• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.111-111
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• 2000

최근 질화물 반도체를 이용한 단파장 laser diode (LD)와 ultraviolet light emitting diode (LED)에 관한 관심의 증가로 인하여 AlGaN의 성장에 관한 연구가 많이 진행되고 있다. Metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD)법을 이용한 AlGaN 성장에 있어서는 Al의 전구체로 널리 사용되고 있는 trimethylaluminum (TMAl)과 암모니아와의 기상에서의 adduct 형성을 억제하기 위하여 주로 저압에서 성장을 하거나 원료 가스의 유속을 증가시키는 방법으로 연구가 되고 있다. 또한, AlN의 경우 GaN보다 녹는점이 매우 높기 때문에 일반적으로 Al을 포함하는 질화물 반도체의 성장에 있어서는 GaN보다 녹는점이 매우 높기 때문에 일반적으로 Al을 포함하는 질화물 반도체의 성장에 있어서는 GaN 성장 시보다 높은 온도에서 성장이 이루어지고 있다. MOCND법을 이용하여 AlGaN를 성장시키는 대부분의 연구들은 100$0^{\circ}C$ 이상의 고온에서의 성장 온도가 AlGaN특성에 미치는 영향에 대한 것으로 국한되고 있다. 그러나, InGaN/GaN multiple quantum wells (MQWs) 구조의 LD나 LED를 성장시키는 경우 In의 desorption을 억제하기 위하여 MQWs층 위에 저온에서 AlGaN를 성장하는 데 있어서 AlGaN의 성장 온도를 500-102$0^{\circ}C$로 변화시키면서 AlGaN의 성장거동을 고찰하였다. GaN는 사파이어 기판을 수소분위기하에서 고온에서 가열한 후 저온에서 GaN를 이용한 핵생성층을 성장하고 102$0^{\circ}C$의 고온에서 1.2$\mu\textrm{m}$정도의 두께로 성장하였다. AlGaN는 고온에서 성장된 GaN 위에 200Torr의 성장기 압력 하에서 trimethylgallium (TMGa)과 TMAl의 유속을 각각 70 $\mu$mol/min 으로 고정한 후 성장온도만을 변화시키며 증착하였다. 성장 온도가 낮아짐에 따라 AlGaN의 표면거칠기가 증가하고, 결함과 관련된 포토루미네슨스가 현저히 증가하는 것이 관찰되었다. 그러나, 성장온도가 50$0^{\circ}C$정도로 낮아진 경우에 있어서는 표면 거칠기가 다시 감소하는 것이 관찰되었다. 이러한 현상은 저온에서 표면흡착원자의 거동에 제한이 따르기 때문으로 생각되어진다. 또한, 성장 온도가 낮아짐에 따라 AlGaN의 성장을 저해하기 때문으로 판단된다. 성장 온도 변화에 따라 성장된 V의 구조적 특성 및 표면 거칠기 변화를 관찰하여 AlGaN의 성장 거동을 논의하겠다.

• 한국진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.426-434
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• 2008

고밀도 유도결합 플라즈마 장치의 $SiH_4/O_2/Ar$방전에 대한 공간 평균 시뮬레이터를 제작하였다. 제작된 시뮬레이터는 $SiH_4/O_2/Ar$ 플라즈마 방전에서 발생되는 전자, 양이온, 음이온, 중성종, 그리고 활성종들에 대해 공간 평균한 유체 방정식을 기반으로 하고 있으며, 전자가열 모델은 anomalous skin effect를 고려한 파워 흡수 모델을 적용하여 전자가 흡수하는 고주파 파워량을 결정하였다. 완성된 시뮬레이터에서 RF-파워와 압력 변화에 대한 하전입자, 중성종, 활성종들의 밀도 변화 및 전자 온도 의존성을 계산하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.149-149
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• 2011

