• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.2 no.2
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• pp.188-198
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• 1993

We have developed a technique for growing thin oxides (6~10 nm) by the Last step TCA method. N-channel metal-oxide-semiconductor (n-MOS) capacitor and n-channel metal-oxide-semiconductor field-effect transistor's (MOSFET's) having a gate oxide with chlorine incorporated $SiO_2/Si$ interface have been analyzed by electrical measurements and physical methods, such as secondary ion mass spectrometry (SIMS) and electron spectroscopy for chemical analysis (ESCA). The gate oxide grown with the Last strp TCA method has good characteristics as follows: the electron mobility of the MOSFET's with the Last step TCA method was increased by about 7% and the defect density at the $SiO_2/Si$ interface decreases slightly compared with that with No TCA method. In reliability estimation, the breakdown field was 18 MV/cm, 0.6 MV/cm higher than that of the gate oxide with No TCA method, and the lifetime estimated by TDDB measurement was longer than 20 years. The device lifetime estimated from hot-carrier reliability was proven to be enhanced. As the results, the gate oxide having a $SiO_2/Si$ interface incorporated with chlorine has good characteristics. Our new technique of Last step TCA method may be used to improve the endurance and retention of MOSFET's and to alleviate the degradation of thin oxides in short-channel MOS devices.

• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2002.11a
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• pp.29-29
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• 2002

공구강 등 산업용 재료로 널리 사용되는 카바이드 계 재료는 입자 크기 및 분포에 따라 기계적 성질이 변화하므로, 이를 제어하고 조절하는 기술에 관하여 많은 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 TiCN-WC-Co 복합초경계 에서 소결 공정 및 조성변화에 따른 입자 모양을 관찰하고 이에 따른 업자 성장 거동을 고찰하였다. 일반적으로 입자 조대화 양상과 고상 입자의 모양과는 밀접한 관계가 있다. 각진 입자의 경우에 는 계면이 원자적으로 singular 하여 원자의 홉착이 어렵기 때문에 임계값 이상의 성장 구동력을 받 는 몇몇 입자만 성장하는 비정상 입자 성장이 일어날 수 있다. 반면에 계면이 rough한 퉁큰 엽자의 경우에는 원자 홉착에 필요한 구동력이 존재하지 않아 성장 구동력을 받는 모든 입자들이 성장하기 때문에 정상 입자 성장을 하게 된다. 이와 같이 입자 모양에 따른 입자 성장 거동은 전체 미세구조를 결정하게 되며, 이에 따른 물리 화학적 물성을 변화시킨다. 이러한 입자 성장 원리를 적용하 면 복합초경계 (TiCN-WC-Co)에서도 입자성장이 억제되고 치밀한 소결체를 제조할 수 있을 것이다. 본 실험에서는 평균입도가 각각 0.1, 1.33, 2$\mu\textrm{m}$인 TiCN, WC, Co 분말을 사용하여 $((I00_{-x)}TiCN+_xWC)-30Co$ (wt%) 조성에서 TiCN/WC 비를 변화시키면서 업자 모양과 입자성장 거동을 관찰하였다. 청량된 분말은 WC 초경 볼로 밀렁하고, 건조한 후, 100 mesh 체로 조립화 하였다. 이 분말을 100 MPa의 압력으로 냉간정수압성형 하고 $10^{-2}$ torr의 진공분위기의 graphite f furnace에서 carbon black으로 packing 하여 액상형성 온도 이상에서 소결하였다. 소결된 시편은 경면 연마하여 주사전자현미경으로 미세 조직을 관찰하였다. TiCN-30Co 조성 시편은 corner-round 모양의 입자 모양으로 소결 시간 증가에 따라 빠른 입자 성장을 나타내었다 .(7STiCN+2SWC)-30Co 조성 시변의 경우 일반적으로 보고된 바와 같이 core/shell 구조를 나타내었으며, core는 TiC-rich 상이었고, shell은 (Ti,W)(C,N) 복합 탄화물 상이었다. WC 함량이 중가함에 따라 입자의 corner-round 영역이 증가하였으며 (SOTiCN-SOWC)-30Co 조성 근처에서는 거의 둥근 형태의 입자 모양을 나타내었다. 또한 TiCN - 30Co 조성 시편에 비하여 WC가 첨가된 시펀들은 작은 평균입자크기를 나타내었다. 본 연구의 결과는 shell 영역 조성 변화는 계면에너지 이방성과 기지상 내의 펑형 입자 모양을 변화시키고 나아가 입자 성장 속도 에도 영향을 미친다는 것을 보여준다.

