• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.451-451
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• 2011

적외선 소자의 재료로 쓰이는 액상 에피 성장법(Liquid phase epitaxy: LPE)으로 성장된 HgCdTe (MCT)박막의 Hg 분위기 열처리에 따른 구조적 변화를 고 분해능 투과 전자 현미경으로 관찰하였다. 일반적으로 LPE방법으로 성장된 MCT박막은 성장 방법의 특성상 Te 과다 영역의 성장용액이 사용되므로 상온 냉각 과정에서 박막 내 국부적인 Te 석출물을 형성 시킬 가능성이 높다. 또한, 성장 과정시 높은 Hg 증기압으로 인해 Hg-vacancy가 존재하므로 품질을 저하시키는 요인이 된다. 따라서, 본 실험에서는 Hg-vacancy와 국부적인 Te 석출물의 제거를 위해 Hg 분위기 열처리 공정을 실시하여 박막의 결정성 변화 및 국부적인 조성 변화를 관찰하였다. 실험결과, 열처리에 따른 Hg의 박막 내 공급으로 인한 이차상의 형성 등이 관찰 되었으며 부피 팽창으로 인해 격자의 변형이 관찰 되었다. 이는 투과 전자 현미경의 고 분해능 이미지 와 Gaussian mask filtering 기법으로 보여진 격자 줄무늬상 (lattice fringe)으로 확인 하였다. 또한, 열처리에 따른 국부적인 조성 편기의 해소는 high angle annular dark field scanning TEM(HAADF-STEM)을 이용하여 관찰 하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권4호
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• pp.333-341
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• 2017

원자력 발전 이후에 누적되는 사용후핵연료를 해소하기 위한 다양한 연구가 시도되고 있으며, 특히 건식으로 사용후핵연료를 재활용하는 파이로 공정이 주목되고 있다. 파이로 공정의 공학규모 실증을 위하여 대형 공정셀을 구비한 PRIDE 시설이 구축되었다. 파이로 공정에 사용되는 용융염의 화학반응성을 고려하여, 공정셀 내부는 아르곤 분위기를 유지한다. 결과적으로, 작업자가 공정셀 내부에 진입할 수 없으며, 공정셀 내부에 설치된 모든 공정장치는 원격수단에 의해 공정셀 밖에서 원격조작을 통해 수행한다. 따라서, 공정셀에 설치되는 공정장치는, 설계단계에서 부터 원격작업을 고려하여 설계되어야 하며, 공정셀에 반입하기 전에 원격으로 작동이 가능한지 철저히 검증하여야 한다. 만약, 공정셀에 반입되어 작동하는 단계에서 문제가 발생하는 경우, 장치를 반출하여 수정한 후 재반입하기까지 많은 비용과 시간을 허비하게 된다. 공정장치의 원격성 검증을 위하여, 물리적인 목업을 사용할 뿐 아니라, 설계단계에서 3D 모델을 활용한 가상 검증이 가능하다. 본 연구는, 가상공간에 PRIDE 공정셀을 구성하고, 설계된 공정장치 3D 모델을 입력하여, 원격조작성을 검증하기 위한 PRIDE 3D 시뮬레이터 개발에 관한 것이다. 실제 PRIDE 공정셀의 형상과 공정셀에 설치되는 원격운전 및 유지보수 장치의 움직임을 가상공간에 구현하고, 공정장치의 3D 모델을 실제 설치할 장소에 위치할 수 있도록 하였다. PRIDE 공정셀에 설치될 전해공정장치의 전극교체 작업을 시뮬레이션 시나리오로 설정하여, 개발된 PRIDE 3D 시뮬레이터의 사용성을 검증하고자 하였다. 8단계로 이루어진 원격작업 시나리오를 구성하여, 각 단계의 원격작업을 성공적으로 모사함으로써, PRIDE 공정셀의 원격성 평가를 성공적으로 수행하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권6호
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• pp.700-708
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• 2013