아르곤 기체의 방사세기 또는 그 세기 비는 플라즈마 공정 진단에서 일반적으로 사용된다. 본 실험에서는 100 mTorr 압력 조건하의 유도결합 플라즈마(13.56 MHz)에서 E-H 모드 전이 영역, rf 바이어스(12.5 MHz) 전력 인가 및 N2 혼합 시 단순화한 충돌-방사 모델에 기초한 광방사 세기비 방법을 적용하여 플라즈마 변수를 진단하였다. 개발 프로그램 기반의 분광기를 사용하여 아르곤 기체의 특정 파장(750.4, 751.5 그리고 811.5 nm)들을 관측하였고, 동일한 조건하에서 정전 탐침법으을 이용하여 전자 에너지 분포함수의 변화도 측정 하였다. 맥스웰 전자 에너지 분포를 가정하는 일반적인 경우와 비교하여 볼 때 실제적인 전자 에너지 분포함수의 측정은 전자의 가열 메커니즘에 대한 상세한 정보를 제공함과 동시에 플라즈마 재흡수에 대한 보정을 가능하게 해준다. 광방사 세기비법에 의해 측정된 결과에 의하면, 750.4 nm/751.5 nm는 높은 에너지(>13.08 eV)의 전자들의 유효 전자온도에 대한 정보를 나타내는 반면 811.5 nm/750.4 nm는 아르곤 준안정 준위 밀도(1s5)에 대한 정보를 제공하게 된다. 수행된 실험 조건하에서, 측정된 준안정 준위 밀도는 E-H 모드 전이 영역에서 최대값을 나타내었고 바이어스 전압 및 N2 기체 혼합 비율이 증가함에 따라 감소하는 결과를 얻었다. 유효 전자온도의 경우 광방사 세기비법과 정전 탐침법 모두 같은 결과를 보여 주었는데, E-H 모드 전이 영역에서는 전자온도는 거의 일정하였고 바이어스 전압 및 N2 기체 혼합 비율이 증가함에 따라 전자온도는 증가하였다. 이러한 실험 결과는 방전 모드 전이, 바이어스 인가 그리고 혼합 기체 사용하는 공정 플라즈마를 이해하는데 있어 이들 변수의 진단이 중요한 요소임을 보여준다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.346-346
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• 2011

실리콘 나노와이어는 높은 표면적으로 인해 뛰어난 감지 능력을 가지는 재료 중 하나로 다양한 센서 응용 분야에 사용되고 있다. 이를 제작하는 방법에는 Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) 공정을 이용한 Top-down 방식과 Vapor-Liquid-Solid (VLS) 공정을 이용한 Bottom-up 방식이 널리 사용되고 있다. 특히 Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition(PECVD)와 Au 촉매를 이용한 Bottom-up 방식은 수십 나노미터 이하의 실리콘 나노와이어를 간단한 변수 조절을 통해 성장시킬 수 있다. 또한 Au/Si의 공융점인 363$^{\circ}C$보다 낮은 온도에서 $SiH_4$를 분해시킬 수 있어 열적 효과로 인한 손실을 줄일 수 있는 장점을 지니고 있다. 하지만 PECVD를 이용한 실리콘 나노와이어 성장은 VLS 공정을 통해 표면으로부터 수직으로 성장하게 되는데 이는 센서 응용을 위한 전극 사이의 수평 연결 어려움을 지니고 있다. 따라서 이를 피하기 위한 표면 성장된 실리콘 나노와이어가 요구된다. 본 연구에서는 PECVD VLS 공정을 이용하여 $HAuCl_4$를 촉매로 이용한 표면 성장된 Tree-like 실리콘 나노와이어를 성장시켰다. 공정가스로는 $SiH_4$와 이를 분해시키기 위해 Ar 플라즈마를 사용 하였고 웨이퍼 표면에 HAuCl4를 분사하고 고진공 상태에서 챔버 기판을 370$^{\circ}C$까지 가열한 후 플라즈마 파워(W) 및 공정 압력(mTorr)을 변수로 두어 실험을 진행하였다. 기존의 보고된 연구와 달리 환원된 금 입자 대신 $HAuCl_4$용액을 그대로 사용하였는데 이는 표면 조도(Surface roughness)를 가지는 Au 박막 상태로 존재하게 된다. 이 중 마루(Asperite) 부분에 PECVD로부터 발생된 실리콘 나노 입자가 상대적으로 높은 확률로 흡착하게 되어 실리콘 나노와이어의 표면성장을 유도하게 된다. 성장된 실리콘 나노와이어는 SEM과 EDS를 이용하여 직경, 길이 및 화학적 성분을 측정하였다. 직경은 약 100 nm, 길이는 약 10 ${\mu}m$ 정도로 나타났으며 Tree-like 실리콘 나노와이어가 성장되었다. 향후 전극이 형성된 기판위에 이를 직접 성장시킴으로써 이 물질의 I-V 특성을 파악 할 것이며 이는 센서 응용 분야에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 영호남 합동 학술대회 및 춘계학술대회 논문집 센서 박막 기술교육
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• pp.117-120
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• 2006

