때문에 여전히 논란의 소지가 많다. XRD는 탄소재료의 미세구조 해석을 위하여 가장 널리 이용되는 분석기기이다.

교환바이어스(exchange bias)현상은 강자성과 반강자성의 접합계면에서 강한 상호 교환결합력에 의해 발생하는 것으로 알려져 있다. 이 현상은 1956년 Meiklejohn과 Bean에 의해 CoO 층으로 둘러싸인 Co 입자에서 발견된 이후, 강자성과 반강자성의 접합계면을 가지는 다층 박막에서의 교환바이어스에 대한 연구가 진행되어왔다. 이는 강자성/반강자성 박막의 교환바이어스 특성을 이용하여, 강자성 박막의 스핀방향을 고정시킬 수 있기 때문이다. 이러한 교환바이어스 특성은 하드드라이브의 고밀도 자기헤드소자 및 비휘발성 자기메모리소자에 응용되어지는 등 경제적 가치를 갖는 기술적인 면과 교환바이어스라는 자기특성의 학문적인 가치로 인해 이 분야에 대한 집중적인 투자와 연구가 이루어지고 있다 최근에는 교환바이 어스 현상의 원인과 형성기구에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 강자성과 반강자성 박막의 단거리 상호 교환결합력에 의한 교환바이어스 현상은, 계면의 원자구조, 자기구조 및 각자성층의 여러 가지 인자들에 대해서 지속적으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 Helmhertz 코일의 진동샘플형 자력계(VSM)을 이용하여 Si 기판위에 증착된 NiFe(10nm)/FeMn(t)/NiFe(10nm) 다층박막에서 FeMn층의 두께에 대한 각각의 교환바이어스 현상을 조사하고 사잇층 FeMn층의 surface를 Ar ion beam etching하여 etching 조건에 따른 교환바이어스를 비교분석 하고자 한다.

MgTiO$_3$와 ZnTiO$_3$ 같은 ilmenite형 세라믹스는 유용한 유전특성 때문에 MLCC와 RF/microwave 장치와 같은 유전체 세라믹 부품에 사용될 수 있다. 그러나, 이 두 ilmenite형 세라믹스는 저온에서 hexagonal 구조를 띄는 ilmenite 합성에서의 난점들 때문에 LTCC에 사용되기 어려운데, 본 연구에서는 ilmenite형 세라믹스의 합성을 개선시키는데 Mechanically Activated Syntheses법(이하 MAS법)을 이용했다. MAS법으로 합성온도를 낮출 수 있었고 원치 않는 2차상의 형성을 방지할 수 있었으며, LTCC에 이용될 수 있는 분말들의 소결온도를 95$0^{\circ}C$ 이하로 내릴 수 있었다. 또한, MAS법을 이용했을 때와 기존의 방법을 이용했을 때의 여러 특성들을 비교 분석했다.

As a result of the recent miniaturization and enhancement in the performance of thin film inductors and thin film transformers, there are increased demands for the thin films with a high magnetic permeability in the high frequency range, a high saturation magnetization, a high electrical resistivity, and a low coercive force. In order to improve high frequency properties, we will investigate anisotropy field by shape and size of pattern. The Fe-Al-O thin films of 16mm diameter and 1$\mu\textrm{m}$ thickness were deposited on Si wafer, using RE magnetron reactive sputtering technique with the mixture of argon and oxygen gases. The fabricating conditions are obtained in the working partial pressure of 2m Torr, O$_2$ partial Pressure of 5%, Input power of 400w, and Al pellets on an Fe disk with purity of 99.9%. For continuous thin film is the 4Ms of 19.4kG, H$\sub$c/ of 0.6Oe, H$\sub$k/ of 6.0Oe and effective permeability of 2500 up to 100MHz. In this work, we expect to enhanced effect of magnetic anisotropy on patterned of Fe-Al-O thin films.

