• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.247-250
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• 2009

본 연구에서는 반복하중을 받는 구리 나노와이어에서 나타나는 초탄성 거동을 분자동역학 전산모사를 통해 해석하였다. 나노스케일에서는 표면적 대 부피비가 매우 크기 때문에 표면효과가 지배적으로 나타난다. 이로 인해 벌크상태에서는 보이지 않던 새로운 성질들이 나노크기에서 나타나는데, 이러한 효과로 인해 나노와이어의 경우에는 초탄성 거동을 보인다. 초탄성 거동은 나노와이어의 결정학적 방향의 재배열에 의한 것으로써, 하중을 받는 동안 나노와이어의 결정 구조는 변하지 않으며, 쌍정의 발생 및 쌍정계면의 전파에 의해 결정학적 방향이 재배열된다. 재배열에 의해 부분적으로 변형되었던 나노와이어는 하중을 제거하거나 하중의 방향이 바뀜에 따라 원래의 상태를 회복하는 거동을 보이게 된다. 본 연구에서는 분자 동역학 전산 모사를 통해 <100>/{100} 구리 나노와이어가 반복적인 압축-인장 거동 하에서 초탄성을 보이게 됨을 확인하였으며, 반복 하중 싸이클을 증가시키는 전산모사를 통해 나노와이어의 초탄성이 영구적으로 유지됨을 확인하였다.

• 한국진공학회지
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• 제11권1호
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• pp.59-67
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• 2002

본 연구에서는 분자동력학 시뮬레이션을 이용하여 구리 나노와이어의 구조적 특성에 관하여 연구하였다. 매우 가는 구리 나노와이어의 구조는 면심입방격자 구조와는 다른 원통형 다중 껍질 구조를 가지며 상온에서 안정한 구조를 유지하였다. 원통형 다중껍질 나노기둥 및 나노와이어 확장 변형에 따른 장력의 변화에 관한 연구에서 오각형 NLC(needle-like crystal) 구조가 관찰되었다. 오각형 NLC 나노와이어 구조의 특성은 기본구성단위가 면심입방격자 구조이므로 안정된 구조라는 것을 연구하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2006년도 추계학술발표논문집
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• pp.154-157
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• 2006

구리 나노와이어를 캡슐로 싼 탄소 나노튜브 오실레이터에 대한 특성을 분자동역학 시뮬레이션을 이용하여 분석하였다. 탄소-탄소 반데르발스 상호작용으로 인한 초과 힘은 탄소-구리 반데르발스 상호작용에 의한 초과 힘보다 더 크고 구리 원자의 질량이 탄소 원자의 질량보다 더 크기 때문에 탄소 원자는 구리 원자보다 더 쉽게 촉진되고 안쪽 나노튜브와 캡슐로 들어간 구리 나노와이어 사이의 충돌은 전체 초과 힘을 감소시키는 반발 힘을 만든다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권2호
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• pp.21-32
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• 2023

구리 나노와이어(CuNW)는 전기 전도도가 우수할 뿐만 아니라 높은 기계적 유연성과 비용 효율성 등의 장점이 있다. 그러나 구리 나노와이어는 산화가 쉽게 일어나기 때문에 투명 전극의 특성까지도 저하될 수 있다는 단점 또한 존재한다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 연구들이 진행되고 있다. 이에 본 고에서는 탄소 기반 물질, 금속, 전도성 고분자 등의 코팅용 소재를 활용하여 구리 나노와이어 투명전극의 산화를 방지하고 안정성을 향상시키기 위한 다양한 방법과 연구를 소개한다. 이를 통해 구리 나노와이어 기반 기술의 발전과 산화에 대한 문제를 해결할 수 있는 방안들을 제공하고자 한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.118-118
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• 2018

Indium tim Oxide (ITO) 의 idium 공급 제한과 그 고유한 특성상 유연기판에 적용에는 한계가 있어 대체 물질 개발이 활발히 이뤄지는 가운데, 금속나노와이어는 그 중에서도 각광받는 물질 중 하나이다. 금속나노와이어 네트워크는 높은 전기 전도성, 투명성과 같은 많은 이점을 가지며 유연기판에 다양한 방법으로 손쉽게 제조할 수 있다. 이러한 장점에도 불구하고 금속나노와이어는 자체의 고유한 표면 거칠기 및 접착 문제 등으로 인해 그 한계를 가지며, 또한 polynivnylpyrolidone (PVP)의 코팅이 불가피하기 때문에 나노와이어 간의 높은 접촉저항 및 junction 문제는 해결과제로 남아있다. 본 연구에서는 이러한 금속나노와이어의 문제를 극복하기 위해 유도전류에 의해 와전류를 발생시켜 나노와이어 junction 부분에서 짧은 시간동안 국소적으로 용접시킬 수 있는 induction coil system을 구축하였다. 금속나노와이어 전극 기판의 투명도를 유지하며 기판과 나노와이어에 영향을 미치지 않고 electric field를 통해 nano-welding 하는 효과를 기대하였다. 그 결과, 실험에 사용한 은나노와이어와 구리나노와이어는 초기 투과도를 유지하면서 면저항을 각각 약 68 %, 50% 감소하는 효과를 보였다. 또한 표면 이미지 측정을 하여 표면 거칠기도 감소하였음을 확인하였으며, welding됨에 따라 내구성 향상에도 영향을 미쳤음을 bending test 와 adhesion test를 통해 그 특성이 향상되었음을 확인하였다. 본 연구에서 실시한 와전류를 이용한 나노용접 방법은 건식방법이며 열이 직접적으로 발생하지 않기 때문에 모든 종류의 금속 나노와이어에 적용될 것으로 기대하며, 짧은 시간과 저렴한 비용으로 넓은 영역에 적용 가능하다는 장점을 가져 다방면에 활용 가능할 것으로 기대한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.677-677
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• 2013

