• Journal of Powder Materials
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• v.13 no.2 s.55
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• pp.144-149
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• 2006

In this research we tried to make nano-sized TiNx by using planetary milling, and we made the composites double layered of titanium and nano-sized TiNx by using spark plasma sintering apparatus after mixing with the different ratio of pure titanium powder, and they were heat treated at $850^{\circ}C$ for 30 minutes. The crystal structures of nano-sized TiNx powders and the composites were analyzed by X-ray diffraction (XRD). The microstructures of the powders were analyzed by using scanning electron microscopy (FESEM) and the 40-50 nm size of nano-sized TiNx particle on the surface of agglomerated particles was investigated. With increasing the ratio of nano-sized TiNx of the composites, the microvickers hardness of the composites was increased.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.109-109
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• 2018

Cr-Mo 합금강은 고온 환경 하에서 높은 크리이프 강도와 우수한 내식성 때문에 발전설비, 석유 화학, 그리고 해양산업과 같은 여러 산업분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, Cr-Mo 강의 내식성은 합금 내 Cr 함량에 크게 의존한다. 이는 고온에서 Cr과 O가 화학적 반응을 일으킴에 따라 보호성의 Cr 산화스케일을 형성하기 때문이다. 그러나 화석연료를 사용하는 발전설비의 경우, $SO_2$가 포함된 강한 부식성의 연소 가스가 배출되며, 이에 노출된 금속의 표면에서는 산화와 황화가 동시에 발생한다. 황화스케일은 산화스케일에 비해 매우 빠르게 성장하며, 그 특성이 매우 취약하기 때문에 황화 환경에서 금속의 내식성 및 기계적 물성치는 보다 크게 저하된다. 따라서 본 연구에서는 화력 발전소의 증기발생용 튜브 재료인 9Cr-1MoVNb 강을 선정하였으며, $SO_2$ 가스 환경 하에서의 부식 및 기계적 물성치 저하 특성을 평가하고자 하였다. 본 연구에서 사용된 9Cr-1MoVNb강의 화학 성분 조성은 0.1 C, 0.38 Si, 0.46 Mn, 0.25 Ni, 8.38 Cr, 0.93 Mo, 0.18 V, 0.09 Nb, 그리고 나머지는 Fe이다. 부식시험은 가공된 미소시험편과 인장시험편을 전기열처리로에 장입한 후, $650^{\circ}C$에서 $N_2+O_2+O_2+SO_2$ 조성의 가스를 분당 50 CC로 흘려주었다. 제작된 시험편에 대한 부식거동은 무게 증가량, optical microscope, scanning electron microsope, 그리고 energy dispersive x-ray spectrum을 통해 평가하였다. 그리고 기계적 물성치 평가를 위한 인장시험은 분당 2mm 변위제어를 통해 실시하였다. 그 결과, 9Cr-1MoVNb 강은 $SO_2$ 가스 환경 하에서 비 보호적인 Fe-풍부상의 산화 스케일층이 두껍게 형성됨에 따라 열악한 내식성을 나타냈다. 그에 따라 기계적 물성치는 저하되는 경향을 나타내었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• v.35 no.2
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• pp.494-500
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• 2014

Indium-doped zinc oxide nanocrystals (IZO NCs), capped with stearic acid (SA) of different sizes, were synthesized using a hot injection method in a noncoordinating solvent 1-octadecene (ODE). The ligand exchange process was employed to modify the surface of IZO NCs by replacing the longer-chain ligand of stearic acid with the shorter-chain ligand of butylamine (BA). It should be noted that the ligand-exchange percentage was observed to be 75%. The change of particle size, morphology, and crystal structures were obtained using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) and X-ray diffraction pattern results. In our study, the 5 nm and 10 nm IZO NCs capped with stearic acid (SA-IZO) were ligand-exchanged with butylamine (BA), and were then spin-coated on a thermal oxide ($SiO_2$) gate insulator to fabricate a thin film transistor (TFT) device. The films were then annealed at various temperatures: $350^{\circ}C$, $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, and $600^{\circ}C$. All samples showed semiconducting behavior and exhibited n-channel TFT. Curing temperature dependent on mobility was observed. Interestingly, mobility decreases with the increasing size of NCs from 5 to 10 nm. Miller-Abrahams hopping formalism was employed to explain the hopping mechanism insight our IZO NC films. By focusing on the effect of size, different curing temperatures, electron coupling, tunneling rate, and inter-NC separation, we found that the decrease in electron mobility for larger NCs was due to smaller electronic coupling.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• v.29 no.5
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• pp.1038-1042
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• 2008

Mono and multilayer TiO2(Fe, $PEG_{600}$) films were deposited by the dip-coating on $SiO_2$/glass substrate using sol-gel method. In an attempt to improve the antibacterial properties of doped $TiO_2$ films, the influence of the iron oxides and polyethilenglycol ($PEG_{600}$) on the morphological, optical, surface chemical composition and biological properties of nanostructured layers was studied. Complementary measurements were performed including Spectroscopic Ellipsometry (SE), Scanning Electron Microscopy (SEM) coupled with the fractal analysis, X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and antibacterial tests. It was found that different concentrations of Fe and $PEG_{600}$ added to coating solution strongly influence the porosity and morphology at nanometric scale related to fractal behaviour and the elemental and chemical states of the surfaces as well. The thermal treatment under oxidative atmosphere leads to films densification and oxides phase stabilization. The antibacterial activity of coatings against Escherichia Coli bacteria was examined by specific antibacterial tests.

