High frequency electromagnetic(EM) waves are increasingly being applied in industries because of saturationat lower frequency bands as a result of huge demand. However, electromagneticinterference (EMI) has become a serious problem, and as a result, highfrequency EM absorbers are now being extensively studied. Also, recentdevelopments in absorber technology have focused on producing absorbers thatare thin, flexible, and strong. Hence, one-dimension ferrous nano-materials area potential research field, because of their interesting electronic andmagnetic properties. Commercially, EM wave absorbing products are made ofcomposites, which blend the insulating polymer with magnetic fillers. Inparticular, the shape of the magnetic fillers, such flaky, acicular, or fibrousmagnetic metal particles, rather than spherical, is essential for synthesizingthin and lightweight EM wave absorbers with higher permeability. High aspectratio materials exhibit a higher permeability value and therefore betterabsorption of the EM wave, because of electromagnetic anisotropy. Nanowires areusually fabricated by drawing, template synthesis, phase separation, selfassembly, and electrospinning with a thermal treatment and reduction process.Producing nanowires by the electrospinning method involves a conventionalsol-gel process that is simple, unique, and cost-effective. In thispresentation, Magnetic nanowire and dielectric materials coated magneticnanowire with a high aspect ratio were successfully synthesized by theelectrospinning process with heat treatment and reduction. In addition toestimating the EM wave absorption ability of the synthesized magnetic anddielectric materials coated magnetic nanowire with a network analyzer, weinvestigated the possibility of using these nanowires as high-frequency EM waveabsorbers. Furthermore, a wide variety of topics will be discussed such as thetransparent conducting nanowire and semiconducting nanowire/tube with theelectrospinning process.

Ni 기 초내열합금은 원자력 발전설비의 열교환기용 재료를 비롯한 발전용 가스터빈, 제트엔진, 화학공장용 튜브 및 파이프재료 등 우수한 고온 기계적 특성 및 고온 내식성을 요구하는 각종 부품재에 광범위하게 이용되고 있다. Al 확산침투처리는 Ni기 초내열합금에 Al 혼합분말을 이용하여 금속간합화물을 코팅함으로써 고온산화특성 향상에 효과적인 방법이다. 본 연구에서는 Al 확산침투처리를 통하여 Inconel 617 표면에 Aluminide 코팅층을 형성함으로써 고온 내산화특성을 향상시키고자 하였다. Al 확산침투처리는 Al :$Al_2O_3$ : $NH_4Cl$ = 15g : 83g : 2g(wt.%)의 비율의 혼합분말을 사용하여 $900^{\circ}C$에서 1 시간 동안 Ar 분위기에서 수행되었다. Al 확산침투처리 후 $950^{\circ}C$에서 1000 시간 동안 air 분위기에서 열화시험을 수행하였다. Al 확산침투처리 후 고온열화를 통해 고온산화특성을 평가였으며, 고온 열화에 의해 형성된 코팅층의 석출물과 계면상의 상분석을 수행하였다.

Nanotechnology has beenrapidly evolved from passive nanostructures where nanostructures with steadystructures and functions often used as parts of a product to activenanostructures which change their properties during use. Startingaround 2010, it is anticipated that researchers will cultivate expertise withsystems of nanostructures, directing large numbers of intricate components tospecified needs. One dimensional (1-D) nanostructures suchas nanowires and nanotubes are extremely attractive building blocks for nextgeneration devices because of their high surface to volume ratio and uniquesize dependent properties. In addition, their extremely high aspectratio offers researchers the potentials to build axial or radialheterostructures to integrate multiple functionality from intrinsic propertiesof the material or through interfacial phenomena. Spatialmanipulation and the ability to assemble and position nanostuructures in acontrolled matter so they are registered to define spaces is also a criticalstep toward scalable integration in high density nanodevices. In thispresentation, a generalized template directed electrodeposition with ancillaryassembly, contact will be presented to synthesize axial and radialheterostructures in cost-effective matter and these individual nanostructureswill be applied to spintronics, gas and biological sensors and thermoelectrics.

Microfluidics and BioMEMStechnology has increasingly been used as a tool for studying small volumes oftissue and even individual cells. One of the most important benefits ofmicrofluidic technology is the potential to build devices that analyze and sortmammalian cells. The "sorting problem" typically requires that a fewcells be selected and isolated from a larger population of hundreds, thousandsor even millions of other cells. For example, cancer tumor cells may resideamong a large population of healthy cells, but it would be of great interest toidentify, isolate and study only the cancer cells. In another application, onemay want to determine the number of white blood cells within a sample of blood.We have developed microfluidic devices that enable researchers to select cellsfrom a population by a variety of methods, including antibody staining,dielectrophoretic selection, and physical size selection. These devices haveapplications in cancer research where cancer cells must be identified fromnormal tissue, but where only small samples of tissue are available. In thistalk, we will present some of our microfluidic cell sorting devices, discusstheir physical principles, and their use in biological applications.

The dream of futurists andtechnologists is to build complex, multifunctional machines so small that theycan only be seen with the aid of a microscope. The unprecedented technologyadvancements in miniaturizing integrated circuits on semiconductors, and theresulting plethora of sophisticated, low cost electronic devices demonstratethe impact that micro/nano scale engineering can have when applied only to thearea of electrical and computer engineering. Emerging research efforts indeveloping organic and inorganic nano materials together with using micro/nanofabrication techniques for implementing integrated multifunctional devices hopeto yield similar revolutions in other engineering fields. By cross linking theindividual engineering fields through micro/nano technology, various organicand inorganic materials and miniaturized system devices can be developed thatwill have future impacts in the IT and life science applications. Yet to buildthe complex micromachines and nanomachine of the future, engineering will needto develop the technology capable of seamlessly integrating these materials andsubsystems together at the micro and nano scales. The micromachines of thefuture will be “integrated nanosystems,” complex devices requiring the integration of multiple materials,phenomena, technologies, and functions at the same platform. To develop thistechnology will require great efforts in materials science and engineering, infundamental and applied sciences. In this talk, we will first discuss thenature of micro and nanotechnology research for IT and life sciences, and thenintroduce selected current activities in micro and nanotechnology research fororganic and inorganic materials and devices. The newly developed micro/nanofabrication processes and devices, combined with in-depth scientificunderstandings of materials, can lead to rapid development of next generationsystems for applications in IT and life sciences.

10년 후면 영어와 한국어가 실시간으로 자동 통역되는 통역기가등장하며, 컴퓨터의 키보드 나 마우스 등은 음성으로 대체되며, 인간과대화를 나누는 로봇이 등장하여 대부분의 인간 허드렛일을 대행 할 것으로 예상된다. 이러한 인공 지능형기기를 구현하기 위해서는 현재보다 1천배 이상의 성능을 보이는 즉, 테라급의 CPU와 메모리가 필요하다. 현재 반도체소자의 주류를 이루고 있는실리콘 트랜지스터는 무어 법칙에 따라 매18개월마다 2 배씩트랜지스터 집적도가 증가되어 왔으며 현재 32nm가 시장 출시를 앞두고 있으나 2016년 이후 22nm 이하는 특성 불균일/열 발생 과 같은 기술적 한계와 천문학적으로 늘어나는 칩 제조비용 때문에 제품 출시가 매우 어려울 것으로 여겨진다. 교육과학기술부는 이러한 한계 극복을 위해 21세기 Frontier 프로그램으로 테라급나노소자개발사업단을 2000년 7월 발족 하였으며 본 사업단은 테라급의 성능과 메모리 집적도를 갖는 나노소자개발을 최종목표로 출범 하였다. 프론티어사업은 10년 이상의 장기적인 개발기간이 필요한 'High Risk, High Return'의 특성을 갖고 있다. 본사업단은 이러한 프론티어사업의 취지에 따라 철저한 사전기획과 기술 환경변화에 따른 신속한 대응력, 철저한현장 중심적 사업관리를 해왔다. 본 재료학회 추계학술대회에서는 본 사업단이 이룩한 성과와 미래의 나노소자들을 소개할 예정이다.

Organic photovoltaic (OPV)cells have attracted considerable attention due to their potential for flexible, lightweight, and low-cost application of solar energy conversion. Since a 1% power conversion efficiency (PCE) OPV based on a single donor-acceptor heterojunction was reported by Tang, the PCE has steadily improved around 5%. It is well known that a high parallel (shunt)resistance and a low series resistance are required simultaneously to achieve ideal photovoltaic devices. The device should be free of leakage current through the device to maximize the parallel resistance. The series resistance is attributed to the ohmic loss in the whole device, which includes the bulk resistance and the contact resistance. The bulk resistance originated from the bulk resistance of the organic layer and the electrodes; the contact resistance comes from the interface between the electrodes and the active layer. Furthermore, it has been reported that the bulk resistance of the indium tin oxide (ITO) of the devices dominates the series resistance of OPVs for a large area more than $0.01\;cm^2$. Therefore, in practical application, the large area of ITO may significantly reduce the device performance. In this work, we investigated the effect of sheet resistance ($R_{sh}$) of deposited ITO on the performance of OPVs. It was found that the device performance of polythiophene-fullerene (P3HT:PCBM) bulk heterojunction OPVs was critically dependent on Rsh of the ITO electrode. With decreasing $R_{sh}$ of the ITO from 39 to $8.5\;{\Omega}/{\square}$, the fill factor (FF) of OPVs was dramatically improved from 0.407 to 0.580, resulting in improvement of PCE from $1.63{\pm}0.2$ to $2.5{\pm}0.1%$ underan AM1.5 simulated solar intensity of $100\;mW/cm^2$.

From 10 years ago, the development of nano-devices endeavored to achieve reconstruction of information technology (IT) and nano technology (NT) industry. Among the many materials for the IT and NT industry, zinc oxide (ZnO) is a very promising candidate material for the research of nano-device development. Nano-structures of ZnO-based materials were grown easily via various methods and it attracts huge attention because of their superior electrical and optical properties for optoelectronic devices. Recently, among the various growth methods, MOCVD has attracted considerable attention because it is suitable process with benefits such as large area growth, vertical alignment, and accurate doping for nano-device fabrication. However, ZnO based nanowires grown by MOCVD process were had the principal problems of 1st interfacial layers between substrate and nanowire, 2nd a broad diameter (about 100 nm), and 3rd high density, and 4th critical evaporation temperature of Zinc precursors. In particular, the growth of high performance nanowire for high efficiency nano-devices must be formed at high temperature growth, but zinc precursors were evaporated at high temperature.These problems should be repaired for materialization of ultra high performance quantum devices with quantum effect. For this reason, we firstly proposed the growth method of vertical aligned slim MgZnO nanowires (< 10 nm) without interfacial layers using self-phase separation by introduced Mg at critical evaporation temperature of Zinc precursors ($500^{\circ}C$). Here, the self-phase separation was reported that MgO-rich and the ZnO-rich phases were spontaneously formed by additionally introduced Mg precursors. In the growth of nanowires, the nanowires were only grown on the wurzite single crystal seeds as ZnO-rich phases with relatively low Mg composition (~36 at %). In this study, we investigated the microstructural behaviors of self-phase separation with increasing the Mg fluxes in the growth of MZO NWs, in order to secure drastic control engineering of density,diameter, and shape of nanowires.

신경외과는 뇌수술과 척추수술로 나눈다. 이중뇌수술 분야에서는 두개강내압 항진시 감압술이라고 '머리의 뚜껑을 연다'라는 표현과 마찬가지로 두개골의 일부분(손바닥크기)을 절제하는 수술이 있다. 이때 과거에는 떼어낸 뼈를 복부의 피하지방밑에 심어서 보관을 하다가 3-6개월 후 환자의 뇌상태가 안정이 되면 다시 꺼내어 제자리에 놓았는데, 골편이 피하지방에서 녹는 경우가 다소 있고, 복부에 이식한 장소가염증이 생기는 경우도 있어서 요즘은 냉동고에서 -70도를 유지하여 보관 후 나중이 복원 수술을 할 때녹여서 사용한다. 이를 '자가골 두개성형술' 이라 한다. 하지만골편의 오염이나 소실 혹은 1차 두개성형술 후 감염 등 어쩔 수 없이 자가골을 사용 못하는 경우에는인공으로 두개골편 모형을 제작하여 '뚜껑'으로 사용해야 한다. 현재PMMA를 이용하여 수술 시 모형을 제작하는 방법이 많이 사용되며 최근 단단한 스펀지 형태의 인공제품이 사용되고 있으나 가격이 매우비싸지만 스펀지 기공내로 자가골이 자란다는 장점이 있다. 척추수술 분야에서는 뼈 대치품을 비교적 많이필요로 한다. 즉 척추 후방고정을 하는 경우 원래 수술의 목적인 감압술이나 교정술 등을 한 후 척추분절간 쇠(티타늄사용)고정을 한 뒤에 뼈조직(자가골이나 동종이식골, DBM, HA stick) 등을 충분히 사용하여덮어줌으로써 분절간 골유합을 유도할 때 많은 양이 필요하며, 척추 전방으로 수술을 하는 경우에도 디스크공간이 빈 상태에서 Cage(추체와 추체를 지지하는 작은 상자모양) 내에뼈조직을 넣어서 척추분절간 골유합이 일어나도록 한다. 최근 HA를 cage 대용품으로 사용한 경우에서 HA가 부서지는 경우가 기사화된바 있다. 또한 경추의 추체 내에 작은 구멍만 뚫고 디스크 수술을 한 후에 그 구멍에 HA+B-TCP 소재를 넣어 천연뼈의 성장 유도를 위해 사용되는 등 신경외과의 다양한 분야에서 생체소재들이 사용되고 있다.