• Composites Research
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• v.28 no.6
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• pp.356-360
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• 2015

In this paper, the carbon fiber reinforced plastic is processed as the double cantilever beam in order to estimate the fracture behavior of composite and is carried out with the static analysis as the mode I. The specimen sizes are 25 mm, 30 mm, 35 mm and 40 mm. And the material property is used with carbon. As the analysis result of mode I, the adhesive part is detached latest by the small force at the specimen thickness of 25 mm. The largest force is happened at the specimen thickness of 40 mm. The defection of the adhesive interface is shown slowest at the displacement of 9.75 mm at the specimen thickness of 25 mm. And the defection is shown quickest at the displacement of 7.82 mm at the specimen thickness of 40 mm. This defection is due to the fracture of specimen. The result of this study on the defection of the adhesive interface and the reaction force due to this defection is thought to be contributed to the safe structural design of the carbon fiber reinforced plastic.

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.19 no.2
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• pp.60-67
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• 2018

In the present study, when the surface of kenaf, which is an environmentally friendly natural fiber, was treated by using adhesive solution containing Chemlok 402, the effects of fiber surface treatment, fiber content and fiber length on the cure characteristics, hardness, tensile modulus and abrasion resistance of kenaf/natural rubber composites were investigated. The kenaf fiber contents consisting of the composites were varied with 0, 5, 10, 15, and 29 phr at a fixed fiber length of 2 mm and also the fiber length was varied with 2, 35, and 70 mm at a fixed fiber content of 5 phr. The Tmax and tc90 values, Shore A hardness, tensile modulus, and abrasion resistance of natural rubber composites strongly depended on the kenaf fiber content and length. The characteristics of the composite with kenaf fibers treated with the adhesive solution containing Chemlok 402 were higher than those untreated. This is ascribed to the improved interfacial adhesion between the treated kenaf fiber and the rubber matrix. This study suggests that an appropriate use of adhesive solution may be possible to increase the properties of natural fiber-reinforced composites.

• Composites Research
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• v.36 no.1
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• pp.16-24
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• 2023

This paper presents a multi-scale progressive fatigue damage model incorporating the model for interfacial debonding between fibers and matrix. The micromechanics model for the progressive interface debonding was adopted, which defined the four different interface phases: (1) perfectly bonded fibers; (2) mild imperfect interface; (3) severe imperfect interface; and (4) completely debonded fibers. As the number of cycles increases, the progressive transition from the perfectly bonded state to the completely debonded fiber state occurs. Eshelby's tensor for each imperfect state is calculated by the linear spring model for a damaged interface, and effective elastic properties are obtained using the multi-phase homogenization method. The fatigue damage evolution formulas for fiber, matrix and interface were proposed to demonstrate the fatigue behavior of CFRP laminates under cyclic loading. The material parameters for the fiber/matrix fatigue damage were characterized using the chaotic firefly algorithm. The model was implemented into the UMAT subroutine of ABAQUS, and successfully validated with flat-bar UD laminate specimens ([0]₈,[90]₈, [30]₁₆) of AS4/3501-6 graphite/epoxy composite.

• Korean Journal of Crystallography
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• v.17 no.2
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• pp.60-65
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• 2006

표면 및 계면층의 결정구조, 결함구조, 불순물 편석, 표면의 전자 구조, 원자 진동 등과 같은 산화물의 표면물성은 촉매, 센서, 소결, 마찰, 부식 등과 같은 분야에서 그 특성을 좌우한다. 고체 표면의 결정구조 해석 수단으로 저에너지 이온산란 분광법이 유용한 도구로 알려져 있는데, 이 방법의 뛰어난 표면민감성은 표면에서의 효과적인 이온 중성화 과정에 기인한다. $He^+$, $Ne^+$, $Ar^+$ 등과 같은 이온은 Auger 중성화 과정에 의하여 쉽게 중성원자화 되고, 중성화 확율의 타겟에 대한 의존성이 낮기 때문에 이온빔으로서 종종 사용된다. 산란각도를 180$^{\circ}$로 고정하여 산란이온 검출기를 설치한 직충돌 이온산란 분광법의 경우는 산란된 이온의 궤적이 입사궤도와 거의 동일하기 때문에 산란궤적의 계산이 간단해지고, 수 층 깊이의 원자구조의 해석이 가능해진다. 본 고에서는 고체 표면의 원자구조를 실공간에서 해석할 수 있는 직충돌 이온산란 분광법에 대하여 측정의 기본원리, 측정장치, 간단한 분석 예 등에 관하여 기술하고자 하며, 다음 편에서는 복잡한 표면구조를 가지는 반도체 표면에서 직충돌 이온산란분광법의 이용하여 해석한 예를 중심으로 기술하고자 한다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.36 no.4
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• pp.266-272
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• 2016

