• 한국재료학회지
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• 제4권1호
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• pp.37-43
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• 1994

Y-BA-Cu-O계 고온초전도체의 미세조직을 가공과 열처리로써 제어하여 조직의 배향화와 치밀화를 기하여 높은 임계전류밀도($J_c$)를 갖는 초전도체의 개발을 목적으로sinter forging법으로 Y-BA-Cu-O/Ag 고온초전도복합체를 제조하였다. sinter forging을 통하여 고온 초전도체의 미세조직의 texture화를 가져왔으며, 이 경우 (123)결정립의 C축 방위가 단일축의 압축방향으로 배향화 되었다. 한편, texture의 orientation facter는 고온일수록, 압력이 클수록 크고, 조직의 배향화도 뚜렷하였으며 그에 따라 $J_c$역시 증가하였다. 이러한 결과로 미루어 결정의 배향도는 $J_c$를 좌우하는 중요한 변수라고 사려되었다. 또한 sinter forging 시킨Y-MA-Cu-O/Ag 복합체의 on set온도는 sinter forging온도에 크게 의존치 않았으나, 고온일수록 off set 온도($T_c\;^{zero}$)가 다소 떨어졌다. 한편, 첨가된 Ag는 주고(123)결정입계에 존재하였으며, 이들이 (123)결정립간의 결합을 촉진시켜 임계전류밀도를 크게 향상시켰으며, Y-BA-Cu-O/Ag 복합체의 $J_c$는 2,000 A/$\textrm{cm}^2$ 이상이었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.72-72
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• 2010

탄소나노튜브(carbon nanotubes : CNTs)는 뛰어난 전기적, 물리적인 특성을 가지고 있기 때문에 다양한 분야에서 이를 활용하려는 노력들이 활발히 이루어지고 있다. CNTs의 전기적인 특성은 직경에 의해 결정되므로, 직경을 균일하게 제어하는 일이 CNTs를 기반으로 한 전자소자 응용에 가장 중요한 사항이라 할 수 있다. 일반적으로 화학기상증착법(chemical vapor deposition, CVD)으로 합성된 CNTs의 직경은 촉매의 크기에 의존하기 때문에, 촉매의 크기를 제어하기 위한 다양한 연구들이 활발히 진행되고 있다[1-3]. 하지만 CNTs의 성장온도 근처에서 촉매 입자는 표면 확산(surface diffusion)에 의해 응집(agglomeration)되기 때문에 작고 균일한 크기의 촉매를 얻기 어렵다. 본 연구에서는 Si(001) 기판 위에 지지층(supporting layer)인 Al의 두께를 변화시켜 증착하고, 열적산화과정을 통해 $Al_2O_3$ 층을 형성한 후 Fe을 증착하여 CNTs를 합성하였다. $Al_2O_3$ 지지층과 Fe 촉매입자의 구조와 화학적 상태를 원자힘현미경 (atomic force microscopy, AFM), 주사전자현미경 (scanning electron microscopy, SEM), 투과전자현미경 (transmission electron microscopy, TEM), X-선 광전자 분광기(X-ray photoelectron spectroscopy)를 통해 분석하였고, 성장된 CNTs는 SEM, TEM, 라만 분광법 (Raman spectroscopy)을 통해 분석하였다. 그 결과, $Al_2O_3$ 층은 두께에 따라 각기 다른 표면 거칠기(RMS roughness)와 결정립(grain)의 크기를 갖게 되며, 이러한 표면구조가 Fe 촉매입자의 표면확산에 의한 응집에 관여하여 CNTs의 직경에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 또한 $Al_2O_3$ 지지층의 두께가 15 nm인 경우, Fe의 응집현상이 억제되어 좁은 직경분포를 지닌 고순도 단일벽 탄소나노튜브(Single-walled CNTs)가 성장되는 것을 확인하였다.