Nanostructured materials arecurrently receiving much attention because of their unique structural andphysical properties. Research has been stimulated by the envisagedapplications for this new class of materials in electronics, optics, catalysisand magnetic storage since the properties derived from nanometer-scalematerials are not present in either isolated molecules or micrometer-scalesolids. This study presents the experimental results derived fromthe various functional materials processed in nano-scale using pulsed laserablation, since those materials exhibit new physical phenomena caused by thereduction dimensionality. This presentation consists of three mainparts to consider in pulsed laser ablation (PLA) technique; first nanocrystallinefilms, second, nanocolloidal particles in liquid, and third, nanocoating fororganic/inorganic hybridization. Firstly, nanocrystalline films weresynthesized by pulsed laser deposition at various Ar gas pressures withoutsubstrate heating and/or post annealing treatments. From the controlof processng parameters, nanocystalline films of complex oxides and non-oxidematerials have been successfully fabricated. The excellentcapability of pulsed laser ablation for reactive deposition and its ability totransfer the original stoichiometry of the bulk target to the deposited filmsmakes it suitable for the fabrication of various functionalmaterials. Then, pulsed laser ablation in liquid has attracted muchattention as a new technique to prepare nanocolloidal particles. Inthis work, we represent a novel synthetic approach to directly producehighly-dispersed fluorescent colloidal nanoparticles using the PLA from ceramicbulk target in liquid phase without any surfactant. Furthermore, novel methodbased on simultaneous motion tracking of several individual nanoparticles isproposed for the convenient determination of nanoparticle sizedistributions. Finally, we report that the GaAs nanocrystals issynthesized successfully on the surface of PMMA (polymethylmethacrylate)microspheres by modified PLD technique using a particle fluidizationunit. The characteristics of the laser deposited GaAs nanocrytalswere then investigated. It should be noted that this is the first successfultrial to apply the PLD process nanocrystals on spherical polymermatrices. The present process is found to be a promising method fororganic/inorganic hybridization.

세계 어디에서나 에너지의 수요가 급속히 증가하고 있는 반면, 인류가 사용 가능한 에너지 자원은 그 한계가 보이고 있다. 더욱이지구 온난화 현상이 표면화되어 있는 현 시점에서 인류의 사회활동은 환경문제와 밀접하게 연관되어져서 생각해야 한다는 것이 지구라는 close system 에서는 명확하다. 한정된 에너지 자원을 유용하게 사용하여 인류 미래의 삶을 보다 윤택하게 유지하기 위하여서는 사용목적에 맞는 최적의 에너지 형태로 효율 좋게 변환하는 것은 무엇보다도 중요하다. 열전기술은 원래우주개발 및 군사관계에 우선적으로 사용된 기술로써, 냉전시대의 미국과 소련이 개발경쟁을 한 바 있다. 열을 전기로 바꾸는 열전발전과 전기를 열로 바꾸는 냉동 보온의 양면으로부터 우주 탐사기에 탑재된 발전기, 잠수함용 냉난방장치, 비상용 전원, 자동차용 전원 등 가지각색의 system 이 고안되었다. 냉전시대가 끝나고 우주 군사 관계의 기술이 외부로 확산되게 되었으나 열전분야에서는 변환효율이 크지 않다는 단점으로 인해 민생부분으로 즉각적으로 전이할 수없는 어려운 점이 내재해 있었다. 에너지 및 환경의 문제가 심각히 대두되고 있는 오늘날에 이르러서야재료 및 그 응용에 대한 연구가 다시 붐을 이루어 활발히 진행되고 있다. 본 발표에서는 열전소재의 효율을 높이기 위한 고차나노구조 제어기술 및 그것을 이용한 최근의 연구결과들을 소개한다.

Nanoporous bioactive glass(NBG) ceramic with well interconnected pore structures were fabricated bytriblock copolymer templating and sol-gel techniques. Hierarchically porous BGbeads were also successfully synthesized by controlling the condition of solvent.The beads have hierarchically nano- and macro-pore structure with a sizesbetween several tens nanometers and several hundred micrometers. Both NBG andBG beads show superior bone-forming bioactivity and good in vitrobiodegradability. Biocompatibility both in vitro and in vivo were examed andwas revealed that it largely relies on the pore morphology as well ascomposition. Our synthetic process can be adapted for the purpose of preparingvarious bioceramics, which have excellent potential applications in the fieldof biomaterials such as tissue engineering and drug storage.

Ternary Al2O3.ZrO2.Y2O3 samples with a eutecticcomposition were prepared by slow cooling. The microstructural evolution wasobserved with X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM). TheSEM observation of the ternary samples agreed with the XRD with a completion ofcrystallisation by slow cooling. The target materials commonly have 'cantaloupe skin' microstructures as shown inthe previous studies by Han et al. The nanocomposite may have experienceddifferent cooling rates with two different microstructures, near the surfacehaving experienced optimal conditions for the eutectic reaction during theircooling and thus formed the eutectic microstructure, near the centre havingexperienced a slower cooling rate. The crystallised eutectic ternary Al2O3.ZrO2.Y2O3 system had three different phaseswith a 3Y2O3. 5Al2O3 (yttrium.aluminiumgarnet phase), an alumina phase formed by the eutectic reaction, and a solidsolution of ZrO2 and Y2O3.

Au-Ag 합금 박막에서 화학적으로 덜 안정한 Ag를 선택적으로 에칭하는 dealloying 기법을 통하여 crack-free 나노기공 gold 박막을 Si 기판에 제조하였다. Au-Ag 합금 박막은 두 가지 방법을 이용하였다: 1) thermal 또는 electron beam 증착법을 이용하여 Au 와 Ag 다층 박막을 Si 기판에 증착시킨 후 열처리를 통한 합금 박막제조; 2) co-thermal 증착법을 이용하여 Au-Ag 합금박막을 Si 기판에 직접 증착. Crack-free 나노기공 gold 박막 제조에 적합한 합금조성을 얻기 위하여 증착 속도, 열처리조건, dealloying 조건등을 조절하였다. Perchloric acid, HClO4 전해질을 이용한 전기화학적 dealloying을 통하여 crack-free 나노기공 gold 박막을 제조하였고, 기공크기를 조절할 수 있었다. 이에 더하여, electrophoretic 방법을 이용하여 나노기공 gold와 semiconductive 양자점 (CdTe 또는 CdSe)의 나노복합박막을 형성시킨 후 특성을 분석하였다.

Nano-hydroxyapatite (N-HAp)has shown the pivotal role in producing bone-regenerative materials since it has similarity to natural bone minerals in terms of size, morphology, and the composition. Currently, the combination of biopolymers and N-HAp is recognizedas an attractive approach in generating hybrid scaffolds for bone tissueengineering. Surface engineering is an important issue since it determines whether cells can effectively adhere and proliferate on porous scaffolds. We aim to develop a synthetic approach to porous 3D scaffolds by immobilizing N-HAp on pore surfaces. The discrete nano-level anchoring of N-HAp on the scaffold pore surface is achieved using surface-repellent stable colloidal N-HAp with surface phosphate functionality. This rational surface engineering enables surface-anchored N-HAp to express its overall intrinsic bioactivity,since N-HAp is not phase-mixed with the polymers. The porous polymer scaffolds with surface-immobilized N-HAp provide more favorable environments thanconventional bulk phase-mixed polymer/N-HAp scaffolds in terms of cellular interaction and growth. In vitro biological evaluation using alkalinephosphatase activity assay supports that immobilized N-HAp on pore surfaces of polymer scaffolds contributed to the more enhanced in vitro osteogenicpotential. Besides, the scaffolds with surface-exposed N-HAp provide favorable environments for enhanced in vivo bone tissue growth, estimated by characteristic biomarkers of bone formation such as collagen. The results suggest that newly developed hybrid scaffolds with surface-immobilized N-HApmay serve as a useful 3D substrate with pore surfaces featuring excellent bonetissue-regenerative properties. Acknowledgement. This research was supported by a grant (code #: 2009K000430) from 'Center for Nanostructured Materials Technology' under '21st Century Frontier R&D Programs' of the Ministry of Education, Science and Technology, Korea.

The work describes anoptimized process to highly efficient and convenient preparation in highthroughput magnetic human DNA separation with chemically functionalizedsilica-coated magnetic nanoparticles. The effect of nanoparticle's size and the surface's hydrophilicity change were studied for magnetic DNA separation process, inwhich the optimum efficiency was explored via the function of the amino-groupnumbers, particle size, the amount of the nanoparticles used, and theconcentration of NaCl salt. The DNA adsorption yields were high in terms of theamount of triamino-functionalized nanoparticles used, and the average particlesize was 25 nm. The adsorption efficiency of aminofunctionalized nanoparticleswas the 4-5 times (80-100%) higher compared to silica-coated nanoparticles only(10-20%). DNA desorption efficiency showed an optimum level of over 0.7 M ofthe NaCl concentration. To elucidate the agglomeration of nanoparticles afterelectrostatic interaction, the Guinier plots were calculated from small angleX-ray diffractions in a comparison of the results of electron diffraction TEM,and confocal laser scanning microscopy. Additionally, the direct separation ofhuman genomic DNA was achieved from human saliva and whole blood with highefficiency.

에어로젤은 인류가 개발한 소재 중에서 가장 가벼운 고체로, 기공률이 90%이상이고 비표면적은 ~1000m2/g, 기공의 크기는 10nm 크기로 이루어진 나노기공 물질이다. 1931년에 Kisley가 물유리로부터 실리카 에어로젤을 합성한 이래로 실리카 에어로젤에 대한 연구가 가장 많이 이루어져왔으며, 단열소재, 흡음재, 체렌코프우주선 디텍터, 반도체의 초저유전소재, 유출된 석유의 정제, 촉매 등에 대한 응용에 대해서도 연구가 많이 이루어져 왔다. 그리고TiO2와 같은 광촉매 에어로젤 소재, 카본 에어로젤 소재등 다양한 나노기공 소재에 대해서도 연구가 이루어지고 있으며, 카본 에어로젤의 경우 나노기공과 비표면적을이용한 전기이중층 커패시터 (EDLC)에 대한 연구도 이루어지고 이다. 본 연구에서는 첫째로, 실리카 에어로젤에 대한 연구결과를 소개하고 이의 단열소재로서의 응용가능성에대하여 언급하고자 한다. 실리카 에어로젤 나노기공 소재의 경우, 기공크기가 10nm크기로 매우 작고 공기의 자유이동길이와 거의 비슷하여서 대류에 의한 열전달을 낮출 수 있으며, 낮은 고체함량으로 인하여 포논에 의한 열전달을 낮출 수 있기 때문에 단열소재로서 최고의 성능을 나타낸다. 하지만, 문제는 높은 기공률로 인한 기계적인 취약성이 문제이다. 따라서 이를 보완하기 위항 섬유로 에어로젤을 보강할 수 있는데, 이를통하여 에어로젤 나노기공소재와 섬유보강에 의한 복합화에 대하여 말하고자 한다. 또 다른 하나의 연구방법은유기-무기 하이브리드 나노기공 소재를 합성하는 것이다. 여기서는하나의 방법으로 MTEOS-TEOS의 하이브리드화와 초임계 건조공정에 의한 나노기공 소재에 대한 연구결과를소개하고자 한다. 마지막으로 카본 에어로젤 나노기공소재의 합성과 나노기공 구조의 제어 및 물성평가에 대한 것을 말하고자하는데, 본 발표에서는 레소시놀과 포름알데히드를 촉매에 의한 중합반응을 통하여 유기 에어로젤 소재를 합성하고 분위기에서탄소화 공정을 통하여 카본에어로젤을 합성하였다. 또한 금속 니켈을 도입하는 것에 의하여 탄소/니켈 복합 하이브리드 에어로젤 소재를 합성하고 슈퍼커패시터 전기화학 특성에 대한 연구결과를 발표하고자 한다.

전도성 고분자는 재료의 경제적 측면 이외에 반도체로서의 다양한 전기적 특성, 생물학적 적합성, 다양한 합성 가능성 등의 우수한 장점을 지니고있어 많은 분야에 응용되고 있다. 그러나 유기물질이라는 한계로 인하여 기존 nano/microfabrication에서 일반적으로 적용되는 패터닝 방법을 적용하는데 어려움이있다. 따라서 많은 연구자들이 독립적인 나노 크기 개체를 만든 후 이의 자가 조립, 혹은 이와 유사한 방법에 의해 소자를 형성하고자 하는 노력을 기울이고 있다.이러한 bottom-up방식에 의한 소자 구성은 나노크기의 전도성 고분자 물질을 소자화하는데에는 성공하고 있으나, 복잡한 패터닝과 다양한 크기의 나노구조체를 정확한 위치에 정렬시키는 문제에 있어서 명확한 해답을 제시하지 못하는 실정이다. 본 연구에서는 현재 보편적으로 이용되고 있는 금속의nano/microfabrication공정과 전도성 폴리머의 전해합성를 복합화하여 고정밀도 및 다양한 패턴의 나노 소자를 구현하고자하였다. 이를 위하여 전해합성 조건에 따른 polypyrrole의전기적 특성을 평가하였으며, 하부 금속전극관의 복합적층화를 통한 접촉저항의 최소화를 구현하고자 하였다. 또한 이와 같은 self-alignedelectropolymerization방법을 이용하여 구성된 nano/micro 소자의 gas sensor 및 bio sensor로서의 적용가능성에 대하여평가하였다.

발포금속은 1948년에 Sosnik에 의해 알루미늄에 수은을 증발시키는 방법으로 발포 알루미늄을 제조한 이래, 1951년 Elliot에 의해 진보된 방식인 발포 매개체를 용탕에혼입하는 방법으로 발포금속을 제조하기 시작하였다. 현재 이들 선진국가의 생산방법 및 현황은 균질 기공의 조절, 연속주조 방식과 원가절감, 그리고 제조기술의 진보를 통하여 다양한 분야에 적용되고 있다. 그러나 실용화를 위해서는 요구특성을 만족하고 동시에 가격 경쟁력을 가진 제조기술의 보유 및 개발과 독특한 특성을활용한 새로운 적용 분야의 개척이 필요하다고 생각되며, 이를 위해 Harvard, MIT, Aachen, HMI 등 구미 유수 대학과 NASA, 미국방성등의 연구기관, ERG, 신강(新鋼) wire등 산업체를 중심으로제조 및 특성평가에 관한 기초연구와 활용방안이 활발히 모색중에 있다. 그리고 일부 자동차 생산 업체를중심으로 발포금속을 적용한 초경량, 에너지 절감형의 자동차 부품 소재,항공기 방열판 등에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히 금속 기체의 GASAR 공법은 Lotus 공법으로 Osaka 대학에서 개발되어 열교환기, 항공기, 방열기 등으로 응용이 확대되고 있다 국내에서 완제품생산은 실내장식용 복합패널로서 한소 프라임이 운영상의 문제로 생산을 중단하였으며, 유닉슨(주), 금강(주)에서 Batch식, 금성산업에서 Pot식이 일부 생산 및 연구가 진행되었으나 현재는 본연구실의 협조로 (주) 폼텍에서 발포패널을 주로 생산하고 있고 (주)드림메탈과 (주)아크로폼텍에서일부 생산되고, (주)동일알루미늄에서는 폐 scrap을 이용한 발포 Al 제조가 연구단계에 있다. 생기원에서는 분말 가열 흡음패널이 개발되었으나 강도와 내열성이 낮아 이들 특성을 향상시크는 연구가 진행중이다. 이들 제품은 성능상으로는 동양강판의 흡음패널과 KIMM의 필터용은연구개발이 낮은 수준이며, 본 연구팀과 공동 개발한 (주)폼텍의 복합패널은 10여 가지의 실용특허로 건축마감재로서 오히려 선진국수준을능가한 상태이다, 한편, 발포금속 기능성 개발은, 이들이 가지고 있는 우수한 특성 때문에 군수용으로부터 민수 산업용까지 전분야에 적용이 가능한 소재이므로 수요처를확장하고 있으므로 제품의 균질성, 안정성과 기능성 개발 향상을 위해 지속적이고 체계적인 연구가 필요하다고 생각된다.