최근 석유에너지의 고갈과 휴대용 전자기기의 사용의 증가로 고효율의 배터리의 개발이 요구되고 있다. 생체칩에서 부터 전기자동차, 에너지 저장체까지 광범위한 산업군에 걸처 배터리의 개발이 되고 있어 시장규모의 계속적인 성장이 있을 것으로 전망하고 있다. 현재 상용되고 있는 음극 재료는 카본재료(이론 용량 372 mAh/g)이다. 이 카본재료의 특징은 값이 싸고, 표준 환원전위가 낮아 비교적 높은 전압을 낼 수 있다. 그러나 낮은 에너지밀도를 갖으므로 높은 에너지를 필요로 하는 차세대 산업군인 전기자동차 등에는 적합하지 않은 것으로 평가되고 있다. 그래서 더 높은 에너지 밀도를 갖는 다른 재료들에 대한 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 음극 재료로서 주석을 선택해서 연구를 하였다. 카본계열의 음극재료의 질량당 이론 에너지 밀도는 372 mAh/g임에 반해 주석같은 경우는 약 991 mAh/g 정도의 비교적 큰 이론용량을 갖고 있다. 하지만, 주석 등 금속, 혹은 금속 합금을 음극재료로 사용할 경우 많은 양의 리튬이 삽입/탈착되면서 약 300% 이상의 부피변화가 있게 된다. 그러한 과정에서 주석이 분쇄되어 떨어지거나 전자를 제공받는 집전체로부터 떨어지게 되고, 이 과정에서 심각한 에너지 밀도의 손실이 일어나게 된다. 이러한 문제점들을 극복하기 위해 다음과 같은 구조들을 고안하여 도금 공정을 사용하여 음극재료를 제작하여 실험을 진행하게 되었다. 도금법은 대면적을 싼 가격으로 할 수 있으며 원하는 두께 및 모폴로지까지 쉽게 조절할 수 있다. 부피팽창에 의한 스트레스를 최소화하기 위해 도금법을 사용하여 나노구조를 만들어 그에 따른 전기화학적 특성 변화를 측정하였다. 다공성 필름인 AAO 디스크의 한 면에 구리를 sputtering 공정을 사용하여 0.5 um 두께의 seed layer 구리 박막을 형성하고 형성된 구리 박막 위에 도금공정을 이용하여 두껍게 구리를 증착함으로 구리 음극 집전체를 형성한다. 그 후 AAO 구조 안에 주석을 도금하면 AAO의 구조를 따라 주석 나노와이어가 형성이 된다. 마지막으로 NaOH로 AAO를 제거해주면 직경 200 nm, 길이 2 um 정도의 주석 나노와이어를 구리 집전체위에 만들 수 있었다. 배터리의 용량을 측정한 결과 안정한 싸이클 특성과 약 400 mAh/g의 에너지 밀도를 갖는 것으로 나타났다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.132.1-132.1
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• 2017

본 연구에서는 투명전극 제조를 목적으로 전기방사법을 이용하여 미세구리 패턴을 형성하는 방법에 대하여 연구하였다. $Ag^+$이온이 용해된 폴리비닐부티랄(PVB) 고분자 용액을 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 투명기판 위에 전기방사 하여 $Ag^+$이온/PVB 복합나노와이어를 제조한 후 이를 UV 조사로 환원하여 선택적으로 촉매를 형성하였다. 이후 연속적인 무전해 구리 도금을 통하여 촉매 위에 미세구리배선을 형성함으로써, 투명전극을 제조하였다. 개발 공정을 통해 제조된 투명전극은 기존 Ag나노와이어 기반 투명전극에서 발생하던 접촉저항에 대한 문제를 해결함으로써 전기적, 광학적 특성이 우수한 차세대 유연 디스플레이에 적용 가능성을 보여주었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2003년도 제25회 학술발표회 초록집
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• pp.166-166
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• 2003

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.1896-1901
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• 2008

Single crystalline copper nanowires are subjected to bending tests using molecular dynamics simulations and the embedded atom method. To observe behaviors of nanowire, bending tests are performed for various rates of deflection and different boundary conditions: fixed-free and fixed-fixed. When the deflection of nanowire becomes large, twinnings and dislocations appear, and <100> crystal structure transforms to <110>. At high rates, phase transformation occurs in whole nanowire. But, at low rates, atomic structure changes to <110> phase partially. The final deformed structures are affected by the rate of deflection and boundary conditions. These effects can be important design parameters at nanoscale.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.506-511
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• 2007

Mechanical behavior of copper nanowire is investigated. An FCC nanowire model composed of 1,408 atoms is used for MD simulation. Simulations are performed within NVT ensemble setting without periodic boundary conditions. $Nos\acute{e}-Poincar\acute{e}$ MD algorithm is employed to guarantee preservation of Hamiltonian and temperature. Numerical tensile tests of Nanowire are carried out with constant strain rate. Additionally, temperature and strain rate effects are considered. Stress-strain curve is constructed from the calculated Cauchy stresses and specified strain values. In (22,4,4) Copper nanowire, non-linear behavior appears around ${\epsilon}\simeq0.09.$ At this instance, starting of structural reorientations are observed. At the onset of reorientation, the modulus characteristics are also investigated.