• 전기화학회지
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• 제3권1호
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• pp.19-24
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• 2000

poly-Si TR는 LCD의 고해상도화, 고집적화에 따라 그 요구가 점점 필요해지고 있다. 그러나 poly-Si의 제조를 위해 주로 사용하는 레이저 결정화 방법은 박막 내에 함유된 수소 때문에 별도의 탈수소 공정을 행하는 실정이다. 막내의 수소는 결정화 시 eruption과 void등의 생성으로 poly Si의 막 특성뿐 아니라 소자 특성에도 나쁜 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 전술한 문제점을 제어하기 위해 mesh-type PECVD를 제안하고 저수소화 박막 증착에 관한 연구를 수행하였다. 증착된 비정질 Si 박막은 $300^{\circ}C$ 이하의 온도에서도 $1 at\%$ 이하의 낮은 수소 함유량을 가진 것으로 조사되었다. mesh에 의한 이런 결과는 막내에 함유되는 수소를 효과적으로 제어하고 별도의 탈수소 공정을 배제하여 공정 감소의 효과를 갖는 장점이 있다. 또한 제조된 비정질 Si을 이용하여 XeCl 레이저 결정화하여 그 거동을 조사하였는데 일반적인 거동과 달리 매우 넓은 공정 영역을 갖고 있는 것을 확인할 수 있었다 또한, 수소에 의한 표면 거칠기 문제는 발견되지 않았으며 비교적 조대하고 균일한 결정립 분포를 하는 것으로 조사되었다 본 결과는 레이저 결정화 공정의 안정성에 기여하고 소자 특성 향상에도 기여할 것으로 기대된다

• 한국결정성장학회지
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• 제8권1호
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• pp.151-159
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• 1998

자동차 모터 작동시에 사용되는 전류 제어 소자의 써미스터 조성을 개발하기 위하여 $BaTiO_3$에 첨가제로써 $Y_{2}O_{3}CaO,SiO_{2}$ 및 Mn을 선정하여 실험하였다. 0.2mol%의 $Y_{2}O_3$, 첨가에서 가장 낮은 상온 저항 16.5${\Omega}{\cdot}$cm를, 1.6mol% $SiO_2$ 첨가에서 50${\Omega}{\cdot}$cm를 보였다. 5mol%의 Ca를 Ba와 치환한 조성에서는 결정립의 크기가 34.95${\mu}$m에서 13.4${\mu}$m로 감소하였으며, 0.04mol% Mn에서 상온저항 및 ${\rho}_{max}/{\rho}_{min}$가 각각 30~40${\Omega}{\cdot}$cm, $1.5{\times}10^5$의 우수한 특성을 나타내었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.47.1-47.1
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• 2011

최근 친환경의 재생 가능한 에너지에 대한 관심이 급증하면서 태양전지에 대한 연구가 국내외에서 활발히 진행중이다. 특히 기존 태양전지 시장을 장악하던 실리콘 태양전지를 대체하고 새로운 기능을 부여하기 위해 박막형 태양전지의 필요성과 새로운 태양전지용 소재 개발에 관심이 집중되고 있다. CIGS는 이러한 요구에 부합하는 소재로써 진공증착법을 통한 CIGS 박막 태양전지에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 이와 함께, 경제성과 대면적화의 용이성을 목표로 CIGS의 비진공증착법에 대한 연구도 병행되고 있다. 본 연구에서는 비진공증착법중 전기화학적 전착방법을 이용하여 CIGS박막을 형성하는 기초연구를 진행하였다. CIGS 박막의 표면 및 결정립 제어를 위하여 젤라틴을 첨가제로 이용하여 CIGS 박막을 제조하였으며 첨가제의 농도, 전착 인가전압 등을 변수로 박막을 형성시켜 특성을 분석하였다. 첨가제가 박막의 특성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 첨가제의 양에 따른 박막의 결정성과 표면 구조를 각각 XRD 및 FE-SEM (EDS)을 이용하여 분석하였다. 첨가제의 농도와 전착 인가전압에 따라 상대적으로 매우 우수한 표면 특성을 가지는 박막을 얻을 수 있었고 특히 특정농도의 젤라틴은 기존의 CIGS 박막의 결정성을 유지시켜 주는 것을 확인하였다. 또한 일정한 첨가제 농도 조건에서 인가전압을 변화시키며 증착한 필름의 CIGS 원소비를 분석함으로서 첨가제를 이용한 전기화학적 전착법에서 인가전압이 박막의 조성비에 미치는 영향을 분석하였다. 첨가제를 이용한 낮은 전압에서의 전착을 통해 우수한 표면 특성을 유지하면서 동시에 희귀원소인 In과 Ga의 증착을 더욱 용이하게 하는 새로운 방법에 대해 고찰하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제30권6호
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• pp.258-263
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• 2020