Al Foam 소재는 다공질 금속으로써 저밀도 및 우수한 충격에너지 흡수능으로 최근 새로운 기능성 재료로 부상하여 세계 각국에서 연구개발이 활발하게 진행되고있다. 특히 이러한 Al Foam재를 자동차용 부품의 충격흡수재로사용할 경우 뛰어난 충격흡수능으로 인해 고안전 차량 부품 개발에 획기적인 기술 적용이 기대된다. 그러나, 종래 Al Foam재를 기계부품 등에 삽입할 경우 발포금속을 제조하여 부품 형상에 따라 가공하여 삽입하였으나 이는 공정 중 추가적인 기계 가공 및 비용이 들며 이에 따라생산성이 떨어지는 단점이 있었다. 따라서 본 연구논문에서는 차량용 충격흡수 부품 제작에있어 추가적인 가공 및 공정 수를 줄일 수 있는 Y-프로세스라는 주조공법을 적용하여 Net 형상 Al Foam재를 제작하였다. Y-프로세스는 Al Foam 금속 용탕이 주형에 투하되었을 때 Net 형상의 주형을 용탕 내 삽입하여 금속 용탕의 발포 및 응고시 Net 형상을따라 발포 및 응고가 되도록 하여 Net 형상의 Al Foam이삽입된 부품을 만드는 공법을 말한다. Y-프로세스로제조된 Al Foam재는 주형 내 완전히 충진되지는 못하였으나 주형내 충진된 Al Foam재의 상하부 셀크기가 비교적 균일한 모습을 나타내어 향후 공정제어를 통해 우수한 품질의 Net 형상 Al Foam 제조가 가능함을 알 수있었다.

금속 다공체는 자동차, 선박, 건축 등의 분야에서 구조물이나 충격흡수제 등으로 응용되고 있는데 이들은 일반 금속 구조물에 비해 가볍고 플라스틱에비해서는 강한 장점을 지닌다. 현재 사용되고 있는 대부분의 금속 다공체는 발포 주조공정으로 제조된 알루미늄으로서, 철계 합금에 비해 가벼운 장점을 갖지만 강도가 상당히 떨어지고 가격이 높은 단점을 가진다. 따라서 본 연구에서는 알루미늄 대신 철계 합금으로 다공체를 제조하고자 하였고 제조방법으로는 주조공정 대신 분말공정을선택하였다. 분말공정은 구형 스티로폼을 금속분말 슬러리로 코팅한 후 스티로폼을 제거하여 낱개의 금속중공체(Metallic Hollow Sphere)를 제조하고 이렇게 제조된 중공체를 뭉쳐 성형함으로써최종 형상의 다공체를 제조하는 방법이다. 이 방법으로 제조된 다공체는 주조공정으로 제조된 다공체보다높은 강도를 나타내며 낱개의 중공체는 성형공정을 거치지 않고 필터나 충진재 등의 새로운 용도로 활용될 수 있다.

Ceramics have some properties that are unmatched by other kind of materials like metals or polymers. The ability of high thermal and chemical resistance and in case of being superior in specific mechanical properties makes the ceramic materials suitable for arange of applications. The microstructure and morphology of a material arguably permit the use of many advanced application otherwise difficult to achieve.Porous structures have some important applications in biomedical and environmental field. For human hard tissue reconstruction and augmentation procedure suitable biomaterials are used with a desirable porosity. A range of porous bioceramics were fabricated with tailored design to meet the demand of specific applications. Channeled and interconnected porosity was introduced in alumina, zirconia, and hydroxyapatite or tri calcium phosphate ceramics by different methods like multi-pass extrusion process, bubble formation in viscous slurry,slurry dripping in immiscible liquid, sponge replica method etc. The detailed microstructural and morphological investigations were carried out to establish the unique features of each method and the developed systems. For environmental filters the porous structures were also very important. We investigated a range of channeled and randomly porous silicon based ceramic composites to enhance the material stability and filtration efficiency by taking advantage of the material chemistry of the element. Detailed microstructural and mechanical characterizations were carried out for the fabricated porous filtration systems.

Open-cell Ni-Cr and Ni-Cr-Al(with gamma/gamma prime microstructure typical of Bi-base super alloys) foams are manufactured by pack-cementation at $1000{\boxplus}$degrees C, followed by homogenization at $1200{\boxplus}C$. The resulting alloyed foams retain the low relative densities (less than 3.5 wt.%). The oxidation behavior of Ni-Cr foams turns out to be identical to that of bulk Ni-Cr alloys, after taking into account the foam's higher surface area. The room-temperature compressive behavior of the Ni-Cr and Ni-Cr-Al is compared to model predictions. Additionally, the foam creep behavior, measured between 680 and $825{\boxplus}C$ in the stress range of 0.1-0.3 MPa, compared to two analytical models, namely strut compression and strut bending as high-temperature deformation modes.

금속을 용해 응고시킬 때 생성되는 소위, 주조 결함이나 소결금속 내의 기공은 재료의 성능이나강도를 현저하게 낮추는 결함으로서 예전부터 기피되어 왔다. 또한, 재료공정에있어서도 여하의 기공이나 기포가 없는 치밀한 고강도 및 고기능성 재료를 개발하는 것에 최대한의 주의와 관심을 기울여 왔다. 그렇지만, 우리가 자연계의 천연물이나 인공물을 둘러보면 그 대부분이다공질임을 쉽게 눈치챌 수 있다. 예를 들어 목재, 지엽등의 생물을 시작해서 콘크리트 등의 인공물, 우리 체내의 뼈도 전형적인 다공질구조로 구성되어 있다. 이러한 구조로부터 재료의 재질제어 이외에 구조제어라는 새로운 어프로치를 고려할 수 있고, 최근 들어, 금속재료에 있어서도 이러한 다공질구조에 관한 연구가활성화되어 충격흡수재, 생체재료, 베어링재료 등의 다양한응용이 전개되고 있다. 특히, 원주상의 방향성 기공을 갖는 로터스금속은 기존의 복잡한구조의 다공질금속보다 뛰어난 기계적 성질을 갖는다. 이러한 다공질금속은 일방향응고할 때 생성하는 과포화가스원자를 석출시켜 기공을 일방향으로 성장시킨다. 즉, 융점에서의 고상과 액상의 가스 용해도 차를 이용하는 것으로서 응고시에 고용할 수 없는 가스원자가 기공을 형성한다. 이와같이 제조한 방향성 다공질금속은 BT (인플란트, 생체적합성, 저탄성, 경량), ST (초음속기엔진부품, 경량), IT (고성능수냉모듈), ET(고온촉매, 필터)의 분야로의 응용이 기대된다. 본 강연에서는 방향성 다공질금속의 제조법, 특성 및 응용을 포함하여그 동안의 연구성과 및 앞으로의 과제 등을 소개하고자 한다.

ZnO is of great interest for various technological applications ranging from optoelectronics to chemical sensors because of its superior emission, electronic, and chemical properties. In addition, vertically well-aligned ZnO nanorods on large areas with good optical and structural properties are of special interest for the fabrication of electronic and optical nanodevices. To date, several approaches have been proposed for the growth of one-dimensional (1D) ZnO nanostructunres. Several groups have been reported the MOCVD growth of ZnO nanorods with no metal catalysts at $400^{\circ}C$, and fabricated a well-aligned ZnO nanorod array on a PLD prepared ZnO film by using a catalyst-free method. It has been suggested that the synthesis of ZnO nanowires using a template-less/surfactant-free aqueous method. However, despite being a well-established and cost-effective method of thin film deposition, the use of magnetrons puttering to grow ZnO nanorods has not been reported yet. Additionally,magnetron sputtering has the dvantage of producing highly oriented ZnO film sat a relatively low process temperature. Currently, more effort has been concentrated on the synthesis of 1D ZnO nanostructures doped with various metal elements (Al, In, Ga, etc.) to obtain nanostructures with high quality,improved emission properties, and high conductance in functional oxide semiconductors. Among these dopants, Ga-doped ZnO has demonstrated substantial advantages over Al-doped ZnO, including greater resistant to oxidation. Since the covalent bond length of Ga-O ($1.92\;{\AA}$) is nearly equal to that of Zn-O ($1.97\;{\AA}$), high electron mobility and low electrical resistivity are also expected in the Ga-doped ZnO. In this article, we report the successful growth of Ga-doped ZnO nanorods on c-Sapphire substrate without metal catalysts by magnetrons puttering and our investigations of their structural, optical, and field emission properties.

Atomic layer deposition (ALD)have been proven to be a very attractive technique for the fabrication of advanced gate dielectrics and DRAM insulators due to excellent conformality and precise control of film thickness and composition, However, one major disadvantages of ALD is its relatively low deposition rate (throughput) because the deposition rate is typically limited by the time required for purging process between the introduction of precursors. In order to improve its throughput, many efforts have been made by commercial companies, for example,the modification reactor and development of precursors. However, any promising solution has not reported to date. We developed a new concept ALD system(Lucida TM S200) with high-throughput. In this process, a continuous flow of ALD precursor and purging gas are simultaneously introduced from different locations in the ALD reactor. A cyclic ALD process is carried out by moving the wafer holder up and down. Therefore, the time required for ALD reaction cycle is determined by speed of the wafer holder and vapor pressure of precursors. We will present the operating principle of our system and results of deposition.

Tantalum carbo-nitride($T_aC_xN_y$) films were deposited with chemical vapor deposition(CVD) using tert-butylimido tris-diethylamido tantalum (TBTDET, $^tBu-N=Ta-(NEt_2)_3$, $Et=C_2H_5$, $^tBu=C(CH_3)_3$) between $350^{\circ}C$ and $600^{\circ}C$ with argon as a carrier gas. Fourier transform infrared (FT-IR)spectroscopy was used to study the thermal decomposition behavior of TBTDET in the gas phase. When the temperature was increased, C-H and C-N bonding of TBTDET disappeared and the peaks of ethylene appeared above $450^{\circ}C$ in the gas phase. The growth rate and film density of $T_aC_xN_y$ film were in the range of 0.1nm/min to 1.30nm/min and of $8.92g/cm^3$ to $10.6g/cm^3$ depending on the deposition temperature. $T_aC_xN_y$ films deposited below $400^{\circ}C$ were amorphous and became polycrystal line above $500^{\circ}C$. It was confirmed that the $T_aC_xN_y$ film was a mixture of TaC, graphite, $Ta_3N_5$, TaN, and $Ta_2O_5$ phases and the oxide phase was formed from the post deposition oxygen uptake. With the increase of the deposition temperature, the TaN phase was increased over TaC and $Ta_3N_5$ and crystallinity, work function, conductivity and density of the film were increased. Also the oxygen uptake was decreased due to the increase of the film density. With the increase of the TaC phase in $T_aC_xN_y$ film, the work function was decreased to 4.25eV and with the increase of the TaN phase in $T_aC_xN_y$ film,it was increased to 4.48eV.

Indium Antimonide(InSb)는 $3{\sim}5\;{\mu}m$대 적외선 감지영역에서 기존 HgCdTe(MCT)를 대체할 물질로 각광받고 있다. 1970년대부터군사적 용도로 미국, 이스라엘 등 일부 선진국에서 연구되기 시작했으며,이온주입, MOCVD, MBE 등 다양한 공정을 통해 제작되어 왔다. InSb 적외선 감지소자는 $3{\sim}5{\mu}m$대에서 HgCdTe와 성능은 대등한데 반해, 기판의 대면적화와 저렴한 가격, 우주공간 및 야전에서 소자 동작의안정성 등으로 InSb적외선 감지기는 냉각형 고성능 적외선 감지영역에서 HgCdTe를 대체해 가고 있다. 하지만 InSb는 77 K에서 0.225eV의 작은 밴드갭을 갖고 있기 때문에 누설전류로 인한 성능저하가 고질적인문제로 대두되었고, 이를 해결하기 위한 고품질 절연막 연구가 InSb적외선 수광 소자 연구의 주요이슈 중 하나가 되어왔다. 그 동안 PECVD, photo-CVD, anodic oxidation 등의 공정을 이용하여 $SiO_2$, $Si_3N_4$, 양극산화막(anodic oxide) 등 다양한 절연막에 대한 연구가 진행되었고[1,2], 절연막과 반도체 사이 계면에서의 열확산을 억제하여 계면트랩밀도를 최소화하기 위한 공정개발이 이루어졌다[3]. 하지만 InSb 적외선 감지기술은 국방 및 우주개발의 핵심기술중 하나로 그 기술의 이전이 엄격히 통제되고 있으며, 현재도 미국과 이스라엘, 일본, 영국 등 일부 선진국 만이 기술을 확보하고 있고, 국내의 경우 연구가 매우 취약한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 InSb 적외선 감지기의 암전류를 제어하기 위한 낮은 계면트랩밀도를 갖는 절연막 증착 공정을 찾고자 하였다. 본 연구에서는 n형 (100) InSb 기판 ($n=0.2{\sim}0.85{\times}10^{15}cm^{-3}$ @ 77K)에 PECVD를 이용하여 $SiO_2$, $Si_3N_4$ 등을 증착하고 절연막으로서 이들의 특성을 비교 분석하였다. $SiO_2$는 160, 200, $240^{\circ}C$에서 $Si_3N_4$는 200, $300^{\circ}C$에서 증착하였다. Atomic Force Microscopy(AFM) 사진으로 확인한 결과, 모든 샘플에서표면거칠기가 ~2 nm의 평탄한 박막을 얻을 수 있었다. Capacitance-Voltage 측정(77K)을 통해 절연막 특성을 평가하였다. $SiO_2$와 $Si_3N_4$ 모두에서 온도가 증가할수록 벌크트랩밀도가 감소하는 경향을 볼 수 있었는데, 이는 고온에서 증착할 수록 박막 내의 결함이 감소했음을 의미한다. 반면계면트랩밀도는 온도가 증가함에 따라, 1011 eV-1cm-2 대에서 $10^{12}eV^{-1}cm^{-2}$ 대로 증가하였는데, 이는 고온에서 증착할 수 록 InSb 표면에서의 결함은 증가하였음을의미한다. 암전류에 큰 영향을 주는 것은 계면트랩밀도 이므로, $SiO_2$와 $Si_3N_4$ 모두 $200^{\circ}C$이하의 저온에서 증착시켜야 함을 확인할 수 있었다.