$TiOCl_2$를 중화시키고 과산화수소와 반응시켜 Ti peroxo 전구체를 수열합성법을 이용하여 autoclave 반응기 내에서 가열하여 $TiO_2$ 졸을 제조하였다. Autoclave 반응기 내에 압력을 가하면 브룩카이트상 $TiO_2$졸이 형성됨을 확인하였고, 중화과정에서 NaCl을 첨가하여 Ti 수산화물 격자 내에 Na 이온을 포획되어 브룩카이트상이 나타남을 알 수 있었다. Na 이온의 첨가량에 따라 브룩카이트 결정상 함량이 달라져 광촉매 활성도 달라짐을 브룩카이트상 $TiO_2$가 코팅된 박막의 기상벤젠 광분해 실험을 통해 확인하였고 미세구조, 결정성, 광흡수도률 측정하여 특성평가를 실시하였다.

• 청정기술
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• 제11권4호
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• pp.205-211
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• 2005

마이크로렌즈 어레이의 제작은 매우 다양한 재료와 방법이 제안되어 지고 있으나, 폴리머를 이용한 사출법은 광학적 특성, 내충격성, 가공성, 경량화 및 환경친화성 등의 장점으로 주목 받고 있다. 사출법 템플레이트를 제작하기 위한 PR(Photo-Resist) reflow법은 형상제어가 용이하고 대량생산과 정밀가공의 측면에서 효율적이어서, 집적화가 용이하고 공정을 줄일 수 있는 장점을 갖게 되어 매우 환경친화적이다. 그러나 마이크로렌즈 어레이의 사출성형은 사용되는 폴리머재료의 성질에 따라 성형에 어려움이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 이와 같은 성형의 어려움을 극복하기 위한 방법으로 급가열/급냉각 사출을 통하여 마이크로렌즈 어레이를 제작하고 특성을 이해하였다. 템플레이트의 급격한 온도상승과 고온에서의 모양이 냉각으로 인한 변형이 없도록 급속히 냉각시켜 줌으로서 마이크로렌즈 어레이의 사출성형을 구현 하였다. PC(Poly-Cabon ate)와 PMMA(Poly-Methyl-Meth-Acrylate)를 비교하여, PMMA가 낮은 용융점에 의해 성형성이 우수함을 확인하였다. 사출시 압력과 속도를 변수로 마이크로렌즈 어레이의 제작을 위한 사출조건을 도출하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.384-384
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• 2013

