톨루엔에 녹인 천연고무를 탄소가루의 결합재로 사용하여 바이오센서를 제작하였을 때, 반죽은 용매가 증발한 후 기계적 물성을 보였다. 이 특성은 탄소반죽전극 실용화의 선행 조건을 만족시키는 것으로, 이 특성의 활용성을 살펴보기 위하여 과산화수소 정량을 위한 바이오센서를 제작하고, 그것의 전기화학적인 정량 및 정성적 특성을 파악하기 위하여 여러 가지 속도론적 파라메타, 즉 대칭인자(0.37), 교환전류밀도($i_0$, $0.075mAcm^{-2}$), 이중층의 축전용량($C_d$, $9.7{\times}10^{-3}F$), 시간상수(${\tau}_A$, 0.92 s), 최대전류($i_{max}$, $5.92{\times}10^{-7}Acm^{-2}$), Michaelis 상수($K_M$, $1.99{\times}10^{-3}M$) 및 기타 상수들을 도출하였다. 이 실험적 결과는 천연고무가 탄소가루의 결합재로 활용될 수 있음을 보여 주었다.
탄소재료는 결정구조에 따라 카본블랙(carbon black), 그라파이트(graphite), 탄소섬유(carbon fiber) 등 다양한 형태가 있으며 그 응용 또한 광범위하다. 이는 탄소재료가 화학적으로 매우 안정하고, 열 및 전기전도성이 우수하며, 기계적인 특성면에서도 고강도, 고탄성율을 가지고 있어서 구조적으로 안정하기 때문이다. 특히 $C_{60}$(fullerene)와 탄소나노튜브(carbon naotube : CNT)등 근래 새로이 발견된 탄소물질들$^{1.2)}$ 은 그 독특한 결정구조와 성질로 인해 다양한 분야의 응용이 예상된다.
최근, 높은 캐리어 이동도와 유연성, 투명성의 우수한 전기적 기계적 특성을 갖는 그래핀에 관한 연구가 활발해지고 있으며 이를 기반으로 한 그래핀 field effect transistor (FET) 센서 응용 또한 관심이 커지고 있다. 작은 소자 크기, 견고한 구조, 빠른 응답속도와 CMOS 공정과의 호환성이 좋은 FET 기반의 센서의 감지 특성은 주로 전해질과 직접 접촉하는 게이트 절연체의 고유 특성에 의해 결정된다. 이러한 게이트 절연체는 일반적으로 스퍼터링, atomic layer deposition (ALD), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) 등의 진공 방법에 의해 형성되며, 이 공정 기술은 고가의 장비, 긴 공정 시간과 높은 제조비용이 요구된다. 더욱이, 위의 방식들은 소자 제작 동안에 플라즈마 발생 또는 열처리를 필요로 하게 되며 이는 그래핀 기반의 소자의 제작에 있어 큰 손상을 발생시키게 된다. 이러한 이유로 인해, 그래핀 FET 센서의 게이트 절연체의 형성에 있어 진공 증착 기술은 적절하지 않다. 본 연구에서는, 진공 증착 기술의 문제점을 극복하기 위해 sol-gel 방식을 통한 Al2O3 게이트 절연체를 갖는 그래핀 FET 센서를 제작하였다. Sol-gel 방식은 적은 비용, 공정의 단순화, 높은 처리량 뿐 아니라 소자의 대면적화 제작에 유리하다는 장점을 가지며, 또한 게이트 절연체를 증착함에 있어서 플라즈마가 발생하지 않기 때문에 그래핀 FET 제작에 쉽게 적용될 수 있다. 특히, 게이트 절연체 중 Al2O3은 우수한 화학적 안정성과 감지 특성으로 인해 본 실험에 사용하였다. 결론적으로, sol-gel 방식을 통한 Al2O3 게이트 절연체를 갖는 그래핀 FET 센서는 우수한 전기적 특성과 감지 특성 측면에서 매우 전망적이다.
본 논문에서는 우선 전기화학 유효도 모델에 기반하여 고체산화물 연료전지의 효율적인 2차원 해석모델을 제안하였다. 전기화학 유효도 모델은 연료전지 전극내 전해질 근처의 얇은 활성기능층에서 일어나는 복잡한 반응/전달현상을 고려하여 전극의 전류생산 성능을 정확하게 예측할 수 있는 장점을 가진다. 개발된 2차원 해석모델은 신뢰성을 검증한 후 음극지지 고체산화물 연료전지의 유로 횡방향 전류밀도 및 산소농도 분포를 계산하는데 사용되었으며 이를 통해 다공성 양극에서의 산소고갈 특성을 고찰하였다. 또한 효율적이면서도 정확한 계산을 위한 유로 횡방향 최소 필요격자수에 대한 수치해석 연구도 진행하였다.