고분자로부터 제조되는 탄화규소 섬유는 고온 내산화성, 인장강도, 그리고 경량성 때문에 세라믹 복합체의 강화재료로 주로 적용되고 있다. 본 연구에서 탄화규소 연속섬유는 유연한 로프 형태의 고온 발열체(> 650℃)로 제조하기 위해 사용되었다. 특히, 탄화규소 섬유 발열체는 고효율의 저항 발열을 위해 단면적과 길이에 대한 저항 변화를 2-point probe 방법으로 측정하고, 비정질 탄화규소 섬유에 존재하는 산소 불순물과 결정립의 크기 제어를 통해 로프형 섬유 발열체의 저항 값을 최적화하였다. 그 결과, 약 100~200 Ω의 저항 범위를 가지는 탄화규소 섬유 발열체는 탄소 섬유 발열체보다 1.5배의 우수한 소비전력 효율을 가졌다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2004년도 제5회 압연심포지엄 신 시장 개척을 위한 압연기술
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• pp.11-18
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• 2004

Asymmetric rolling, in which the circumferential velocities of the upper and lower rolls are different, can give rise to intense plastic shear strains and in turn shear deformation textures through the sheet thickness. The ideal shear deformation texture of fcc metals can be approximated by the <111> // ND and $\{001\}<110>$ orientations, among which the former improves the deep drawability. The ideal shear deformation texture for bcc metals can be approximated by the Goss $\{110\}<001>\;and\;\{112\}<111>$ orientations, among which the former improves the magnetic permeability along the <100> directions and is the prime orientation in grain oriented silicon steels. The intense shear strains can result in the grain refinement and hence improve mechanical properties. Steel sheets, especially ferritic stainless steel sheets, and aluminum alloy sheets may exhibit an undesirable surface roughening known as ridging or roping, when elongated along RD and TD, respectively. The ridging or roping is caused by differently oriented colonies, which are resulted from the <100> oriented columnar structure in ingots or billets, especially for ferritic stainless steels, that is not easily destroyed by the conventional rolling. The breakdown of columnar structure and the grain refinement can be achieved by asymmetric rolling, resulting in a decrease in the ridging problem.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권8호
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• pp.764-768
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• 2002

산화물의 금속 전구체인 $Ce(OH)_4$를 희석제인 NaCl과 함께 기계적으로 분쇄하여 나노 크기의 일차입자를 제조하고, 분쇄한 전구체 분말은 희석제와 함께 열처리를 하여 나노 결정립의 $CeO_2$를 합성하였다. 희석제는 전구체의 분쇄시 분말의 재응집을 억제하여 분쇄효율을 증진시켰을 뿐만 아니라 열처리 중에는 일차입자 성장과 응집을 억제하여 열처리 온도와 시간에 따라 일차입자의 크기 뿐만 아니라 응집체으 크기도 제어할 수 있었다. 열처리 중 희석제는 고온에서 전구체 표면에서 치밀화 되어 일차입자 성장과 응집체 형성의 확산장벽으로 작용하는 것으로 판단되며 열처리 후 증류수에 쉽게 용해되어 $CeO_2$ 나노 입자 제조에 효과적이었다. 일차입자와 응집체의 크기 및 결정성은 희석제의 농도, 열처리 온도와 시간에 의존하는 것으로 확인 되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.501-501
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• 2011