본 연구에서는 e-beam 증착을 이용하여 Al, Mg 단일 금속으로 다층형 Al-Mg 코팅층을 제조하여 특성 분석 및 내식성을 평가하였다. Al-Mg 코팅층은 99.99%의 Al, 99.9%의 Mg grain을 사용하여 E-Beam 가열을 통해 냉연강판 위에 코팅하였다. 증발물질과 기판과의 거리는 48 cm이며, 기판은 세척을 실시한 후 진공 챔버에 장착하고 ~10-5 Torr 까지 진공배기를 실시하였다. 진공챔버가 기본 압력까지 배기되면 아르곤 가스를 주입하고 기판홀더에 800 V의 직류 전압을 인가하여 약 30분간 글로우 방전 청정을 실시하였다. 기판의 청정이 끝나면 아르곤 가스를 차단하고 코팅층의 구성형태에 따라 Al 또는 Mg을 코팅하였다. 다층형 Al-Mg 코팅층은 2층에서 최대 6층까지 제조하였으며 $3{\mu}m$의 두께를 기준으로 Al과 Mg 코팅층의 두께비가 각각 1:1 과 2:1이 되도록 코팅하였다. 6층 이상에서는 코팅층의 두께 제어가 쉽지 않기 때문에 층수는 6층으로 제한하였다.다층형 Al-Mg 코팅층을 주사전자현미경으로 관찰한 결과, Al-Mg 코팅층간의 계면을 관찰할 수 있었다. 또한 글로우방전분광기로 Al-Mg 코팅층을 관찰한 결과, Al과 Mg 코팅층이 균일한 다층 구조를 형성하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 다층의 Al-Mg가 코팅된 강판을 염수분무시험을 통해서 내부식 특성을 확인하였다. Al-Mg 코팅 강판의 염수분무시험 결과, Al-Mg 코팅층의 층수가 증가할 수록 내부식 특성이 향상되는 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 현상은 Al-Mg 코팅층이 다층으로 형성되어 있어 부식 생성물을 효과적으로 차단하여 강판의 부식을 방지한 것으로 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제9권2호
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• pp.1-7
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• 2005

가연성 물질의 안전한 취급, 저장, 수송, 조작 및 공정설계에 필요한 열화학적 파라미터로는 폭발한계, 인화점, 최소자연발화온도, 최소산소농도, 연소열 등을 들 수 있다. 특히 폭발한계와 최소자연발화온도는 가연성 물질의 화재 및 폭발 위험성을 결정하는데 중요한 특성으로 이용된다. LNG공정 안전을 위해 메탄의 폭발한계와 최소자연발화온도를 고찰하였다. 메탄의 폭발하한계와 상한계는 공기 중에서 각 각 4.8 vol$\%$와 16 vol$\%$를 추천하며, 최소자연발화온도는 전면 가열인 경우는 $540^{\circ}C$, 국소 고온표면인 경우는 약 $1000^{\circ}C$를 추천한다. 또한 메탄의 폭발한계 온도 및 압력의존성에 대한 새로운 예측식을 제시하였으며, 제시된 식에 의한 예측값은 문헌값과 일치하였다.

• 설비공학논문집
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• 제29권8호
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• pp.408-418
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• 2017

Supercritical carbon dioxide ($sCO_2$) power system is emerging technology because of its high cycle efficiency and compactness. Meanwhile, PCHE (Printed Circuit Heat Exchanger) is gaining attention in $sCO_2$ power system technology because PCHE with high pressure-resistance and larger heat transfer surface per unit volume is fundamentally needed. Thermo-fluidic characteristics of $sCO_2$ in the micro channel of PCHE should be investigated. In this study, heat transfer characteristics of $sCO_2$ of various inlet conditions and cross-sectional shapes of single micro channel were investigated experimentally. Experiment was conducted at supercritical state of higher than critical temperature and pressure. Test sections were made of copper and hydraulic diameter was 1 mm. Convective heat transfer coefficients were measured according to each interval of the channel and pressure drop was also measured. Convective heat transfer coefficients from experimental data were compared with existing correlation. In this study, using measured data, a new empirical correlation to predict near critical region heat transfer coefficient is developed and suggested. Test results of single channel will be used for design of PCHE.

• 한국추진공학회지
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• 제19권2호
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• pp.46-54
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• 2015

아산화질소는 친환경적이고 비교적 안전하며 자발가압으로 공급될 수 있어서 다수의 액체로켓엔진 관련 연구기관 및 학교에서 산화제로 사용하고 있다. 그러나 본 연구실에서 에탄올 및 기체 아산화질소 추진제 조합을 이용한 연소시험 중 원인을 알 수 없는 폭발 현상이 다수 발생하였고, 본 논문에서는 분사기 내부에서의 아산화질소 분해 반응, 아산화질소 공급압력을 높이기 위한 탱크 가열에 따른 배관 내 아산화질소 재응축을 폭발현상의 원인으로 지목하고 해결책 및 안전한 아산화질소 산화제 사용방안을 제시하였다.