The effects of surface energyon the wetting transition for impinging water droplets were experimentally investigated on the chemically modified WOx nanowire surfaces. We could modify the surface energy of the nanostructures through chemisorption of alkyltrichlorosilanes with various carbon chain lengths and by the UV-enhanced decomposition of self assembled monolayer (SAM) molecules chemically adsorbedon the array. Three surface wetting states could be identified through the balance between antiwetting and wetting pressures. This approach establishes simple strategy for the design criteria for water-repellent surface to impinging droplets.

Vertically aligned zinc oxide(ZnO) nanorods (NRs) with different surface morphology were grown by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) on sapphire substrate with different deposition condition. Based on the surface morphology, ZnO nanostructures are divided into three types: nanoneedles, nanonails and nanorods with rounded tip. Variable temperature photoluminescence (PL) have employed to probe the exciton recombination in high density and vertically aligned ZnO Nanorod arrays. Low temperature photoluminescence measurements do not show any significant yellow emission, but the near band edge excitonic emission shows very strong dependence with the surface morphology. The recombination properties are expected to be different due to different surface-to-volume ratio and distribution of potential fluctuations of intrinsic defects.

A simple route of external mechanical force is presented for enhancing the electrical properties of polymer nanocomposite consisted of nanowires. By dispersing ZnO nanowires in polymer solution and drop casting on substrates, nanocomposite transistors containing ZnO nanowires are successfully fabricated. Even though the ZnO nanowires density is properly controlled for device fabrication, as-cast device doesn't show any detectable currents, because nanowires are separated far from each other with the insulating polymer matrix intervening between them. Compared to the device pressed at 300 kPa, the device pressed at 600 kPa currents increased by 50times showing the linear behavior against drain voltage and exhibits promising electrical properties, which operates in the depletion mode with higher mobility and on-current. Such an improved device performance would be realized by the contacts improvement and the increase of the number of electrical path induced by external force. This approach provides a viable solution for serious contact resistance problem of nanocomposite materials and promises for future manufacturing of high-performance devices.

A simple route of externalmechanical force is presented for enhancing the electrical properties ofpolymer nanocomposite consisted of nanowires. By dispersing ZnO nanowires inpolymer solution and drop casting on substrates, nanocomposite transistorscontaining ZnO nanowires are successfully fabricated. Even though the ZnOnanowires density is properly controlled for device fabrication, as-cast devicedoesn't show any detectablecurrents, because nanowires are separated far from each other with theinsulating polymer matrix intervening between them. Compared to the devicepressed at 300 kPa, the device pressed at 600 kPa currents increased by 50times showing the linear behavior against drain voltage and exhibits promisingelectrical properties, which operates in the depletion mode with highermobility and on-current. Such an improved device performance would be realizedby the contacts improvement and the increase of the number of electrical pathinduced by external force. This approach provides a viable solution for seriouscontact resistance problem of nanocomposite materials and promises for futuremanufacturing of high-performance devices.

In recent years, ZnO nanostructures have drawn considerable attentions for the development of futuristic electronic devices due to their superior structural and optical properties. As the growth of ZnO nanowires by MOCVD is a bottom-up technique, the nature of substrates has a vital role for the dimension and alignment of the nanowires. However, in the pursuit of next generation ZnO based nanodevices, it would be highly preferred if well-ordered ZnO nanowires could be obtained on various substrates like sapphire, silicon, glass etc. Vertically aligned nanowires were grown on A and C-plane sapphire substrates, where as nanopencils were obtained on R-plane sapphire substrates. In addition, C-axis oriented vertical nanowires were also found using an interfacial layer(aluminum nitride film) on silicon substrates. On the other hand, long nanowires were found on Ga-doped ZnO film on glass substrates. Structural and optical properties of the ZnO nanowires on various substrates were also investigated.

Grinding characteristics for aluminium and carbon nanotubes (CNTs) powder during traditional and planetary ball milling investigated from the viewpoint of particle behaviour with the aimat developing CNT-dispersed samples ground based on powder metallurgy routes.In this work, a comparison between the pure aluminium and CNT input aluminium grinding was carried out to determine grinding time effect on size reduction.We observed that the use of the curly small-diameter multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) attributed to the beneficial role of the MWCNTs as grinding aids. It is suggested that careful choices of the sizes of CNTs and Al powders would allow fine-grinding of composite particles with uniformly distributed CNT reinforcements thereby ensuring improved properties of the final composites produced by low-temperature compacting.

이 연구에서는, 열수화법을 사용하여 ZnO 나노막대를성장 온도와 성장 농도를 변화하여 그 효과에 대해서 조사하였다. Zn 화합물의 농도는 0.02 M~0.08 M 로 변화를 주었고, 성장 온도는 $60{\sim}80^{\circ}C$ 로 유지하였다. 우리는 SEM 으로 부터 성장 온도가 증가할 때에 수직으로 더 빨리 자라는 것을 확인하였고, 성장 농도가 증가할 때에 diameter가 증가하는것을 확인 할 수가 있었다. 성장 속도에 농도와 온도가 매우 큰 영향을 주는 것을 확인을 할 수 가있었다. 또한, Photoluminescence (PL) 로부터 성장 온도가 $80^{\circ}C$ 이고, 0.08 M 에서 UV emission 이 가장 강하게 나타 났으며, 가장 좋은 결정질을확인 하였다. 그러므로, ZnO 나노 막대의 직경과 길이를두 성장 변수롤 통하여 제어가 가능 하게 되었다. 또한, ZnO 나노 막대를 저온에서 성장 할 수 있어 투명 플렉서블 소자에 적용이 될 가능성을 보였다.

Cobalt thin film was fabricated by a novel NH3-based plasma-enhanced atomic layer deposition(PE-ALD) using Co(CpAMD) precursor and $NH_3$ plasma. The PE-ALD Co thin films were produced well on both thermally grown oxide (100 nm) $SiO_2$ and Si(001) substrates. Chemical bonding states and compositions of PE-ALD Co films were analyzed by XPS and discussed in terms of resistivity and impurity level. Especially, we successfully developed PE-ALD Code position at very low growth temperature condition as low as $T_s=100^{\circ}C$, which enabled the fabrication of Co patterns through lift-off method after the deposition on PR patterned substrate without any thermal degradation.

반도체 공정에서의 금속 배선 공정은 매우 중요한 공정 중 하나이다. 기존에 사용되던 알루미늄이 한계에 다다르면서, 대체 재료로 사용되고있는 구리는 낮은 비저항, 높은 열전도도, 우수한 electromigration(EM)저항특성 등을 바탕으로 차세대 nano-scale집적회로의 interconnect application에 적합한 금속재료로서 각광받고 있다. Electroplating을 위한 구리 seed layer CVD 공정은 타 공정에 비해 step coverage가 우수한 막을 증착할 수 있어 고집적 소자의 구현이 가능하다. 본 연구에 이용된 2가 전구체 Cu(dmamb)2는 높은 증기압과 높은 활성화 에너지를 가짐으로서 열적안정성 및 보관안정성이 우수하며, 플루오르를 함유하지 않아 친환경적이다. 구리 증착 전 기판에 plasma 처리를 하면 표면 morphology가 변함에 따라 표면 에너지가 변화하고, 이는 구리의 2차원 성장에 유리하게 작용할 것으로 여겨진다. Plasma의 조건변화에 따른 기판의 morphology 변화 및 성막된 구리의 특성 변화를 분석하였다.

구리는 낮은 비저항, 높은 열전도도, 우수한 electromigration(EM)저항특성 등을 바탕으로 차세대 nano-scale집적회로의 interconnect application에 적합한 금속재료로서 각광받고 있다. copper interconnect는 damascene process 를주로 이용하는데 CVD를 이용하면 step coverage가우수한 seed layer얻을 수 있어 고집적 소자의 구현이 가능하다. 최근에 비 균등화 반응(disproportionationreaction)을 이용하여 고 순도 구리박막을 제조하기위해 $\beta$-diketonate Cu(I) Lewis-base의 전구체를 많이 이용하는데 그중에서 hexafluoroacetylacetonate(hfac)Cu(I)vinyltrimethylsilane (VTMS)가 널리 이용되고 있다. 그러나 (hfac)Cu(I)(VTMS) 또는 유사계열의 전구체들은 열적안정성및 보관안정성이 부족하여 실제 양산공정에 적합하지 못한 단점이 있었다. 본 연구에 이용된 2가 전구체Cu(dmamb)2는 높은 증기압($70^{\circ}C$, 0.9torr)을 가지며 종래에 주로 이용하던 1가 전구체 (hfac)Cu(VTMS)에 비해 높은 활성화 에너지(~113 kJ/mol)를가짐으로서 열적안정성 및 보관안정성이 우수하다. 다른 한편으로 2가전구체는 안정성이 우수한 만큼 낮은 증기압을 극복하기 위해 리간드에 플루오르를 주로 치환하여 증기압을 높이는데 플루오르는 성장하는 박막의 접착력을약하게 하는 단점을 가진다. 하지만 본 연구에 사용된 Cu(dmamb)2는 리간드에 플루오르를 포함하지 않으며, 따라서 고품질의 박막을 용이한성장환경에서 제조할 수 있는 장점들을 제공한다. 비활성가스 분위기에서 2가전구체는 열에너지에 의해 리간드의 자가환원에따라 금속-리간드 분해가 발생한다. 하지만 수소분위기에서는수소가 환원제로 작용하여 리간드의 분해를 용이하게 하는 특징을 가지며 따라서 비활성분위기일 때 비해 낮은 성장온도를 가진다. 또한 수소는 잔류하는 리간드 및 불순물과 결합하여 휘발성화학종들을 생성하여 고순도의 구리박막제조를 가능하게한다.

정보화가 급속히 진전됨에 따라 보다 많은 양의 정보를 전송, 처리, 저장하게 되면서 이를 위해 대용량, 고속, 비휘발성의 특징을 갖는 차세대 메모리의 개발이 절실히 요구되고있다. 이 중 저항 변화 메모리(ReRAM)는 일반적으로 TiO2, Al2O3, NiO2, HfO2, ZrO2 등의 전이금속산화물을 이용한 MIM 구조로서 적당한 전기 신호를 가하면 저항이 높아서 전도되지 않는 상태(Offstate)에서 저항이 낮아져 전도가 가능한 상태(On state)로 바뀌는 메모리 특성을가진다. ReRAM은 비휘발성 메모리이며 종래의 비휘발성 기억소자인 Flash memory 보다 access time 이105 배 이상 빠르고, 5V 이하의 낮은 전압에서도 동작이 가능하다. 또한 구조가 간단하여 공정 단순화가 가능하고 소자의 집적화도 쉽다는 점 등 많은 장점들이 있어서 Flash memory를 대체할 수 있는 유력한 후보로 여겨지고 있다. 본연구에서는 DC-magnetron Sputtering 방법으로 전이금속 박막을 증착하고, Dry furnace로 산화시켜 전이금속산화물 박막을 제작한 후 저항변화 특성을 연구하였다. 두 개의 전이금속산화물 박막을 dual-layer로 형성시켜 저항변화특성을 관찰하였으며 또한, 전이금속산화물 박막의 조성을 달리 하여 저항변화를 관찰 하였다. 전이금속산화물 박막의 전기적 특성을 알아보기 위해 Si(100) wafer 위에 Pt를 이용 MIM 형태로 capacitor 시편을 제작 하여, probe station으로 I-V 측정을 하였고 조성 및 표면 분석을 위해서는 AES와 AFM을, 미세구조를 분석을 위해서는 TEM과 SEM 을 사용하였다.

본 연구에서는 stamping법을이용하여 절연막에 실리콘 나노와이어를 embed시킨 field-effect transistor(FET) 소자의 전기적 특성에 대하여 분석하였다. Stamping법은 나노와이어를 이용한 소자를 제작하는데 있어 쉽고 경제적인 방법으로 최근 많이 사용되고 있는데, 이 방법을 이용하여 나노와이어를 절연막에 embed 시켰다. 이때, 사용한 실리콘 나노와이어는 무전해 식각법을 통하여 합성하였다. 식각 시간을 조절하여 나노와이어의 길이가 $100{\mu}m$ 정도가 되도록 하였고, 나노와이어의 지름은 정제를 통하여 20 ~ 200nm내로 조절하였다. FET 소자의 게이트 절연막은가장 일반적으로 사용되는 SiO2 (200nm)와 고분자 절연막으로 잘 알려진 poly-4-vinylphenol(PVP)를 사용하였다. 실리콘 나노와이어의 전기적 특성을 각각 SiO2무기 절연막에서의 non-embedded상태, PVP 유기 절연막에서의 embedded 상태에서 비교분석 하였다. 전기적 특성은 I-V 측정을 통하여 Ion/Ioff ratio, 이동도, subthreshold swing, threshold voltage값을 평가하였다.