산업이 고도화, 다원화, 세계화되고 있는 현대사회는 다기능성, 고물성, 극한 내구성을 가지며 환경 친화적이면서 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 다기능 소재의 개발을 요구하고 있다. 이러한 시점에서 다양한 물성을 동시에 발현이 가능한 코팅 소재는 향후 미래에 중요한 원천소재로서 주목되고 있다. 특히, 환경에 의해 쉽게 물성 및 구조의 변화가 쉬운 종래의 코팅소재와는 달리, 다양한 외부환경에서도 미세 구조 및 물성을 안정적으로 유지할 수 있는 신개념의 코팅 소재의 개발이 절실히 요구되고 있다. 이를 위해서는 코팅소재의 다 성분화가 필수적이다. 최근의 코팅 기술은 2가지 이상의 물성, 특히 서로 상반되는 물성을 동시에 구현할 수 있는 소재의 개발을 요구하고 있다. 이러한 물성의 구현을 위하여 더 많은 성분으로 구성되며 더욱 복잡한 조직으로 구성된 코팅층에 대한 개발이 필요하다. 본 연구에서 목표로 하는 신 개념의 원천소재기술은 4 성분계 이상의 원료 물질을 단일 타겟으로 제조하여, 단순한 코팅공정으로서 단일 코팅층 내에 다양한 성분상이 10 nm 미만 크기의 나노 결정립/나노 비정질로 구성된 나노 복합 구조로 형성되도록 하는 기술을 개발하고자 하는 것이다. 이는 복합기능 3 이상의 다기능성 부여는 물론, 그림 1에 명시되어 있는 극한 기능성(광대역 윤활성, 전자 이동 제어에 의한 온도 저항 계수 및 전기 저항 조절, 고온 열적 안정성, 내산화성, 고열전도율, 초저마찰/내구성/초고경도성 등)이 구현되도록 하는 소재 개발과 원하는 물성을 구현할 수 있는 나노 복합 코팅층의 형성 공정으로 구성된다. 다성분계 모물질의 개발이 중요한 이유는 다수의 성분 원소를 합금 상태로 형성시킴으로서, 단일 소스에 의해 다양한 원소를 동시에 스퍼터링 및 증착이 가능하도록 할 수 있다는 장점을 가지기 때문이다. 특히, 타겟의 미세구조를 나노구조화 하는것을 통해, 스퍼터링 yield의 차이가 큰 원소일지라도 균일하게 증착시킬 수 있는 방법을 제시하고자한다. 이러한 연구는 다수의 성분 타겟을 사용함으로서 장비의 복잡성, 코팅의 재현성, 대형화 등의 문제점을 본질적으로 갖고 있는 기존 PVD 공정의 문제점을 해결하기 위한 최적의 대안이라할 수 있다. 본 발표에서는 3가지 이상의 다기능성 구현을 위한 가장 중요한 원천기술이라 할 수 있는 다성분계 타겟 모물질 제조 기술에 대해 소개하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.504-504
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• 2011

최근 디지털 프린팅 기술의 핵심기술로 떠오르고 있는 잉크젯 프린팅 기술은 최근 기존의 문서인쇄 뿐 아니라, 직물 인쇄, 태양전지 등의 다양한 반도체 소자 제조에 널리 활용되고 있으며, 점차 그 응용 분야를 넓혀가고 있다. 특히 thermal 방식의 잉크젯 피린팅 기술은 etching, thin film process, lithography등의 반도체 공정 기술을 이용하여 제작할 수 있기 때문에, 현재 잉크젯 프린팅 기술은 대부분 thermal 방식을 체택하고 있다. 이러한 thermal 잉크젯 프린팅 방법에서는 잉크를 토출시키기 위하여, 전기적 에너지를 열에너지로 전환하는 전자저항막층이 필수적으로 필요하게 되는데, 이러한 전자저항막층은 수백도가 넘는 고온 및 잉크와 접촉으로 인한 부식 및 산화 문제가 발생할 수 있는 열악한 환경에서 사용되므로, Ta, SiN과 같은 보호층을 필수적으로 필요로 한다. 그러나 최근 잉크젯 프린터의 고해상도 고속화, 대면적 인쇄성 등과 같은 다양한 요구 증가에 따라, 잉크젯 프린터의 저전력 구동이 이슈로 떠올라 열효율에 방해가 되는 보호층을 제거할 필요성이 제기되고 있다. 지금까지는 Poly-Si, $HfB_2$, TiN, TaAl, TaN _0.8 등의 물질들이 잉크젯 프린터용 전자저항막 물질로 연구되거나 실제로 사용되어져 왔으나, 이러한 물질들을 보호층을 제거하는 경우 쉽게 산화되거나, 부식되는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 기존 전자저항막의 기능을 만족시키면서, 산화나 부식에 대한 강한 내성을 가져 보호층을 제거하더라도 안정적으로 구동이 가능한 하이브리드 기능성(히터 + 보호층)을 가지는 잉크젯 프린터용 전자저항막 물질의 개발이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 자기조립특성을 가져 정밀제어가 가능한 원자층증착법(Atomic Layer Deposition)을 이용하여 원자/나노 단위의 미세 구조 컨트롤을 통해 내열 내산화 내부식성 저온도저항계수를 동시에 가지는 다기능성 전자저항막을 설계 및 개발하고자 하였다. 전자저항막 개발을 위하여 우수한 내부식 내산화성을 가지고 결정립 크기에 따른 온도저항계수 조절이 가능한 platinum group metal들과 전기 저항 및 내열성 향상을 위한 물질의 복합구조막을 원자증증착법으로 증착하였다. 또한, 전자저항막 증착시 미세구조와 공정 변수가 내부식성, 내산화성, 그리고 온도저항계수에 미치는 영향을 체계적으로 연구하여, proto-type의 inkjet printhead를 구현하였다.