This paper presents the investigation of the propagation behavior of bulk longitudinal waves generated by an ultrafast laser system in thin films. A train of femtosecond laser pulses was focused onto the surface of a 150-nm thick metallic (chromium or aluminum) film on a silicon substrate to excite elastic waves, and the change in thermoreflectance at the spot was monitored to detect the arrival of echoes from the film/substrate interface. The experimental results show that the film material characteristics such as the wave velocity and Young's modulus can be evaluated through curve-fitting in numerical solutions. The material properties of nanoscale thin films are difficult to measure using conventional techniques. Therefore, this research provides an effective method for the nondestructive characterization of nanomaterials.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.175.2-175.2
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• 2015

이 연구는 nano-indenter를 중심으로 박막의 nano-electrotribology 분석 연구로 Hafnium Nitride (HfN) 박막의 열처리 시 열적안정성에 대한 연구를 진행하였다. HfN 박막은 Copper (Cu)와 Silicon (Si)의 계면 확산방지막으로 사용될 수 있는 박막으로 현재 많은 연구소에서 다양한 연구가 진행되고 있다. HfN 박막은 Si (100)기판 위에 rf magnetron sputter로 증착되었다. 증착 시 Ar, $N_2$ 가스유량을 총 40 sccm 사용하였고 증착 후 HfN 박막을 질소분위기 furnace에서 500, $700^{\circ}C$로 각각 30분 동안 열처리 하였다. 열처리 전 후의 시료를 nano-indenter를 이용하여 nano-electrotribology 분석을 실시하였다. Nano-indenter 측정결과 열처리 전 HfN 박막 시료의 표면강도는 39.68 GPa였고 500oC 열처리 후 31.31 GPa로 감소하였다. 그러나 $700^{\circ}C$ 열처리 시 표면강도가 37.89 GPa로 다시 증가하였다. 탄성계수 측정결과도 이와 같은 경향을 나타내었는데, $500^{\circ}C$ 열처리 전 후 탄성계수가 258.99 GPa에서 201.88 GPa로 감소하였고 $700^{\circ}C$ 열처리 시 247.55 GPa로 다시 증가하였다. 이는 $500^{\circ}C$ 열처리하였을 때 박막 내에 흡착되었던 $N_2$ 가스가 빠져나가며 tensile stress가 발생하여 박막의 표면강도 감소를 유발했고 $700^{\circ}C$ 열처리 시 다시 박막 표면이 안정화되었기 때문으로 생각된다. 이를 통해 열처리 온도 변화에 의한 질소효과가 나타나 HfN 박막 표면의 물성이 달라지는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.41-41
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• 2009

본 연구에서 사용한 대향 타겟식 스퍼터링(Facing Targets Sputtering) 법은 일반 스퍼터링 법의 단점을 보완한 고밀도 저온 고속성막이 가능한 장점을 가지고 있기 때문에 플랙시블 디스플레이의 기체 투과 방지막으로 많이 쓰이고 있는 SiOxNy, SiOx, SiNx의 박막을 다층으로 증착하여 polymer 기판 위에 조건에 따라 증착 후 박막의 특성을 연구하였다. 제작된 박막의 광학적 특성을 UV-VIS spectrophotometer(Shimadzu Co.)를 사용하여 200~1100nm의 파장 영역에서 광 투과도를 측정하였으며 박막의 두께와 균일도는 $\alpha$-step(Veeco Co.)을 사용하여 측정하였고, 절대 정량이 가능하고 비파괴 분석법인 RBS(KOBE STEEL LTD.)를 이용하여 표면의 성질을 규명하고 XRR(PANalytical X'Pert PRO)을 분석하여 박막의 계면영역에 대한 물성 변화를 평가하고 박막의 밀도를 측정하였다. SEM(Digital Instrument Co.) 사진을 통해 단면과 표면을 관찰하였고 구조적 특성은 AFM(Digital Instrument Co.)와 XRD(Rigaku Co.) 통해 측정하였고 박막의 성분비는 EDS(JEOL Co.)를 사용하였으며 투습률 측정장치 (MOCON)을 이용하여 WVTR를 측정하였다.

• Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
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• 2001.10a
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• pp.121-124
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• 2001

Surface-modified silica holds considerable promise in the development of advanced materials for good mechanical properties and stability. In this work, the surface and mechanical interfacial properties of silicas treated with silane coupling agents, such as Y-methacryloxy propyl trimethoxy silane (MPS). Y-glycidoxy propyl trimethoxy silane (GPS), and Y-mercapto propyl trimethoxy silane (MCPS), are investigated. The effect of silane surface treatments of silica on the surface properties and surface energetics are studied in terms of surface functional values and contact angle measurements. And their mechanical interfacial properties of the silica/rubber composites are studied by the composite tearing energy ($G_{IIIC}$). As a result. the mechanical interfacial properties are improved in the case of silane-treated composites compared with untreated one. It reveals that the functional groups on silica surface by silane surface treatments play an important role in improving the degree of adhesion at interfaces in a silica-filled rubber system.