In an approach to acclimate ourselves torecent ecological consciousness trend, a lead-free piezoelectric material, bismuth sodium titanate (abbreviated as BNT) based bismuth sodium barium titanate (abbreviated as BNT-BT), was considered as an environment-friendly alternative for a lead based piezoelectric system. Ceramic specimens of0.94[(BixNa0.5)TiO3]-0.06[BaTiO3] (x = 0.500~0.515) compositions were prepared by a modified mixed oxide method. To increase the chemical homogeneity andre action activity, high energy mechanical milling machine and pre-milled nanosized powder has been used. In this method (BixNa0.5)TiO3 (x=0.500~0.515) andBaTiO3 were prepared separately from pre-milled constituent materials at low calcination temperature and then separately prepared BNTX (X=1, 2, 3 and 4) and BT were mixed by high energy mechanical milling machine. Without further calcination step the mixed powders were pressed into disk shape and sintered at $1110^{\circ}C$. Microstructures, phase structures and electrical properties of the ceramic specimens were systematically investigated. Highly dense ceramic specimens with homogenous grains were prepared in spite of relatively low sintering temperature. Phase structures were not significantly influenced by the excess amount Bi. Large variation on the piezoelectric and dielectric properties was detected at relative high excess Bi amounts. When $x{\leq}0.505$, the specimens exhibit insignificant variation in piezoelectric and dielectric constant though depolarization temperature is found to be decreased. Considerable amount of decrease in piezoelectric and dielectric properties are observed with higher excess of Bi amounts ($x{\geq}0.505$). This research indicates the advantages of high energy mechanical milling and importance of proper maintenance of Bi stoichiometry.

본 연구에서는 Graphene oxide를 $800^{\circ}C$, 질소분위기 하에서 환원시켜 얻은 $GP_{TR}$과 Hydrazine을 이용한 화학적 처리로 얻은 $GP_{CR}$의 분자구조를 제안하였다. 이때 grapheneoxide는 modified Hummers' method를이용하여 제조하였다. $GP_{TR}$과 $GP_{CR}$은 모두 표면에 몇몇의 oxide group이 존재하는데$GP_{TR}$은 six layer로 $C_{100}O_{3{\pm}1}$ 의 조성을 갖고 $GP_{CR}$은 three layer로 and $C_{100}O_{6.5{\pm}2}$의 조성을 갖는다. 그리고 면간간격은 $GP_{TR}$은 $3.432\;{\AA}$, $GP_{CR}$은 $3.760\;{\AA}$으로 전형적인 방법인 top downprocess로 얻은 graphene 보다 다소 크다는 것을 알 수 있다.

본 연구에서는 산화 그라핀을 환원하여 얻은 그라핀 분말의 고온 XRD 패턴를 통해 그라핀의 열팽창계수를 정량하였다. 산화 그라핀은 Hummer method에 의해 제조되었다. 또한 그라핀은 산화그라핀을 1273K에서 열처리하여 얻어졌다. 1273K에서 그라핀의 열팽창계수($32.9{\pm}1.0$ X 10-6 K-1)는 원료인 흑연(30.3 X 10-6 K-1) 보다 8.6% 더 크게 나타내는것을 알 수 있었다. 그라핀은 화학적 처리에 의한 급격한 면간 팽창과 열처리에 의한 aggregation에 의해 심하게 굴곡지고 적층된 morphology를나타냈다. 이는 박리효과에 의한 것으로 XRD 패턴을 통해그라핀의 층수가 흑연보다 훨씬 적은 것을 알 수 있었다. 이에 따라 면간 규칙적인 배열을 보이는 흑연과는 달리 그라핀은 흑연구조에서 흔히 보이는 disorder 구조인turbostratic 적층 구조를 나타나고 면간인터렉션이 약화되어 열팽창계수가 크게 나타난다고 생각된다.

21세기의 IT 및 NT를 선두 하게 될 나노소자의개발은 10년 전부터 아주 활발히 연구되고 있다. 최근, 이러한 나노소자의 연구 가운데 주목할 만한 물질이 ZnO 이다. ZnO를 기반으로 한 나노구조는 여러 성장 법으로 성장이 용이하고, 그 물리적, 광학적 특성이 우수하여 광 전소자 응용에 크게 이바지할 물질로 관심을 끌고 있다. 이 가운데 나노선은 소자제작이 용이해 가장 많이 이용되고 있다. 나노선을기반으로 한 소자제작은 bottom-up 공정을 지향하고 있지만, 아직은 top-down 방식이 소자제작의 주류를 이루고 있다. 특히, 나노선 FET 소자제작 시에는 여전히 top-down이 사용되고 있으며, 채널로 사용되는 나노선의 어레이공정은 소자제작 시 가장 큰 어려움으로 대두되고 있다. 하지만, 이러한나노선의 수평 어레이 공정을 감소시킬 구조로 기판에 수평으로 배열된 나노월 구조가 제안되고 있다. 나노월구조는 어레이 공정 수를 크게 감소시켜 생산가격 면에서 큰 이점을 가져올 것으로 생각된다. 하지만, 이러한 ZnO 나노월은 GaN 기판에 한정하여 성장되고 있으며, 일부 Si 기판 위에 성장할지라도나노 사이즈가 아닌 마이크로 사이즈의 거친 표면을 가지는 박막구조로 보고되었다. 때문에, 가격적으로 비싸고 응용성이 제한적인 비전도성 기판을 대신하여, 가격이 저렴하고 응용성이 넓은 Si과 같은 전도성 기판에 나노월 구조를 성장하는 기술이 요구되고 있다. 본 연구에서는 Mg의 도입으로 자발적으로 형성된 비정질 MgO층 위에 상 분리된 MZO 비정질-단결정 층들을 이용하여 어떠한 기판에서도 나노월 구조가 성장할 수 있는 기반 기술을 소개한다.

To date, nanostructured tungsten oxides with a variety of stoichiometries, such as WO3, WO2.9, W18O49, and WO2, have been prepared, because they are promising candidates for applications such as gas sensors, photocatalysts, electrochromic devices, and field emission devices. Among them, W18O49 and WO2 have been widely studied due to their outstanding chemical sensing, catalytic, and electron emissive properties. Here we report, for the first time, a one-pot solution-phase route to synthesizing a novel composite hierarchical hollow structure without adding catalysts, surfactants, or templates. The products, consisting of a WO2 hollow core sphere surrounded by a W18O49 nanorod shell (yielding a sea urchin-like structure), were generated as discrete structures via Ostwald ripening. To our knowledge, this type of composite hierarchical core/shell structure has not been reported previously. The morphological evolution and the detailed growth mechanism were carefully studied. We also demonstrate that the size of the hollow urchins is readily tunable by controlling the reactant concentrations.Interestingly, although bulk tungsten oxides are weakly paramagnetic or diamagnetic, the as-prepared products show unusual ferromagnetic behavior atroom temperature. The urchin structures also show a very high Brunauer-Emmet-Teller (BET) surface area, suggesting that they may potentially be applied to chemical sensor or effective catalyst technologies.

Block copolymer lithography has attracted great attention for emerging nanolithography since nanoscaleperiodic patterns can be easily obtained through self-assembly process without conventional top-down patterning process. Since the morphologies of self-assembled block copolymer patterns are strongly dependent on surface energy of a substrate, suitable surface modification is required. Until now, the surface modification has been studied by using random copolymer or self-assembled mono layers (SAMs). However, the research on surface modifications has been limited within several substrates such as Si-based materials. In present study, we investigated the formation of block copolymer on Au substrate by $O_2$ plasma treatment with the SAM of 3-(p-methoxy-phenyl)propyltrichloro-silane [MPTS, $CH_3OPh(CH_2)_3SiCl_3$]. After $O_2$ plasma treatment, the chemical bonding states of the surface were analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The static contact angle measurement was performed to study the effects of $O_2$ plasma treatment on the formation of MPTS monolayer. The block copolymer nanotemplates formed on Au surface were analyzed by scanning electron microscopy. The results showed that the ordering of self-assembled block copolymer pattern and the formation of cylindrical nano hole arrays were enhanced dramatically by oxygen plasma treatment. Thus, the oxidation of gold surface by $O_2$ plasma treatment enables the MPTS to form the monolayer assembly leading to surface neutralization of gold substrates.

1970년대 WernerKern에 의해서 개발된 RCA 습식 세정 공정은 이후 메가소닉 기술 개발과 더불어 현재까지반도체 세정 공정에서 필수 공정으로 알려져 있다. 하지만, 반도체패턴의 고집적화 미세화에 따라 메가소닉을 기반으로 하는 세정기술은 패턴 붕괴 및 나노 입자 제거의 한계를 드러내면서 난관에 봉착하고 있으며, 특히, 기존의 Batch식에서 매엽식으로 세정 방식이 전환은 새로운 개념의 메가소닉 기술 개발을 요구하게 되었다. 메가소닉을 사용한습식 세정공정은 메가소닉에 의한 캐비테이션 효과 (Cavitation Effect)에 따른 충격파 및음압 (Acoustic Streaming)에 의한 입자제거를 주요 메커니즘으로 한다. 메가소닉 주파수와 Boundary Layer 두께는, $\delta=\surd(2v/\omega)$($\delta$=두께, v=유체속도), $\omega=2{\pi}f$ (f=주파수), 으로 표현할 수 있다. 위의 식에 따르면, 메가소닉을 이용한 세정공정에서 주파수가 높아질수록 Boundary Layer의 두께가 감소하며, 이는제거 가능한 입자의 크기가 작아짐을 의미하며, 다시말해, 1 MHz 보다 2 MHz 메가소닉 세정장비에서 미세 입자 세정에 유리함을 예상할 수 있다. 본연구에서는 매엽식 세정장비를 사용하여, 1MHz 및 2MHz 콘-타입 (Cone-Type) 메가소닉 장치를 100nm이하 세정 입자에 대한 입자 제거효율을 평가하였다. 입자 제거 효율을 평가하기 위하여, 표준 형광입자(63nm/104nm 형광입자, Duke Scientifics, USA)를각각 IPA에 분산시킨 후, 실리콘 쿠폰 웨이퍼 ($20mm{\times}20mm$)를 일정시간 동안 Dipping 한 후, 고순도 질소로 건조시켜 오염하였다. 매엽식 세정장비(Aaron, Korea)에 1MHz와 2MHz의 콘-타입메가소닉 발진기 (Durasonic, Korea)를 각각 장착하였다.입자 오염 및 세정 후 입자 개수 측정 및 오염입자의 Mapping은 형광현미경 (LV100D, Nikon, Japan)과 소프트웨어(Image-proPlus, MediaCybernetics, USA)를 사용하여 평가하였으며, Hydrophone을 사용하여 메가소닉에서 발생되는 음압의 균일도를 각 조건에서 측정하였다. 각각의 세정공정은 1MHz와 2MHz 메가소닉 발진기 각각에서 1W, 3W, 5W 파워로 1분간 처리하였으며, 매질을 초순수를 사용하였다. 104nm 형광 입자는 1MHz 와 2 MHz 메가소닉 세정기와 모든 세정 공정조건에서 약 99%의 세정효율인 반면, 63nm 형광입자의 경우는 전체적인세정 결과가 80% 대로 감소하였다. 본 연구를 통하여, 입자크기의 미세화에 따른 입자제거효율이 크게 감소 하는 것을 확인할 수 있으며, 기존 Batch식 메가소닉 대비 단시간 및 낮은 전압에서 동일 혹은높은 세정 효율을 얻었다. 다만, 1MHz와 2MHz 메가소닉에서의 세정력은 큰 차이를 관찰 할 수 없었는데, 주파수변화에 따른 세정효율 측정을 위하여 미세 입자를 사용한 추가 실험이 필요 할 것이다.

The ceramic coatings on metallic materials have attracted by many researchers due to the chemical inertness of ceramic materials. In such aspect, SiOC is a promising material tobe used as protective coating layer on metallic materials due to its outstanding thermal stability and chemical inertness. In this research, SiOC coating was carried out onto SuS-316 substrate using Cl free preceramic polymers such aspolyphenylcarbosilane. 20% of polymethylphenylsilane in cyclohexane solution was coated onto metal surface by dip coating method. Thermal oxidation was carried out at $200^{\circ}C$ for crosslink of the preceramic polymer and the sample was pyrolysized at $800^{\circ}C$ under argon to convert the preceramic polymer to amorphous SiOCx state. The microstructure of the SiOCx film after pyrolysis was investigated using FE-SEM. Corrosion resistance of SiOC coated SuS-316 substrate has been investigated using 5% HCl solution at 25, 40, 60 and $80^{\circ}C$ for 7days. The data revealed that the corrosion resistance increased with SiOC coating on SuS-316 substrate.

오스테나이트계 Fe-10Cr-10Ni-xC(x=0.2, 0.5, 0.6and 0.7wt.%)합금에서 변형유기마르텐사이트상변태가 Sliding 마모저항성에 미치는영향을 탄소 및 온도에 따라 조사하였다. 변형유기마르텐사이트상변태가 미치는 영향을 살펴보기 위해 석출물적고 grain의 크기가 비슷한 합금내에서 조사하였다. 변형유기마르텐사이트상변태가 일어나는데 필요한 에너지를 변형률-응력 곡선을 통해 구할 수 있으며, 이를 임계변형에너지라 규명했다. 그 결과, 상온에서 Carbon 함량에 따라 변형유기마르텐사이트상변태가 일어나는데 필요한 임계변형에너지는 증가하였으며, Sliding 마모저항성은 저하되었다. 이는 carbon이 오스테나이트 안정화원소(austenite stabilityelement)이므로 carbon 함량이 증가할수록 변형유기마르텐사이트상변태가 유발하기위해서는 많은 에너지가 필요하기 때문에 low C에 비해 high C의 마모저항성이 저하된 것으로 사료된다. 또한 변형유기마르텐사이트상변태가 고온 Sliding 마모저항성에 미치는 영향을 살펴보기 위해 Fe-Cr-Ni-xC(x=0.2, 0.5, 0.6 and 0.7wt.%)합금을 온도별(25, 100, $300^{\circ}C$)로 조사하였다.