파이로 공정은 고속로와의 연계성과 핵확산 저항성 등의 장점으로 최근 사용후핵연료 관리 이슈 해결과 유용자원 재활용 제고의 목적으로 개발되고 있다. 파이로 공정은 전체적으로 습식과정을 배제하고 고온에서 진행되는 건식 기술들에 바탕을 두고 있다. 전기화학적 이론에 기초한 파이로 공정은 전처리 공정이 필요하며 고온 휘발산화 공정이 전해환원 공정의 전처리 공정으로 개발되고 있다. 다양한 기체 조건들이 고온 휘발산화 공정에 적용가능하며 이 과정에서 Cs의 거동의 이해는 전체 파이로 공정에서 폐기물 특성과 열부하 해석을 위해 중요한 요소이다. 본 연구에서는 Cs-Te-O 시스템에 대해 반응 평형을 기준으로 기체-고체 반응 거동을 해석함으로서 기체조건에 따른 화학성분들의 변화를 계산하였다. $Cs_2TeO_3$와 $Cs_2TeO_4$에 대해 Tpp 도표를 통해 화합물을 선정하였으며 산화분위기에서는 상대적으로 안정적임을 확인하였으며 고온 환원 분위기에서는 Cs와 Te가 모두 휘발 제거될 수 있음을 보였다. 본 연구는 파이로 공정의 첫 화학적 분배가 발생되는 휘발산화 공정에서 Cs 거동을 예측할 수 있는 기초 자료를 제공하였으며 전체 공정의 물질수지 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2002년도 연료전지심포지움 2002논문집
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• pp.251-258
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• 2002

[ $Ni-10wt.\%Cr$ ] green sheet를 불활성분위기로 $900^{\circ}C$까지 승온시킨 다음 부분산화$(P_{H2}/P_{H2O}=10^{-2})$후 $1100^{\circ}C$에서 3시간 환원처리를 시키는 소결공정으로 Ni-Cr 고용체 기지 주변에 작은 $Cr_2O_3$ 알갱이가 고르게 분포하는 anode(Anode Sintered in Partial oxidation - Reduction atmosphere; ASPR)를 제조하였으며, creep 변형률이 $2.8\%$로서 미세구조에 따른 creep 특성의 비교를 위해 기존의 환원분위기에서만 소결시킨 anode(Anode Sintered in Reduction atmosphere only; ASR)의 $11\%$보다 우수한 creep 저항성을 나타내었다. $Cr_2O_3$ 알갱이가 분산된 미세구조른 부분산화 시 Cr과 Ni의 산화속도 및 확산속도의 차이로 인해 형성되는 것으로 사료되며, creep 전${\cdot}$후 ASPR 시편의 SEM 및 기공률 분석결과 매우 안정적으로 그 형상 및 구조를 유지하고 있음을 확인할 수 있었다. 또한 ASPR 시편의 전기전도도는 약 $15\times10^6\;S/m$로서 기존 ASR 시편의 전기전도도와 유사함을 알 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제2권2호
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• pp.9-18
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• 1995

LCD의 투명전극으로 사용되는 ITO박막의 반응성 스퍼터링 공정변수 및 열처리에 따른 저기적 특성과 광학적 특성의 변화에 대하여 연구하였다. 90wt% In-10wt% Sn 합금 타겉을 사용한 반응성 스퍼터링으로는 LCD의 투명전극으로 사용하기 위한 100~300$\Omega$/$\square$의 면저항과 가시광선 영역에서 85%이상의 투과도 특성을 모두 만족하는 ITO 박막의 제조가 이루어지지 않았으나 30$0^{\circ}C$의 온도로 Ar 분위기에서 1시간 열처리에 의해 18$\Omega$/$\square$의 낮은 면저항과 가시광선 영역에서의 투과도 95%의 우수한 전기적, 광학적 특성을 갖는 ITO 박막 의 제조가 가능하였다.

