• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권1호
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• pp.887-894
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• 2018

최근 그래핀을 이용한 나노전자소자에 대한 많은 연구들이 다양한 분야에서 활발하게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 분자동력학 시뮬레이션 방법을 사용하여 그래핀 나노리본 트렌치 구조를 이용한 풀러렌 분자 셔틀 소자로의 활용 가능성에 대하여 연구하였다. 그래핀 나노리본 트렌치 구조는 그 나노미터 규모의 분자 저장이 가능한 공간을 만들 수 있어, 이 공간을 활용하여 나노전기전자소자를 제작할 수 있는 가능성을 열어준다. 그래핀 나노리본 트렌치로 흡수된 풀러렌 분자는 외부 작용력의 방향에 따라서 그 위치를 그래핀 나노리본 트렌치 내부에서 조정할 수 있게 되기 때문에, 이를 이용하여 그래핀 나노리본 트랜체 내부에서 플러렌의 위치 조정으로 디지털 정보를 저장할 수 있다. 풀러렌 분자가 그래핀 나노리본 트렌치 내부에서 고랑을 따라서 이동과정에서 다양한 운동에너지 역학이 작용되는 것을 살펴보았다. 본 연구에서는 그래핀 나노리본 트렌치에 흡수된 풀러렌 분자는 나노전지전자소자의 오실레이터, 정보저장소자, 센서 등 다양한 첨단 분야에서 활용가능하다는 것을 연구하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.565-565
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• 2012

그래핀(Graphene) 기반의 전계효과 트랜지스터(Field effect transistor) 응용에 있어, 가장 핵심적인 도전과제중 하나는 에너지 밴드갭(Energy bandgap)을 갖는 그래핀 채널의 제작이다. 그래핀은 에너지 밴드갭이 존재하지 않는 반금속(semi metal)의 특성을 지니고 있어, 그 본래의 물리적 특성을 지니고서는 소자구현에 어려움이 있다. 그러나 폭이 수~수십 나노미터인 그래핀 나노리본(Graphene nanoribbon)의 경우 양자구속효과(Quantum confinement effect)에 의하여 에너지 밴드갭이 형성되며, 갭의 크기는 리본의 폭에 반비례한다는 연구결과가 보고된 바 있다. 이러한 이유에서, 효과적이며 실현가능한 그래핀 나노리본의 제작은 필수적이다. 본 연구에서는 은 나노 와이어(Ag nanowire)를 기반으로 한 그래핀 나노리본의 합성을 연구하였다. 은 나노와이어를 열화학 기상증착법(Thermal chemical vapor deposition)을 이용, 아세틸렌(Acetylene, C2H2) 가스를 탄소공급원으로 하여 그래핀을 나노와이어 표면에 합성하였다. 합성과정에서 구조에 영향을 미치는 요인인 합성온도와 가스의 비율, 압력 등을 조절하여 최적화된 합성조건을 확립하였다. 합성된 나노리본의 특성을 라만분광법(Raman spectroscopy)과 주사전자 현미경(Scanning electron microscopy), 투과전자현미경(Transmission electron microscopy), 원자힘 현미경(Atomic force microscopy)를 통하여 분석하였다.

• 인포메이션 디스플레이
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• 제17권3호
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• pp.32-43
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• 2016

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.115.2-115.2
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• 2014

2004년에 최초의 2D 물질인 그래핀이 발표된 이후로 그래핀에 대한 관심이 매우 높다. 그래핀은 매우 높은 캐리어 이동도와 높은 광학 투과도, 높은 기계적 강도, 뛰어난 유연성등 다양하고, 뛰어난 물리적, 광학적, 기계적 성질을 갖고 있다. 이러한 뛰어난 성질로 인해 초고속 전자소자, 유연소자, 투명전극, 광학소자등 다양한 분야의 응용이 기대되어, 현재 물리학, 화학, 재료등 여러분야에서 활발히 연구가 진행되고 있다. 이러한 활발한 연구에도 불구하고 그래핀이 가진 기본적인 물리적 특성인 "제로 밴드갭" 특성으로 인해 낮은 소모전력이 요구되는 전자소자와 또한 광학소자로서의 응용에 한계를 보이고 있는 것이 사실이다. 그래핀의 기본적인 물리적 성질인 "제로 밴드갭"에서 탈출해 밴드갭을 증가하기 위해 나노리본, 바이레이어 그래핀등, 다양한 연구가 진행되고 있다. 하지만, 이를 통한 밴드갭의 증가량은 충분히 크지않아서 그래핀의 전자 및 광학적 응용이 아직까지는 매우 어렵다. 이러한 그래핀의 물질적 한계에 비추어 최근에 그래핀과 달리 충분한 밴드갭이 있어 반도체 특성을 가지는 Transition Metal DichalCogenide (TMDC) 물질에 대한 관심이 매우 높다. TMDC물질은 그래핀과 같이 2차원 물질로서 극히 얇으며, 또한 밴드갭을 가지고 있다. 따라서 실리콘과 같이 전자소자, 광학소자의 응용이 더욱 현실적으로 가능하다. 가장 대표적인 물질은 MoS2, WS2등을 들수 있다. TMDC 물질의 연구에서 가장 기본적으로 선행되어야할 연구분야는 바로 물질 성장에 있으며, 본 연구에서는 가장 대표적인 성장방법인 화학기상증착(CVD), 스퍼터링-물리적기상증착 (PVD)를 이용한 MoS2, WS2등의 TMDC의 성장연구에 대해 논의하고자 한다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.184-185
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• 2022