SiC 섬유의 고온강도를 향상시키기 위한 소결조제로 boron, aluminum 등을 사용할 수 있다. 본 연구에서는 폴리카보실란에 aluminum precursor를 첨가한 후 중합반응을 거쳐 Al-contained polycarbosilane을 합성하였다. 합성된 Al-contained polycarbosilane을 용융방사하여 섬유화 하고 열분해 공정을 통해 Si-Al-C-O 나노복합 섬유를 제조하였다. 먼저 aluminum butoxide와 polycarbosilane(commercial)을 200m1 xylene에 용해시켜 14$0^{\circ}C$에서 1시간 동안 reflux하였다. evaporator를 이용하여 xylene를 제거한 후 autoclave에서 25$0^{\circ}C$/30$0^{\circ}C$ 중합과정을 통해 가교결합 시켰다 이와 같이 합성된 시료는 ICP분석을 통해 aluminum 함량을 확인하였고 FT-IR(Fig.1) 및 GPC분석(Fig.2)으로부터 화학구조 및 분자량변화를 확인하였다. aluminum 첨가량이 증가함에 따라 Si-H/Si-$CH_3$의 결합크기의 비가 감소하였으며 이로부터 aluminum butoxide와 polycarbosilane의 가교결합이 이루어진 것으로 보이며 중합 후 분자량의 증가 또한 가교결합에 의한 결과로 사료된다 열무게감량(TGA) 측정 결과는 40$0^{\circ}C$부터 유기리간드의 분해가 일어나며 80$0^{\circ}C$이상에서 세라믹화 과정이 완료되었음을 알 수 있었다 또한 aluminum 첨가량이 증가함에 따라 세라믹 수율도 증가하였음을 확인하였다. 합성된 aluminum-contained polycarbosilane은 20$0^{\circ}C$에서 1시간 동안 불융화과정을 거쳐 환원 및 진공 분위기에서 고온 열처리하였으며 이로부터 얻어진 시료에 대해 XRD분석을 수행하였다. SEM과 TEM을 이용하여 미세구조를 관찰하였다.

고체산화물 연료전지(Solid oxide fuel cell : SOFC)는 연료기체가 소유하고 있는 화학에너지를 전기화학반응에 의해 직접 전기에너지로 변화시키는 에너지 변환 장치이다. 고체산화물 연료전지의 특성은 인산형, 용융탄산염형 및 고분자연료전지 둥 다른 연료전지에 비해 효율이 높고 공해가 적으며, 연료개질기가 필요 없고 복합발전이 가능하다. 그러나 작동온도가 고온(100$0^{\circ}C$)이어서 연결재 및 전지의 구성요소가 고가이고 전류집전 및 밀봉 둥 문제점을 가지고 있다. 전극 지지체식 연료전지의 개발은 얇고 치밀한 전해질 제조를 가능하게 하여 낮은 저항을 가지기 때문에 저온에서 작동을 용이하게 하여 고온작동시의 문제점을 해결하기 위한 방안으로 박막제조공정에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 또한 전지성능을 향상시키기 위해 전기화학적 반응면적과 가스 확산층을 넓게 하기 위한 기공률이 높고 전기전도도가 우수한 지지체 제작에도 많이 연구가 이루어지고 있다.

DLC(Diamond-Like Carbon)는 높은 경도, 내마모성, 화학적 안정성, 생체친화성 및 열전도율이 우수하여 VTR 헤드드럼, CRT Gun, Video Tape, 인공골절, 면도날 등에 널리 사용되고 있다. 에어컨용 Al 냉각핀은 높은 냉각성능의 향상으로 인한 전기절전 효과와 내부식성 및 친수성 등이 요구된다. DC-Sputtering법에 의한 에어컨용 알루미늄 냉각핀에 인가전압의 변화 (300V, 500V, 600V)와 증착시간 (3시간, 5시간 증착)의 변화에 따른 DLC 박막을 합성하여 AFM, XRD 및 Raman spectroscopy 측정을 통하여 분석하고, Micro Vickers Hardness 및 Roughness 등을 측정하였다.