• 한국재료학회지
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• 제8권9호
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• pp.871-875
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• 1998

사진식각 공정으로 종횡비가 매우 큰 유리 미세구조물을 제작하였다. 미세구조물의 제작에는 압축응력에 강하고 전기적 절연체인 감광성 유리를 사용하였다. 감광성 유리는 석영기판 위에 크롬이 패턴된 마스크를 사용하여 파장이 312nm인 자외선에 노광되었다. $500^{\circ}C$ 이상의 열처리공정을 거친 후 초음파 분위기에서 10%의 불산용액으로 식각함으로써 유리 미세구조물을 제작하였다. 미세구조물의 최종 형상은 감광성 유리의 두께, 마스크 패턴, 자외선 노광조건 및 식각조건에 크게 의존하였으며, 종횡비가 30이상인 스트라이프 구조의 유리 미세구조물을 제작할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제19권5호
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• pp.31-43
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• 2010

석탄가스화 복합발전 시스템의 집진설비용 다공성 탄화수소 캔들 필터 제조를 위해 래밍성형과 진공 압출성형 공정에 외해 캔들필터 성형체를 제조하였다. 다양한 입도를 갖는 탄화규소 분말을 출발원료로 하였으며, 비점토계 무기 소결조제로 뮬라이트와 칼슘 카보네이트 분말을 사용하였다. 래밍성형과 진공 압출성형에 의한 캔들 필터 성형체들은 대기 분위기 $1400^{\circ}C$에서 2시간 소성하여 제조하였다. 캔들 필터 성형공정과 출발원료 입도가 소결된 다공성 캔들 필터 지지층의 기공율, 밀도, 강도 (굽힘강도, 압축강도)와 미세구조에 미치는 영향을 조사하였다. 래밍성형 공정에 외한 제조원 다공성 탄화규소 캔들 필터 소결체가 압출성형된 필터에 비해 높은 밀도 및 강도를 나타내고 있었으며, 그 최고 값은 각각 $2.0\;g/cm^3$과 45 MPa이었다. 한편 캔들 필터 지지층의 장기 내식성 평가 예측을 위하여 소결된 시편에 대해 석탄가스화 복합발전 $600^{\circ}C$의 모사 합성가스 분위기에서 2400시간 부식실험을 수행하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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• pp.21-24
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• 2004

Pseudo-MOSFET의 제작을 위해서는 표면 실리콘 층의 식각 공정이 필요하며, 공정의 간편성으로 인해 주로 RIE(Reactive Ion Etching)를 사용하고 있다. 하지만, RE 공정 도중 발생하는 Plasma에 의해서 SOI 층이 손상을 받게 되고 이 영향으로 소자의 특성이 열화 될 가능성이 있다. 이러한 특성의 열화를 확인하기 위하여 소자 제작을 위한 표면 실리콘 층의 식각을 RIE 공정과 TMAH 용액을 이용한 습식 식각을 각각 행하여 그 특성을 비교한 결과, 건식 식각된 시편에서 계면상태 밀도의 증가, 이동도의 감소 등 특성 열화 현상이 현저히 나타났다. 이러한 RIE 공정 중 발생하는 손상을 제거하기 위하여 저온 열처리를 하였으며 그 결과 $400^{\circ}C$ $N_2$ 분위기에서 4시간 동안 열처리를 하여 습식 식각된 시편과 동일한 특성을 가지게 할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.208-208
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• 2010