최근 전세계적으로 저탄소, 녹색성장으로 인하여 원자력발전이 주목받고 있다. 또한 에너지의 고효율로 인한 발전소의 설비가 대형화가 됨에 따라 발전소의 수명평가와 건전성평가가 중요해지고 있다. 일반적으로 구조물 내에 존재하는 균열의 크기와 형상을 파악하여 피로균열전파속도를 평가함으로써 건전성평가를 확인하고 있다. 그리고 고온, 고압에서의 피로균열전파속도는직류전위차 (Direct Current Potential Drop : DCPD)법을 사용하고 있다. DCPD법은 균열의 정밀한 측정방법으로써 측정시 오차가 발생하기 때문에 ASTM에서 제시된 incremental polynomial 법을 권고하고 있다. 따라서 본 연구에서는 피로균열전파전파속도의통계적처리를 통해서 합리적인 곡선을 구하여 건전성평가에 활용하고자 한다. 실험에 사용된 시편은 두께 5mm, 폭 25.4mm CT시편을 사용하였으며, 1mm의 예비균열을 주었다. 그리고 실험온도는 상온에서 실시 하였으며, 주파수는 10Hz를 주었다. 그리고 DCPD 측정을 위해 5A의 전류를 주었으며, 이때 측정된 전압값을 ASTM에 제시된 관계식에넣어 균열길이로 환산하였으며, 데이터처리는 ASTM에 제시된 incremental polynomial법을 기본적으로 사용하였다. 또한 ASTM에 제시된 2n+1을 이용하여 데이터의 수 n을 1~7 까지 변화를 주어 3~15 point 까지 데이터를 처리하여곡선을 제시하였다. 분석결과 $R^2$값이 1을 기준으로 했을 때 3~7 point 까지는큰 차이를 보이지 않았지만 9-point 이후부터는 $R^2$ 감소함을 알 수 있었다. 또한 적용된 데이터의수에 따라 피로군열전파속도 곡선에서 측정된 Paris law의 n값과 C 값은 큰차이를 보이지 않았다.

최근 각종 환경 규제와 자동차의 안전성 증대를 위해 고장력 자동차 강판의 수요가 증대되고 있다. 차량의 많은 강판 비중을 차지하는 외판재의경우 안전성과 경량화를 위해서는 고장력강판이 유리하지만, 일반적으로 강도가 증가함에 따라 성형성이 감소되어 자동차 생산에 커다란 문제를 야기 시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 자동차용 고장력강판의 집합조직 제어를 통해 강도의 변화없이 성형성을 증대시키고자, 고장력 자동차용 강판의 집합조직의 특징을 알아보는데 목적이 있다. 강판은 $\gamma$-fiber (ND//[111]) 조직이 증가할수록 성형성의 증대를 가져올 수 있으며, 이는 압연과 열처리등의 공정 조건에 의해 제어된다. 자동차용 고강도강판의 열처리는 연속소둔방식으로 행하였으며, XRD와 EBSD 등을 통한 집합조직과 기계적인 특성을 분석하였다.

Low dielectric materials have been great attention in the semiconductor industry to develop high performance interlayer dielectrics with low k for Cu interconnect technology. In our study, the dielectric properties of SiOC /SiO2 thin film derived from polyphenylcarbosilane were investigated as a potential interlayer dielectrics for Cu interconnect technology. Polyphenylcarbosilane was synthesized from thermal rearrangement of polymethylphenylsilane around $350^{\circ}C{\sim}430^{\circ}C$. Characterization of synthesized polyphenylcarbosilane was performed with 29Si, 13C, 1H NMR, FT-IR, TG, XRD, GPC and GC analysis. From FT-IR data, the band at 1035 cm-1 is very strong and assigned to CH2 bending vibration in Si-CH2-Si group, indicating the formation of the polyphenylcarbosilane. Number average of molecular weight (Mn) of the polyphenylcarbosilane synthesized at $400^{\circ}C$ for 6hwas 2, 500 and is easily soluble in organic solvent. SiOC/SiO2 thin film was fabricated on ton-type silicon wafer by spin coating using 30wt % polyphenylcarbosilane incyclohexane. Curing of the film was performed in the air up to $400^{\circ}C$ for 2h. The thickness of the film is ranged from $1{\mu}m$ to $1.7{\mu}m$. The dielectric constant was determined from the capacitance data obtained from metal/polyphenylcarbosilane/conductive Si MIM capacitors and show a dielectric constant as low as 2.5 without added porosity. The SiOC /SiO2 thin film derived from polyphenylcarbosilane shows promising application as an interlayer dielectrics for Cu interconnect technology.

몰리브덴 금속박막(Metal Mo)은 우수한 전기전도도로 인해 $CuInSe_2$로 대표되는 I-III-$VI_2$족 화합물 반도체 박막태양전지에서 후면전극으로 널리 이용되고 있는 재료로서 일반적인 증착방법으로CVD, PVD, Thermal evaporation, Sol-gel 등이 있으며, 이중에서 Sputtering에 의한 증착법이 주로 사용되고 있다. 이에 본 연구에서는 $MoO_3$분말의 수소 환원 과정 중에 발생하는 기상인 $MoO_3(OH)_2$ 기상의 화학증기수송(CVT)를 이용하여 $MoO_x$ 박막을 증착하고 다시 수소분위기에서 수소 환원하는 증착법을 통해 균일하고 부착성이우수한 Mo 박막을 제조 하였다. $550^{\circ}C$, 60min의 유지시간에서 약 900nm의 균일한 $MoO_x$ 박막을 증착하였으며, $650^{\circ}C$, 15min 의 환원조건에서 모두 금속 몰리브덴 박막으로 상변화 함을 XRD와 SEM을 통해 확인하였다. 본 연구에서 사용된 화학증기수송에 의한 박막 증착은 기존의 공정에 비해 매우 저렴하며, 반응중에 유해하지 않은 부산물로 인해 환경 친화적이며 또한 대형화가 가능한 공정으로 많은 응용이 기대된다.

태양전지 산업의 급속한 발전에 따라 고순도 실리콘을 경제적으로 제조하려는 노력이 경주되고 있다. 이중금속 실리콘(MG)의 정제에 의한 태양전지 실리콘(SoG) 제조에관한 연구가 더욱 더 주목받고 있다. 본 연구에서는 고순도 금속 실리콘 정제 연구의 일환으로 금속 실리콘에 대한 플라즈마 용해시 불순물 정제 가능성에 대한 기초연구를 수행하였다. 먼저 4N 급 Ar 금속 실리콘을 출발물질로 하여 반복 용해횟수(용해시간)를 달리하여 200g 급 Si button을 제조하였다. 이후 화학적 분석법으로 B, P 및 미량 금속 불순물 평가를 실시하였으며, 이로부터 Ar 플라즈마의 정제 효과를 분석하고자 하였다.

산업이 발전함에 따라서 특수한 물성을 갖는 재료의 수요가 점점 증가하고 있는데최근 재료의 경량화, 화학적 안정화 등을 이용한 시스템의 효율성 향상, 환경오염방지 등과 같은 목적으로 사용재료의 고급화 추세가 현저해짐에 따라 티타늄 소재에 대한 관심과 수요가 증가하고 있다. 하지만, 국내에서는 티타늄 및 티타늄 합금의 원재료 및 가공제품을 대부분 수입에 의존하는 실정이다. 또한 티타늄 및 티타늄 합금의 스크랩의 경우 재활용률은 50~80%에 달하고 알려져 있으나 국내에는 이들의 재활용처리를 위한 시설이 없으며 폐기 또는 외국으로 저가로방출하고 있는 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 판재, 선재 및 관등의 기계 가공 시 주로 발생하는 티타늄 스크랩을 이용하여 HDH법을 이용하여 티타늄 분말을 제조하였다. 제조된 분말은 $900{\sim}1200^{\circ}C$의 온도범위에서 방전플라즈마소결공법을이용하여 소결체를 제작하였으며, 소결체의 강도, 경도 및미세조직 등을 평가하였다. 내식성향상을 위해 염화팔라듐을 이용하여 티타늄-팔라듐 분말 합금을 제조하여 티타늄 합금 분말의 소결체와 순수티타늄의 소결체와 내식성 비교를 위해 동전위분극시험을 통해 평가하였다.

Regeration of natural tissuesor to create biological substitutes for defective or lost tissues and organs through the use of cells. In addition to cells and their porous, drugs are required to promote tissue regeneration. Therefore, the present studies were prepared using simvastatim loaded porous poly(lactide-co-glycolide) (PLGA) by double emulsion solvent evaporation water-in-oil-in-water technique (W/O/W) as drug delivery system strategies for injuring tissue. The resulting microspheres were evaluated for morphology, particle size, encapsulation efficiency, degradation of PLGA microspheres in vitro drug release and in vitro cell viability. Scanning electronic microscopic (SEM) showed that the porosities of the particles was changed by experimental conditions and cultured cells were attached well on porous microspheres surface. The X-ray diffraction (XRD) and differential scanning calometry (DSC) analysis indicate thatsimvastatim was highly dipersed in the microsphere at amorphousstate.

NiTi alloy is widely used innumerous biomedical applications (orthodontics, cardiovascular, orthopaedics, etc.) for its distinctive thermomechanical and mechanical properties such as shape memory effect, super elasticity, low elastic modulus and high damping capacity. However, NiTi alloy is still a controversial biomaterial because of its high Ni content which can trigger the risk of allergy and adverse reactions when Ni ion releases into the human body. In order to improve the corrosion resistance of the TiNi alloy and suppress the release of Ni ions, many surface modification techniques have been employed in previous literature such as thermal oxidation, laser surface treatment, sol-gel method, anodic oxidation and electrochemical methods. In this paper, the NiTi was electrochemically etched in various electrolytes to modify surface. The microstructure, element distribution, phase composition and roughness of the surface were investigatedby scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectrometry(EDS), X-ray diffractometry (XRD) and atomic force microscopy (AFM). Systematic controlling of nano and submicron surface features was achieved by altered density of hydro fluidic acid in etchant solution. Nanoscale surface topography, such as, pore density, pore width, pore height, surface roughness and surface tension were extensively analyzed as systematical variables.Importantly, bone forming cell, osteoblast adhesion was increased in high density of hydro fluidic treated surface structures, i.e., in greater nanoscale surface roughness and in high surface areas through increasing pore densities.All results delineate the importance of surface topography parameter (pores) inNiTi to increase the biocompatibility of NiTi in identical chemistry which is crucial factor for determining biomaterials.

In this work, Poly($\varepsilon$-Caprolactone)(PCL) andpoly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)(PHBV) mats were fabricated usingelectrospinning process. The electrospinning process is a simple and efficient method to fabricate the nanofibrous mats. PCL and PHBV is a kind of biodegradable polymer but their mechanical properties aren't good. For improving mechanical properties, PHBV mats were coated by TCP. Using PCL mats and TCP-coated PHBV composite mats, a bio-resorbablebone plate were made by pressing. Detailed micro-structural characterization was done by SEM techniques. Tensile strength and bending strength were also evaluated for mechanical properties. The cytotoxicity evaluation ofPCL/TCP-coated PHBV composite multilayer was done by MTT assay. The evidence obtained in this work implies the potential for use as a biodegradable boneplate.

생체용 금속 임플란트의 표면개질은 생체활성화를위하여 오래 전 부터 관심을 가지고 연구해오고 있다. 최근에 표면개질을위하여 화학적 에칭, 샌드 블래스팅, 또는 나노튜브형성등 표면에 임의의 요철을 만들어서 사용하는방법이 가장 일반적으로 적용되어 상용화되고있다. 그러나 샌드블래스팅이나 화학적 에칭은 가공은 쉽지만 가공표면에 인체에 해로운 잔류물의존재로 생체적합성에 해로운 영향을 미칠 수 있다. 이러한 문제점들을 해결하기위하여 레이저를 사용하여 임플란트 표면을 개질한 예가 보고 되었다. 레이저를 사용한 표면처리 방법의큰 장점은 잔류물이 남지 않고 비교적 표면 거칠기의 제어가 용이하다. 금속합금의 표면개질에사용되는 레이저는 주로 Nd:YAG 레이저의 파장을 반으로 줄인 녹색레이저 ($\lambda$=532nm)를 사용하거나, 자외선파장영역의레이저를 사용하는 경우가 일반적으로 가장 보 편화된 가공방법으로 연구되었다. 표면의 거칠기는 수마이크로의크기와 수십나노의 크기를 갖는 표면을 생체적합적인 측면에서 요구하고 있다. 따라서 이러한 표면의 거칠기를조절할 수 있는 펨토레이저를 사용하여 표면에 균질한 표면의 텍스춰링을 통하여 그 특성을 개선할 수 있는지를 확인하는 것이 본 과제이다. 본 실험에서는 Ti합금을 진공 아크로를 이용하여 3원계합금을 제조하고 $1000^{\circ}C$에서 24시간 열처리 후 급냉(water quenching)하였다. 열처리 후 시편은 두께 2mm로 절단 하여 #2000까지 연마 후 하여 펨토 초(10-15 second) 펄스폭 대역을 갖는 레이저를 이용하여 수마이크로 크기의 미세 요철을 표면에 형성한 후, 표면의 특성을 조사해 보았다.(NRF-2009-0074672)

Using the favorable resorption behavior of amorphous Calcium phosphate (CaP) we fabricated a gelatin basednano fibrous mat by electrospinning for using as a fast healing patch for minorbone defects. Bone is predominantly formed by an inorganic phase of nano-crystalline HAp materials and nano fibrous protein material of collagen. The osteoblast cells, which are the bone formation cells and are key to the new bone formation, receive these materials to form new bone. Taking these considerations we make a new nano fibrous mat of amorphous CaP and gelatin, which is derived from collagen itself. A polymer carrier of poly caprolactone(PCL) was used in the system to stabilize the materials in biological condition. The electrospinning conditions were optimized for smooth mat without any droplet formation. The fabricated mat was characterized for its morphologyby SEM. Mechanical properties like tensile strength was evaluated. To investigate the bio-compatibility we performed the MTT assay and investigated its resorption behavior and apatite formation behavior by SBF immersion.