This study researched the effect of graphene nanoribbons (0.05 wt%) on cement-based materials' mechanical and electrical properties. The results were compared with the ordinary Portland cement (OPC) paste and OPC paste with the same content of carbon nanotubes. The experiment results showed that after curing for 28 days, the compressive and splitting tensile strength of the sample with graphene nanoribbons were increased by 17.8% and 6.6% compared to OPC paste, and its reinforced effect for cement-based materials was superior to carbon nanotubes. Besides, due to the excellent electrical properties of graphene nanoribbons, the sample reinforced by graphene nanoribbons had a lower electrical resistivity (135.5 Ω·m) than OPC paste (418.5 Ω·m) and paste with carbon nanotubes (175.5 Ω·m). This proved the promising application of graphene nanoribbons on cement-based materials.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 가을학술발표대회논문집
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• pp.125-126
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• 2023

This work explores the effectiveness of graphene nanoribbons (GNRs) in modifying the fire resistance of cement paste. The GNRs are added to the ordinary Portland cement at 0.10 wt% of the cement, and the sample is heated to target temperatures after curing for 28 days. Subsequently, the variations of compressive strength and pore structure are inquired by compared to the control sample without nano reinforcing and the sample with the same amount of carbon nanotubes (CNTs).

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권6호
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• pp.939-946
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• 2018

본 논문에서는 그래핀의 우수한 전기적 기계적 특성을 이용하여 정전기 인력에 의하여 휘어지는 그래핀이 수직 팁 게이트에 접촉 여부에 따라서 스위칭이 이루어지도록 조절할 수 있는 3단자 그래핀 NEMS 스위칭 소자에 대하여 연구하였다. 전형적인 MEMS 제작 공정을 이용하여 3단가 그래핀 NEMS 스위칭 소자 제작을 위한 공정을 설계하였고, 그 동작의 핵심 역학은 그래핀에 작용하는 정전기력과 그래핀 자체의 탄성력에 의하여 스우칭의 기계적인 동작이 설명될 수 있었다. 전기적인 동작에서는 그래핀과 핀 전극 사이의 접촉에 의한 접촉 전류와 그래핀이 전극에 접촉하지 않았음에도 그래핀과 핀 전극 사이의 강한 전기장으로 인한 방출전류가 흐를 수 있을 것으로 예상되었다. 실제 기계적인 동작에서 원자단위에서의 움직임을 분석하기 위하여 분자동력학 시뮬레이션 방법을 사용하여 수직 팁 게이트를 가지는 그래핀 기반 3단자 NEMS 스위치 동작에 관하여 연구하여, 기계적인 동작에 따라서 발생되는 다양한 현상들을 분자동력학 시뮬레이션을 통하여 연구함으로써 원자단위에서 이루어지는 다양한 역학들을 살펴보았다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제13권2호
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• pp.53-56
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• 2014

In this work, we investigate the operational properties of this proposed device in detail via classical MD simulations. The bi-stability of the GNF(Graphene Nano-flake) shuttle encapsulated in bi-layer GNR could be achieved from the increase of the attractive energy between the GNRs when the GNF approached the edges of the GNRs. This result showed the potential application of the nano-electromechanical GNR memory as a NVRAM.

• 한국재료학회지
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• 제26권11호
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• pp.635-643
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• 2016

Graphene has shown exceptional properties for high performance devices due to its high carrier mobility. Of particular interest is the potential use of graphene nanoribbons as field-effect transistors. Herein, we introduce a facile approach to the fabrication of graphene nanoribbon (GNR) arrays with ~200 nm width using nanoimprint lithography (NIL), which is a simple and robust method for patterning with high fidelity over a large area. To realize a 2D material-based device, we integrated the graphene nanoribbon arrays in field effect transistors (GNR-FETs) using conventional lithography and metallization on highly-doped $Si/SiO_2$ substrate. Consequently, we observed an enhancement of the performance of the GNR-transistors compared to that of the micro-ribbon graphene transistors. Besides this, using a transfer printing process on a flexible polymeric substrate, we demonstrated graphene-silicon junction structures that use CVD grown graphene as flexible electrodes for Si based transistors.