본 연구에서는 투명전도성산화막으로 적용 가능한 Ga이 도핑된 ZnO(GZO)의 성장 및 후처리 과정에 따른 구조적, 전기적, 광학적 특성을 관찰하였다. GZO 박막은 상온과 $200^{\circ}C$, 50~250 mTorr (50 mTorr 단계)에서 RF 마그네트론 스퍼터법으로 증착하였다. 이와 같은 조건에서 성장 된 박막의 특성을 분석하여 최적의 온도 및 작업압력에서 RF power를 변화시켜 박막을 성장한 후 질소 및 수소를 이용한 후처리 공정을 통하여 GZO 박막을 제작, 각 조건에 따른 구조적, 전기적 및 광학적 특성 변화를 조사하였다. XRD 측정에서, 열처리 전 시료에서는 GZO (002) 상의 Bragg-Angle 위치가 호스트 물질 ZnO의 기준위치보다 낮은 각도 쪽에서 나타났으며, 이는 Ga이 Zn와 치환되지 못하고 격자 내에 침입형태로 존재함에 따른 것으로 판단된다. 열처리 이후 전반적으로 분위기 가스의 종류에 관계없이 결정성, 광투과율 및 전기적 특성이 향상되는 것이 관측되었다. 질소 분위기에서 열처리된 GZO 박막의 경우, 전반적으로 박막 증착 시 초기 작업압력의 증가에 따라 비저항이 증가하는 현상이 관측되었다. 반면, 수소 분위기에서 열처리된 박막에서는 박막 증착 초기 작업 압력이 증가함에 따라 비저항이 감소하는 경향이 관측되었다. 이러한 결과는 XPS(X-Ray Photoelectron Spectroscopy)로 분석한 결과, 질소 분위기에서 열처리된 GZO 박막은 O-H 결합이 Zn-O 결합에 비해 과도하지 않은 반면, 수소화 처리된 GZO 박막에서 Zn-O 결합에 비해 과도한 O-H 결합이 존재하기 때문으로 관측되었다. 그러한 이유는 O-H 결합이 GZO 박막 내 산소 결공($V_o$)과 밀접한 관계가 있기 때문이며, O-H 결합의 증가는 $V_o$-H 결합체의 증가를 의미하기 때문이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.412-412
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• 2011

CI(G)S계 태양전지는 화합물 반도체로서, 우수한 광 전류 변환 효율을 보이며, 광조사 등에 의한 열화가 없어 유망한 태양전지로 인정받고 있다. CI(G)S계 태양전지를 구성하는 흡수층을 제조하는 방법은 진공 기반의 공증착법 및 스퍼터-셀렌화법이 대표적이며, 액상의 전구체 물질을 도포하고 이를 고온 열처리하는 용액공정법도 최근 많은 연구가 이루어지고 있다. 진공 증착법은 고효율의 흡수층을 제조할 수 있고 상용화에 적합한 방법이다. 그러나 고가의 진공 장비를 이용하는 진공증착법은 원가 절감 관점에서 한계를 지니고 있어, 미래의 저가 공정 실현을 위해 용액 기반 흡수층 제조법도 다양한 접근법으로 연구되고 있으며 현재까지는 진공공정에 비해 상대적으로 낮은 변환효율이 큰 문제점으로 인식되고 있다. 용액 공정에서 전구체 물질의 코팅법으로는 spray법, spin coating법, drop-casting법, doctor-blade법 등이 있으며, 이들 중 양산 공정에 실용화되기 가장 적합한 것으로 보이는 방법으로는, 화합물 나노입자 페이스트를 기재 상에 doctor blade 법으로 코팅한 후에 이를 열처리하여 흡수층을 제조하는 방법을 들 수 있다. 이러한 방법은 균일한 흡수층을 저비용으로 제조할 수 있는 장점은 있지만, 전구체로 사용하는 화합물 나노입자들이 화학적 및 열적으로 매우 안정한 물질이므로, 최종 흡수층에서 큰 결정을 얻기 어렵고, 그 결과 효율이 낮아지는 단점이 있다. 따라서, 치밀하고 조대한 grain 형성을 위하여 CISe 균일한 나노입자를 합성하고 셀레늄을 포함하는 용액을 추가로 도포하여 열처리 공정에서 Se의 손실을 막아 입자를 성장시키는 방법과 In-Se 균일한 나노입자를 합성한 후 Cu, Se이 포함된 용액을 도포하여 코어-쉘 (InSe/CuSe)을 제작하고 이를 Se 분위기하 열처리 하여 흡수층의 결정성을 증진시키고자 하였다. 또한 다양한 방법으로 제작한 CuInSe2 나노입자로 잉크를 제작하여 닥터블레이드 공정을 적용하여 박막을 제작하고 소자 적용성을 평가하였다.