Aerosol Deposition (AD) is anovel way to fabricate bioactive ceramic coatings in biomedical implants and prostheses applications. In the present work, silicon-substituted hydroxyapatite (HA) coatings on commercially pure titanium were prepared by aerosol deposition using Si-HA powders. The incorporation of silicon in the HA lattice is known to improve the bioactivity of the HA, makingsilicon-substitute HA an attractive alternative to pure HA in biomedical applications. Si-HA powders with the chemical formula $Ca_{10}(PO_4)_6-x(SiO_4)x(OH)_2-x$, having silicon contents up to x=0.5 (1.4 wt%), were synthesized by solid-state reaction of $Ca_2P_2O_7$, $CaCO_3$, and $SiO_2$. The Si-HA powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence spectrometry (XRF), and Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR). The corresponding coatings were also analyzed by XRD, scanning electron microscopy (SEM), and electron probe microanalyzer (EPMA). The results revealed that a single-phase Si-HA was obtained without any secondary phases such as $\alpha$- or $\beta$-tricalcium phosphate (TCP) for both the powders and the coatings.The Si-HA coating was about $5\;{\mu}m$ thick, had a densemicrostructure with no cracks or pores. In addition, the proliferation and alkaline phosphatase (ALP) activity of MC3T3-E1 preosteoblast cells grown on the Si-HA coatings were significantly higher than those on the bare Ti and pure HA coating. These results revealed the stimulatory effects induced by siliconsubstitution on the cellular response to the HA coating.

Electrospinning of Polyvinylalcohol (PVA), Gelatin (GE), and PVA/GE blend solutions in acetic acid were investigated to fabricate biodegradable for tissue engineering. The morphology of the electrospun nanofibers was investigated with a field emission scanning electron microscope. The fibers have average diameters in the range 50-150 nm. The miscibility of PVA/GE blend fibers was examined by differential scanning calorimetry.The PVA and GE were immiscible in the as-spun nanofibrous structure. X-ray diffraction (XRD) determined the crystallinity of the membrane and tensile strength for evaluation physical properties. An in vitro study of PVA/GE blend nanofibers was conducted. To assay the cytocompatibility and cell behavior on the PVA/GE blend nanofibrous scaffolds, cell attachment and spreading of fibroblasts seeded on the scaffolds were studied. Our results indicate that thePVA/GE blend nanofibrous matrix, particularly the one that contained 20% PVA and 80% GE could be a good candidate for tissue engineering scaffolds, because it has an excellent cell attachment and spreading for fibroblast cell.

In recent years, it has been tried to develop the efficacy and bioactivity of Calcium Phosphate cements(CPC) as injectable bone substitute (IBS) by reinforcing them through varying the amount in its compositions and relative concentrations or adding other additives. In this study, the biocompatibility of are inforced Calcium Phosphate-Calcium Sulfate injectable bone substitute (IBS)containing poly ($\varepsilon$-caprolactone)PCL microspheres was evaluated which consisted of solution chitosan and Na-citrate as liquid phase and tetra calcium phosphate (TTCP), dicalciumphosphate anhydrous (DCPA) powder as the solid phase. The in vitrobiocompatibility of the IBS was done using MTT assay and Cellular adhesion and spreading studies. The in vitro experiments with simulated body fluid (SBF) confirmed the formation of apatite on sample surface after 7 and 14 days of incubation in SBF. SEM images for one cell morphologies showed that the cellular attachment was good. MG-63 cells were found to maintain their phenotype on samples and SEM micrograph confirmed that cellular attachment was well. In vitro cytotoxicity tests by an extract dilution method showed that the IBS was cytocompatible for fibroblast L-929.

인체의 치아 및 뼈는 무기질 성분과 단백질로 구성되어 있다. 생체세라믹스의 일종인 수산화아파타이트(Hydroxyapatite, HA; $Ca_{10}(PO_4)_6(OH)_2$)는 결정학적, 화학적으로뼈의 무기질 성분과 거의 유사하여 실제 체내에 들어가면 주위 뼈와 화학적 반응을 하여 단단한 결합을 이루는 생체활성(bioactive)을 가진 것으로 알려져 있다. 또한, 인산삼칼슘(Tri-Calcium Phosphate, TCP; $Ca_3(PO_4)_2$)은 체내에 이식 시 체액에 용해되어 신생골을 유도하는 생체흡수성(bioresorbable) 세라믹스로 알려져 있다. 상기 2종류를 포함한 인산칼슘계 화합물은 우수한 생체친화성에도 불구하고 역학 특성이 낮아, 하중을 거의 받지 않는 분야에만 사용되고 있는 실정이며, 하중을받는 분야(load-bearing part)에 적용하기 위해서는 고강도/고인성의 세라믹스와의 micro-composite이나 인산칼슘계화합물을 금속 표면에 코팅한 macro-composite의 형태로 사용되고 있다. 하중을 거의 받지 않는 분야, 예를 들어 치아 결손부를 보충할 dental shot과 같은 인산칼슘계 다공질 골충전재의 경우에도 취급 시 잘게 파손되는 문제점이 있어 치과의사들이 어려움을 호소하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 HA, TCP의 역학특성을 증진시키고자 소결 공정 제어를 통하여 미세조직을 변화시켰으며, 미세조직 변화에 따른 세포반응성을 골포세포주를 이용하여 평가하였다.

Bone plate는 골절된 뼈의 골 유합을 지지하기 위해서 정형외과, 신경외과, 성형외과 및 치과 등에서 널리 사용되고 있다. 하지만 기존의 bone plate는 대부분 금속으로 제작되어 있어 장기간 이식에 따른 부식 및 천연골 강도저하 등으로 인해 1~2년 후 재수술을 해야 하는 문제점을 갖고 있다. 본 연구에서는이런 금속 bone plate의 단점을 개선하고자 생체적합성이 우수한 생분해성 고분자 bone plate를 제작하였다. 사용된 고분자는 생체적합성과 생분해성이우수한 PVA(polyvinly alcohol)와 강도를 유지하기 위한 PMMA(poly methyl methacrylate)를 사용였다. Electrospinning 법으로 PVA와 PMMA fibrous mat를 제작하여 각 mat를 적층시킨 후 열압착을 하여 강도를 증가시킨 PMMA/PVA Mutlilayer bone plate을 제작하였다. 제작된 PMMA/PVA Mutlilayer bone plate의 생체적합성 평가를 위해 MTT assay, 생분해 특성을 관찰하기 위해 Micro-CT와 SBF(simulated body fluid) 내에서의 용해도를 관찰하였다. 또한조골세포의 부착과 분화에 미치는 영향을 SEM(scanning electron microscope)을통해 관찰하였고, 조골세포의 유전자 발현에 미치는 영향을 RT-PCR을통해 확인하였다.

Al-Mg 알루미늄 합금은 강도가 높고 성형성이 우수하여 수송기기 경량화용 소재로서 사용량이 증가하고 있다. 특히고강도 특성을 보이는 Al-Mg-Mn합금은 자동차, 선박및 철도차량등의 형재 및 판재로 그 사용량이 증가하고 있다. 또한 결정립을 미세화 시킨 Al-Mg-Mn합금판재의 경우에는 온간성형으로 복잡한 형상의 판재부품제조에 사용되고 있다. 연속주조공정인 Twin roll strip casting(TRC)은용탕으로부터 직접 판재를 생산할 수 있는 공정으로 주로 순알루미늄계열의 판재 생산에 사용되고 있으나 최근에는 고강도 판재의 저비용 생산을 위하여 고합금계 판재에 적용하는 연구가 수행되고 있다. 합금량이 높은 고강도Al-Mg계 합금의 TRC 주조시 고액공존구간이 커서 더욱 정밀한 공정제어가 필요하다. 또한 기존의 슬라브주조방식보다 높은 냉각속도로 주조가 가능하기 때문에 결정립 및 정출상의 미세화공정으로 응용되기도한다. 본 연구에서는 TRC공정을 기초로 주조시 열간 압연의효과를 동시에 부여하는 용탕직접압연공정을 개발하였으며 상용 고강도 알루미늄 합금인 5083합금 판재를제조하였다. 또한 기존 Al-Mg 합금에 Mn을 첨가하여 용탕직접압연함으로서 정출상의 크기 및 밀도를 제어하여 강도가 우수한 Al-Mg-Mn 합금판재를 제조하는 기술을 개발하였다. 용탕직접압연된 Al-Mg-Mn계 합금의 경우에 주조시 높은 냉각속도로 인하여 결정립이 미세하고 Al6Mn과 같은 미세한 정출상이 다량 형성되었으며, 최종압연 및 열처리에 의하여 높은 강도를 갖는 고강도 알루미늄 합금 판재의 제조가 가능하였다.

본 연구에서는 Sn과 Mg를 Cu-Fe-P 합금계에 첨가 하였을 때 합금의 미세조직과 물리적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. Cu-Fe-P 합금에 Sn과 Mg를첨가 함으로써 생성된 석출상과 합금의 미세조직, 기계적 성질 및 전기전도도를 조사하였다. 합금성분은 OES로 분석하였으며 SEM 및 EDX로 미세 석출상이생성됨을 확인하였다. 본연구를 통하여 Cu-Fe-P 합금계에 Sn과 Mg를 적절히 첨가 함으로써 고강도-고전도도의 동합금 제조가 가능함을 확인하였다.

Polycrystalline materials suchas yttria and alumina have been applied as a plasma resisting material for the plasma processing chamber. However, polycrystal line material may easily generate particles and the particles are sources of contamination during the plasma enhanced process. Amorphous material can be suitable to prevent particle generation due to absence of grain-boundaries. We manufactured nitrogen-containing $SiO_2-Al_2O_3-Y_2O_3$ based glasses with various contents of silicon and fixed nitrogen content. The thermal properties, mechanical properties and plasma etching rate were evaluated and compared for the different composition samples. The plasma etching behavior was estimated using XPS with depth profiling. From the result, the plasma etching rate highly depends on the silicon content and it may results from very low volatile temperature of SiF4 generated during plasma etching. The silicon concentration at the plasma etched surface was very low besides the concentration of yttrium and aluminum was relatively high than that of silicon due to high volatile temperature of fluorine compounds which consisted with aluminum and yttrium. Therefore, we conclude that the samples having low silicon content should be considered to obtain low plasma etching rate for the plasma resisting material.

본 연구에서는 BaSrFBr:Eu 형광물질의 결함 농도 분석을 시도하였다. 또한 동시 계수 방법과 Fast -Slow - Coincidence 시스템으로 구성한 양전자 수명 측정법을 통하여 에너지의 변화에 따른 양성자 조사에 의한 시료 결함에 따른 동시 계수 도플러법과 양전자 수명의 변화를 측정 하였으며, SRIM 시뮬레이션을 통한 에너지에 따른 양성자 투과 깊이의 변화를 연구하였다.

무가압 소결과 분말 야금법을 통하여 금속-세라믹 복합체를 제작하였다. 사용된 각각의 분말은 니켈과 알루미나가 사용되었으며 60wt% Ni을 제조하였다. 60wt% Ni은 본 연구의 선행 연구에서 가장 밀도가 적고 최적 분산이 이뤄지지 않는 혼합 비율로써 이러한 결과는 복합체를 접합의 중간층으로 사용 시 크랙이 발생하는 등 물리적 특성 저하로 연결되고 있다. 선행 연구에서는 본 조성의 이러한 원인을 마이크로 크기의 분말 사용으로 인해 분산과 밀도 측면에서의 최적화가 이루어지지 않았기 때문으로 분석하였다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 나노 분말을 사용하였으며 나노분말의 크기는 소결 구동력을 극대화시키고 분산을 더욱 촉진시켜 이를 가능하게 할 수 있다. 하지만 나노분말의 특성 중 하나인 Agglomeration의 존재는 이러한 나노 분말의 장점을 상쇄시켜 원하는결론에 도달하는 것을 방해한다. 따라서 본 연구에서는 나노 분말의 Agglomeration을 효율적으로 제어함으로써 제작된 샘플의 최적 분산과 밀도를 향상시키고 그 결과를 SEM, TEM 등을 통하여 확인하였다.

산업이 점차 발달함에 따라 발생하는 환경오염으로 인해 인간의 삶에 있어 불가분의 관계에 있는 물에 대한 관심이 지속적으로 높아지고 있는 추세이다. 각종 질병의 요인이 되는 박테리아는 주로 물을 운송 매개체로 하기 때문에 이로 인한 물의 오염으로 인도의 경우 모든 질병 발생의 80%를 차지하는 것으로 세계보건기구(WHO)에 의해 보고되었다. 현재까지물 또는 공기의 항균 및 살균 정화를 위해 화학적, 생물학적 방식 등 다양한 기술이 개발되었으나 박테리아와같은 세균제거에는 무리가 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 여러 물질 중에서도 특히 항균작용(Antibacterial activity)이 탁월한 은(Ag)을 나노입자화하여 in-situ 코팅을 통한 다공성 알루미늄 하이드록사이드 나노복합재의 제조함으로써 생물학, 생체의용공학, 약학 등에 응용될 수 있는 새로운 형태의 항균재료제조방법을 제안하였다. 우선, 다공성 알루미늄 하이드록사이드기판은 알루미늄 기판에 알칼리 표면개질을 실시함으로서 표면에 마이크로포어가 형성된 알루미늄 하이드록사이드 기판을 제조하였다. 이렇게 제조된 다공성 기판에 Polyol 공정으로 은나노입자를 합성 및 분산시킴으로서 in-situ로 은나노입자가 분산된 알루미늄 하이드록사이드 나노복합재 기판을 만들수 있었다. 본 연구를 통하여 제조된 은나노입자가 분산된 알루미늄 하이드록사이드 나노복합재 기판은 주사전자현미경(SEM) 및 투과전자현미경(TEM)을 통하여 미세구조와 상분석을 실시하였으며 X선 광전자분석(XPS)를 이용하여 기판 표면의 화학적 상태를 분석하였다.