무기 나노 입자와 유기물간의 균일한 화학적 결합으로 제조된 나노 구조형 재료는 수많은 용도에 부응할 수 있는 기계적, 전기적 및 광학적 특성을 설계, 제조하는데 유용한 방법으로 사용되고 있다. 이중 화학적 습식 졸-겔 공정은 나노 구조형 유/무기 하이브리드 재료 제조에 매우 효과적인 방법으로 알려져 있으며 내부식성 금속 코팅막, 내 스크래치 코팅막 제조에 활용되고 있다. 그러나 무기 나노 졸 입자와 유기물과의 매개로 작용하는 커플링제와의 하이브리드 과정에 대한 정보는 극히 조금 알려져 있다. 본 연구에서는 알루미나 나노 졸과 GPS((3-glycidoxypropyl-triethoxysilane)와의 하이브리드 생성 과정을 이온 전도도 측정으로 관찰한 결과를 보고하고자 한다. 알루미나 나노 졸은 Al(NO$_3$)$_3$.9$H_2O$ 수용액에 NH$_4$OH를 가하여 침전물을 얻고 여과 및 수세하여 졸 입자의 함량이 약 5 wt%가 되게 이온교환수와 해교제인 초산을 소량 가하여 10$0^{\circ}C$에서 약 50시간 열처리하는 방법으로 제조하였다. 알루미나 졸 입자와 GPS와의 결합 과정을 reactor FT-IR로 시간에 파라 연속적으로 분석하여 그 반응 경로를 이온 전기전도와 비교하여 논의 될 것이다. 아래 그림 1은 알루미나 나노 졸에 GPS를 첨가한 후 시간에 따라 얻어진 이온 전기전도도를 나타낸 그림이다.

나노인덴테이션은 시편에 압자를 침투시켜 재료의 기계적 특성을 파악할 수 있는 경도시험법이다. 압입범위를 나노미터범위로 조절할 수 있어 기존에 접근할 수 없었던 극 미소부분에로 응용이 넓어지고 있다. 경도시험시 재료의 탄성 및 소성 작용에 의해 재료는 변형되고, 표면변화 관찰을 통해 표면아래 부분에서 이루어지고 있는 거동을 예측할 수 있다. 이러한 관점에서 나노인덴테이션 시험시에도 발생하는 파일업과 싱크인 현상에서 재료가 나노미터 범위에서 어떠한 양상으로 변형을 하는지를 고찰하는 것은 의미가 있을 것이다. 본 연구에서 파일업과 싱크인의 양상을 파악하고 그 양을 정량화하기 위하여 가공경화양에 따른 표면변화와 압입하중 변화에 따른 표면변화를 관찰하였다. 어닐링한 봉상 알루미늄을 압축변형을 0%, 5%, 20%, 40%, 50% 로 변형시켜 가공경화를 일으켰고, 표면은 전해연마하여 나노압입시험이 가능하도록 하였다. 각각의 시편을 나노인덴테이션 압입하중을 변화시켜 재료에서 하중 변화에 따라 나타나는 표면변화를 관찰하였고, 위의 각 조건에서 파일업양을 정량화 하였다. 연구결과에 대해 ANSYS 유한요소분석 프로그램을 사용하여 재료의 변형양상을 시뮬레이션 하였고, 실제 실험데이터와 비교 분석하였다.

층상이중수화물(Layered Double Hydroxides, LDH)은 층 사이에 무기물 음이온이 있는 2차원 충상구조물로서 이들 층 사이의 공간에 이동 가능한 수화된 음이온의 존재로 전하균형을 이룬다. 층 사이의 음이온은 교환이 가능하며, 나머지의 공간은 물분자로 채워져 있다. 이러한 특성을 응용하여 LDH는 촉매, 음이온 교환제, 흡착제, 담체로 사용가능하며, 특히 음이온 교환능이 있는 소재로 고분자에 적용되고 있으며, 층간에 염료를 삽입한 복합체의 제조 둥에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이의 적용에서 LDH의 입도는 결정적인 한계 요인으로 작용하기도 한다. 본 실험에서는 Mg-Al-NO$_3$ 층상이중수산화물(Mg-Al-NO$_3$-LDH)을 공침전법으로 합성하고, 양이온의 농도와 공침시 pH 및 교반조건의 변화가 생성된 LDH의 결정상, 형상, 입도, 및 양이온교환능에 미치는 영향을 알아보았다. 특히 초음파 분산법을 적용하는 경우 생성되는 LDH 입자크기의 미세화에 효과적인 것을 확인 할 수 있었다.