• Corrosion Science and Technology
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• v.11 no.1
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• pp.9-14
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• 2012

The formation of the Fe-Al inhibition layer in hot-dip galvanizing is a confusing issue for a long time. This study presents a characterization result on the inhibition layer formed on C-Mn-Cr and C-Mn-Si dual-phase steels after a short time galvanizing. The samples were annealed at $800^{\circ}C$ for 60 s in $N_{2}$-10% $H_{2}$ atmosphere with a dew point of $-30^{\circ}C$, and were then galvanized in a bath containing 0.2 %Al. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and transmission electron microscopy (TEM) was employed for characterization. The TEM electron diffraction shows that only $Fe_{2}Al_{5}$ intermetallic phase was formed. No orientation relationship between the $Fe_{2}Al_{5}$ phase and the steel substrate could be identified. Two peaks of Al 2p photoelectrons, one from metallic aluminum and the other from $Al^{3+}$ ions, were detected in the inhibition layer, indicating that the layer is in fact a mixture of $Fe_{2}Al_{5}$ and $Al_{2}O_{3}$. TEM/EDS analysis verifies the existence of $Al_{2}O_{3}$ in the boundaries of $Fe_{2}Al_{5}$ grains. The nucleation of $Fe_{2}Al_{5}$ and the reduction of the surface oxide probably proceeded concurrently on galvanizing, and the residual oxides prohibited the heteroepitaxial growth of $Fe_{2}Al_{5}$.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.245-248
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• 2011

Many researches have been carried out to improve light absorption in the crystalline silicon solar cell fabrication. The rear reflection is applied to increase the path length of light, resulting in the light absorption enhancement and thus the efficiency improvement mainly due to increase in short circuit current. In this paper, we manufactured the silicon solar cell using the mono crystalline silicon wafers with $156{\times}156mm^2$, 0.5~3.0 ${\Omega}{\cdot}cm$ of resistivity and p-type. After saw damage removal, the dielectric film ($SiN_x$)on the back surface was deposited, followed by surface texturing in the KOH solution. It resulted in single-side texturing wafer. Then the dielectric film was removed in the HF solution. The silicon wafers were doped with phosphorus by $POCl_3$ with the sheet resistance 50 ${\Omega}/{\Box}$ and then the silicon nitride was deposited on the front surface by the PECVD with 80nm thickness. The electrodes were formed by screen-printing with Ag and Al paste for front and back surface, respectively. The reflectance and transmittance for the single-sided and double-sided textured wafers were compared. The double-sided textured wafer showed higher reflectance and lower transmittance at the long wavelength region, compared to single-sided. The completed crystalline silicon solar cells with different back surface texture showed the conversion efficiency of 17.4% for the single sided and 17.3% for the double sided. The efficiency improvement with single-sided textured solar cell resulted from reflectance increase on back surface and light absorption enhancement.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• v.30 no.2
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• pp.429-434
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• 2009

The OH($X^2{\Pi},\;{\nu}$"=0, 1) internal state distributions from the reaction of electronically ground state oxygen atoms with HSi$Cl_3$ were measured using laser-induced fluorescence. The ground-state O$(^3P_J)$ atoms with kinetic energies above the reaction barrier were produced by photolysis of N$O_2$ at 355 nm. The OH product revealed strong vibrational population inversion, P(${\nu}$"=1)/P(${\nu}$"=0) = 4.0 ${\pm}$ 0.6, and rotational distributions in both vibrational states exhibit substantial rotational excitations to the limit of total available energy. However, no preferential populations in either of the two $\Lambda$ doublet states were observed from the micropopulations, which supports a mechanism involving a direct abstraction of hydrogen by the atomic oxygen. It was also found that the collision energy between O and HSi$Cl_3$ is effectively coupled into the excitation of the internal degrees of freedom of the OH product ($$ = 0.62, and $<\;f_{rot}>$ = 0.20). The dynamics appear consistent with expectations for the kinematically constrained reaction which supports the reaction type, heavy + light-heavy $\rightarrow$ heavy-light + heavy (H + LH′ $\rightarrow$ HL + H′). The dynamics of oxygen atom collision with HSi$Cl_3$ are discussed in comparison to those with Si$H_4$.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07c
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• pp.2251-2253
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• 2000

MEMS기술을 이용하여 단층 실리콘 나이트라이드($Si_{3}N_4$) 다이아프램을 제조하고, 이 다이아프램상에 저항성 가열 진공증착법과 고주파 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 차례로 In막과 ZnO막을 증착하고, In의 도핑을 위해 열처리하여 $NH_3$ 가스 감지용 마이크로센서를 제작하였다. 감지막의 열처리온도에 따른 구조적 및 전기적 특성은 XRD, SEM, AFM, 4-point probe 및 Electrometer를 통하여 각각 조사하였다. 제작된 센서의 열처리온도와 인가전력에 따라 $NH_3$ 가스에 대한 감도, 선택성 및 시간응답 특성을 조사하였다. 감지막 두께 3000 ${\AA}$, 열처리온도 400$^{\circ}C$로 제조된 마이크로 센서가 히터 인가전력 366 mW에서 100 ppm의 $NH_3$ 가스농도에서 대하여 16 %, 350 ppm의 가스농도에서 대하여 23 %의 가장 우수한 감도를 나타내었다. 그러나 CO 가스 및 $NO_x$ 가스에 대한 감지특성은 관찰되지 않았다.

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

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

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

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