휴대전화, 랩톱 컴퓨터 등 각종 모바일기기 및 디스플레이 기기의 경박단소화 및 고기능화에 따라 연성회로기판(FPCB)의 사용량이 증가하고있다. 연성회로기판의 핵심소재인 동박적층필름(FCCL)은 폴리이미드필름과 접착층, Cu 층으로 구성되는데, 이 중접착층으로 사용되는 Ni-20Cr합금은 에칭공정 후 Cr의 잔류에 의해 불량률 증가가 문제되고 있어, Ni-Cr합금 스퍼터링 타깃의 Cr 함량 저감 또는 Cr-free Ni합금 개발 등이 요구되고 있다. 본 연구에서는 차세대 FCCL 본드층에 적합한 Ni기 합금을 개발하기 위한 기초연구로써 Cr 함량 및 가공열처리조건에 따른 미세조직과 집합조직 변화를 조사하였다. 4N급의 고순도Ni과 Cr을 진공 플라즈마 용해장치로 용해하여Ni-xCr (x=5, 10, 15, 20wt.%)합금 잉곳을 만들고, 이를 두께감소율 90%로 냉간압연한 후, $600^{\circ}C$ 및 $800^{\circ}C$에서 10~120분 동안 어닐링하여 시편을 준비하였다. 광학현미경으로 미세조직을 관찰하고, Micro-Vickers 경도시험을 통해 어닐링 조건에 따른 경도변화를 조사하였다. 또한 SEM-EBSD를 이용하여 집합조직 및 입계특성을 분석하였다. $600^{\circ}C$ 어닐링 시 Cr함량이 증가할수록 재결정 완료시간이 증가하여 Ni-20Cr합금의 경우 2시간이상 어닐링에도 재결정이 일어나지 않았다. $800^{\circ}C$ 어닐링 시 10분 어닐링 조건에서 4종류 합금 모두 재결정이 완료되었으며, 동일한 어닐링 조건에서 Cr함량이 증가할수록 결정립이 작아지는 것으로 나타났다. $800^{\circ}C$ 2시간 어닐링 조건에서 Ni-5Cr 합금의 주요 집합조직은 {223}<113>과 {122}<112>로 나타났으며, 이중 {223}<113>은Cr 함량이 증가함에 따라 점차 {122}<112>에 가까운 방향으로 변화되어 Ni-20Cr 합금의 경우 {123}<112>만이 형성되었다. 이러한 집합조직의 변화는 적층결함에너지 감소에 의한 ${\Sigma}3$ 입계의 분율 증가와 밀접한 관련이 있는 것으로 사료된다.

최근 환경과 에너지에 대한 관심이 증대됨에 따라 차체의 경량화를 위한 고합금계 알루미늄 합금의 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 5000계 알루미늄 합금은 비중이 낮을 뿐만 아니라 Mg의 첨가에 의해 높은 강도 및 성형성을 얻을 수 있기 때문에 자동차용 판재로 많은 주목을 받고 있다. 현재 사용되는 대부분의 알루미늄 합금판재는 DC주조법과 추가적인 압연공정으로 제조되기 때문에 경제성 문제와 낮은 냉각속도로 인한 금속학적인 문제를 갖는다. 그러나 DC주조법과는 달리 쌍롤 박판주조법은 용탕으로부터 직접 판재를 제조하기 때문에 경제적이며 효율적인 주조공정이다. 또한 냉각속도가 빠르기 때문에 비교적 주조편석이 적고 전반적인 미세조직이 균일하여 고합금계 알루미늄 합금 판재제조에 매우 유용하게 응용될 수 있다. 본 연구에서는 쌍롤 박판주조법으로 고합금계 알루미늄 합금 판재를제조하고, 제조된 합금의 열간압연 및 열처리 조건에 따른 기계적 특성을 비교 및 평가하였다. 또한 미세조직 및 집합조직을 분석함으로써 고합금계 알루미늄 합금 판재의 실용화 가능성을 평가하였다.

Ti 및 S를 함유하는 강종의 연속주조시 노즐막힘 현상이 자주 발생한다. 이러한 강종의 연주기술과 생산성을 향상 시키기 위해서는 노즐막힘 발생을 방지하기 위한 새로운 기술의 개발이 필요하다. 노즐막힘은 노즐내벽에 개재물의 부착으로 인해 발생되는 것으로 용강의 물성 혹은 내화물 재질의 개선을 통하여 방지하거나 저감할 수 있다. 본 연구에서는 노즐내 용강에 Mg 증기를 취입하였을 때의 내화물과 용강 계면에서의 반응 및 현상에 대하여 조사하고 내화물/용강계면에서의 생성물 분석과 용강중 S와 Ti의 농도에 따른 노즐 내화물과의 접촉각을 측정하였다. Mg증기는 MgO-Al 혼합물을 가열함으로 Al에 의한 Mg 의 환원반응에 의해 발생되며, 온도와 MgO와 Al 분말의 입도에 따른 Mg증기 발생거동에 대하여 고찰한다.

Performance of organic field-effect transistors (OFETs) with various temperature-cured polyacrylate(PA) copolymer as a gate insulator was studied. The PA thin film, which was cured at an optimized temperature, showed high dielectric strength (>7 MV/cm), low leakage current density ($5{\times}10^{-9}\;A/cm^2$ at 1 MV/cm) and enabled negligible hysteresis in MIS capacitor and OFET. A field-effect mobility of ${\sim}0.6\;cm^2/V\;s$, on/off current ratio (Ion/Ioff) of ${\sim}10^5$ and inverse subthreshold slope (SS) as low as 1.22 V/decwere achieved. The high dielectric strength made it possible to scale down the thickness of dielectric, and low-voltage operation of -5 V was successfully realized. The chemical changes were monitored by FT-IR. The morphology and microstructure of the pentacene layer grown on PA dielectrics were also investigated and correlated with OFET device performance.

구리 나노분말은 우수한 전기전도도와 상대적으로 저렴한 가격으로 주목을 받고 있어이를 이용한 다양한 기술들이 개발 중에 있다. 이들 중 잉크젯 프린팅용 구리 나노잉크는 기존의 포토리소그래피방식의 복잡한 공정단계와 이로 인한 단가 인상을 해결할 수 있는 공정으로 기대되는 잉크젯 프린팅에 구리를 사용할 수 있게 해주어 광범위한 응용이가능할 것으로 기대되어 많은 연구가 진행되고 있는 분야이다. 실제로 구리 나노분말의 이용하게 될 때에있어서 어려운 점 중 하나가 바로 빠른 표면 산화의 문제이다. 이를 막기 위해 본 연구에서는 건식 분말코팅 방법을 이용해 octanethiol 자기조립박막을 구리 표면에 부착한 분말을 사용하여 구리 나노분말용액을 제조하는 실험을 수행하였다. 건식 분말 코팅에 의해 산화 방지막이 부착된 분말을 표면 활성제인 Diethanolamine을 이용해 안정적으로 분산시켜 잉크로 사용이 가능한 용액을 제조해 보고, 분산된 용액의 안정도를 확인하기 위해 zetapotential analyzer를이용하여 분산도를 분석하였다. 또한 분산된 용액의 활용 실험을 위해 유리 기판에 바른 용액을 질소 분위기의튜브로에서 $250^{\circ}C$, $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$의 온도에서 30분간 소결을 진행한 후 probe-station을 이용하여 전기 전도도를 측정하였다. 이렇게제작된 샘플은 Scanning Electronic Microscope 를 이용하여 소결된 상태의 표면의 사진을 찍어 서로 비교해보았다. $300^{\circ}C$에서 소결한 시편부터 소결이 시작되어 $400^{\circ}C$에서 소결한 시편은 다량의 소결목이 형성되었다.

산업화 이후, 석탄 석유를 중심으로 한 화석연료가 이산화탄소를대량으로 배출하며 지구 온난화를 야기함에 따라, 석유를 대체할 새로운 에너지원에 대한 관심이 높아지고 있다. 많은 대체에너지 가운데, 청정하고 무한 재생 가능한대체에너지를 이야기할 때, 가장 큰 기대를 받고 있는 것은 태양에너지이며, 이에 보조를 맞춰 태양광 발전에 대한 연구개발이 국내외적으로 활발히 진행되고 있는 실정이다. 태양 전지는 빛 에너지를 직접 전기 에너지로 바꿔주는 소자로, 셀의효율을 높이기 위해서는 최대한 많은 빛을 흡수시킬 수 있는 것이 중요하다. 빛의 반사를 줄이는 방법에는 Texturing 과 Antireflecting coating 이있다. Antireflecting coating은 반도체와 공기의 중간 굴절율을 갖는 박막을 증착하여 측면 반사를 감소시킴으로서 빛의 손실을 감소시키는 역활을 한다. 반사 방지막으로 쓰이는 SiNx는 SiOx의 대체 물질로 굴절률이 약 1.5로서 Si에 쉽게 형성시킬 수 있고, texturing된 Si 표면에 적합하며 반사율을 10 %에서 2 %로 줄일 수 있다. 나아가 고성능의 반사방지막은 박막의 균일도확보 및 passivation 공정이 필수적이라 판단된다. 따라서 본 연구에서는 PECVD 방법으로 SiH4와 NH3 gas 의 비율을 변화시켜 증착한 SiNx 박막의 결정학적 특성을 X-ray Diffraction 분석과 TEM (TransmissionElectron Microsopy) 을 통해 관찰하였으며, XPS (X-rayphotoelectron spectroscopy) 를 통해 화학적결합을 확인하였고, 이를 FT-IR (Fourier Transform-Infrared spectroscopy)를 통해 관찰한 결과와 연관시켜분석하였다. 굴절율의 경우 Ellipsometry를 이용하여측정하였으며 위의 측정을 통하여 SiNx박막의 반사 방지막으로써의 가능성을 확인하였다.

투명전극은 디스플레이, 태양전지와 같은 광전자 소자에 필수적이며, 지금까지 개발된 재료 중에는 ITO가 가장 투명하면서 전기전도도가 높고 생산성도 좋기 때문에 투명전극의 재료로 사용하고 있다. ITO는 낮은 비저항(${\sim}10^{-4}{\Omega}cm$) 과 높은 투과율 (~85 %), 상대적으로 넓은 밴드갭 에너지 (3.5 eV) 의특성과 같이 뛰어난 전기적 광학적 특성에 반해서 높은 원자재 가격, 불안정한 공급량 등으로 인한 문제점이꾸준히 제기되고 있다. 따라서 $In_2O_3$:Sn, ZnO:Al, ZnO:Ga, ZnO:F, ZnO:B, TiN 등과 같은 물질들로대체하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. ZnO는 ITO보다원자재의 수급이 원활하기 때문에 원가가 낮으며, 상대적으로 낮은 온도에서도 제작이 가능하다. 또한 화학적으로 안정적이므로 ZnO에 Al, Ga 등의 3족 원소를 도핑함으로써 낮은 비저항의 박막 제작이 가능하고, ITO 박막과 비교하여 etching이 쉬우며 기판과의 접착성이 좋으며, sputtering 공정시 plasma 분위기에서의 안정성이 뛰어나고 박막증착율이 높기 때문에 투명전극으로 적합한 재료이다. 본 연구에서는 cylindrical type의 Aldoping된 ZnO single target을 사용하여 박막 증착 압력의 변화를 주어 유리기판 위에 DC sputtering을 하였다. Fieldemission scanning electron microscope (FESEM)을 통해 ZnO:Al 박막의 표면의 형상과 두께를 확인하였으며, X-ray diffraction (XRD) 분석을 통해 박막의 결정학적 특성을 관찰하였다. 투명전극용 물질로서 ZnO:Al 박막의 적합성 여부를 확인하기 위하여 Van der Pauw 방법을 이용하여 박막의 비저항, 전자 이동도, 캐리어 농도를 측정하였으며, 박막의 기계적 성질 및 표면 접착성을 확인하기 위하여 nano-indentaion 분석을 하였다. 또한 UV-vis spectrophotometer를 이용하여 ZnO:Al 박막의 투과율을 분석하여 투명전극으로의 응용 가능성을 확인하였다.

Transparent conductive oxides (TCOs) play an important role in thin-film solar cells in terms of low cost and performance improvement. Al-doped ZnO (AZO) is a very promising material for thin-film solar cellfabrication because of the wide availability of its constituent raw materials and its low cost. In this study, AZO films were prepared by low pressurechemical vapor deposition (LPCVD) using trimethylaluminum (TMA), diethylzinc(DEZ), and water vapor. In order to improve the absorbance of light, atypical surface texturing method is wet etching of front electrode using chemical solution. Alternatively, LPCVD can create a rough surface during deposition. This "self-texturing" is a very useful technique, which can eliminate additional chemical texturing process. The introduction of a TMA doping source has a strong influence on resistivity and the diffusion of light in a wide wavelength range.The haze factor of AZO up to a value of 43 % at 600 nm was achieved without an additional surface texturing process by simple TMA doping. The use of AZO TCO resulted in energy conversion efficiencies of 7.7 % when it was applied to thep-i-n a-Si:H thin film solar cell, which was comparable to commercially available fluorine doped tin oxide ($SnO_2$:F).

ZnO 는 상온에서 3.37eV의 넓은 밴드갭과 60 meV의 엑시톤 결합에너지를 가지는 직접형 반도체로서 높은 투과성, 저가의 재료비, 비독성, 친환경적인 재료로서 발광다이오드, 디스플레이 응용분야 등 많은 부분에서 관심을 받고 있다. 유리 기판은무겁고 쉽게 깨지는 특성에도 불구하고 디스플레이 응용분야에서 폭넓게 사용되고 있으나 많은 연구자들은 이러한 문제점들을 해결하기 위해 플렉서블 기판위에서의 ZnO 성장 연구를 진행하고 있다 ZnO를 성장시키는 방법에는 molecular beam epitaxy (MEB), chemical vapordeposition (CVD), 그리고 atomic layer deposition (ALD)등많은 방법들이 있다. 이 연구에서 우리는 플렉서블기판의 플라즈마 전처리에 따른 ZnO의 구조적 그리고 광학적 특성에 대해 연구하였다. ZnO는 ALD 방법에 의해 성장되었고 반응물로는 temperature controlled bath 속에서 $10^{\circ}C$와 $30^{\circ}C$로 각각 온도를 유지시킨 diethylzinc (DEZn)과 distilled water ($H_2O$)를 사용하였다. 성장된 ZnO의 표면 morphology는atomic force microscope (AFM) 과 scanning electron microscope (SEM)으로 측정하였고, 광학적, 구조적특성은 Photoluminescence (PL)와 X-ray diffraction (XRD) 방법으로 각각으로 측정 되었다.