In this study, a water electrolysis was studied to investigate the effect of ammonia on current density and H2 gas production. A H type cell with three electrodes was used and KOH solution was used as electrolyte. The conventional platinum foil was used for working electrode, whereas nickel foam was used for counter electrode. CV experiment was performed to see the activity of ammonia oxidation reaction. In addition, CP experiment was done to examine the dependence of Faraday efficiency of hydrogen on current density and NH3 concentration. The CV result shows the 0.5M NH3 concentration required for highest current density and reliable operation. The CP result shows the increased current density leads to higher H2 generation. The higher H2 production and subsequent energy efficiency was observed for 0.5M NH3 using a Pt/13%Rh coil for a cathode as compared to those in water electrolysis.
에폭시계 분체도료에 사용되고 있는 경화제로는 치환 dicyandiamide(Sub-DICY), 촉진 dicyandiamide(Acc-DICY), trimellitic anhydride(TMA), pyromellitic dianhydride(PMDA), Phenolic curing agent(Ph.C.A.)등이 사용되고 있다. 본 연구는 상기 5가지의 에폭시 경화제를 사용해서 제조한 에폭시 분체도료를 적합한 경화조건에서 완전히 경화시킨 뒤 여러 가지 실험기기 및 분석기기를 이용해서 경화된 도막 $T_g$, 인장강도, 파단신율, 경도, 내마모성등의 기계적 물성을 측정하였다. 그리고 흡수율, 내산성, 내알카리성등의 화학적물성, 전기적특성, 방식성등을 측정함으로써 경화제의 종류에 따른 에폭시 도막의 화학구조가 도막의 물성에 미치는 영향을 비교하였다. 그 결과 Phenolic curing agent는 toughness가 우수하지만 온도에 따른 색상 변화가 크고 산무수물 경화제는 전기절연성과 온도에 따른 색상안정성이 우수하지만 toughness와 부착성이 부족하고 DICY계는 흡수율과 온도에 따른 색상변화가 큰 특성을 나타내었다.
표면 패시베이션 기술로 이용되는 수소화된 실리콘 질화막은 제조원가의 절감을 위한 실리콘 기판재료의 두께 감소에 따른 특성상의 문제점을 해결하기 위해 중요한 영향을 미치는 요소이다. 실리콘 질화막은 강한 기계적 강도, 우수한 유전적 특성, 수문에 의한 부식과 유동적 이온에 대한 우수한 저항력 때문에, 반도체 소자 산업에서 널리 사용되고 있다. 수소화된 실리콘 질화막은 반사방지 특성과 함께 표면 패시베이션의 질을 향상시킬 수 있다. 굴절률 1.9 ~ 2.3 범위에서 쉽게 변화 가능한 수소화된 실리콘 질화막은 굴절률 1.4 ~ 1.5 사이의 열적 산화막 보다 효과적인 반사방지막이다. 수소화된 실리콘 질화막을 사용한 태양전지에서는 효율을 높이기 위해서 기판 표면에서의 케리어 재결합이 억제되어져야한다. 또한, 수소화된 실리콘 질화막은 최적화된 두께와 굴절률을 가져야한다. 본 연구에서는 고효율 태양전지에 적용하기 위해 반송자 수명이 향상된 수소화된 실리콘 질화막을 플라즈마 화학 기상 증착법을 이용하여 증착하였다. 박막은 $250^{\circ}C\;{\sim}\;450^{\circ}C$에서 증착되었으며 증착된 박막은 1.94 to 2.05 굴절률 값을 가지고 있다. 반송자 수명을 증가시키기 위해 $650^{\circ}C\;{\sim}\;950^{\circ}C$에서 어닐링 하였고 반송자 수명을 측정하여 패시베이션 특성을 분석하였다. 수소화된 실리콘 질화막은 $850^{\circ}C$의 어닐링 온도와 굴절률 2.0 조건에서 가장 좋은 반송자 수명을 나타냈다.
In this study, mechanical and electrochemical characteristics with welding material in MIG welded with ROBOT for dissimilar Al alloys were investigated using various experiment methods. The MIG welding by ROBOT with ER5183 and ER5556 for the 5456-H116 and 6061-T6 Al alloy were carried out. The hardness of welding zone was lower than that of base metal. In electrochemical experiment, ER5183 welding material presented excellent characteristics. The yield strength and maximum tensile strength in welding with welding material of ER5183 presented lower value than those of ER5556. The elongation and time-to-fracture showed the opposite results.
한국전기전자재료학회 2000년도 춘계학술대회 논문집 전자세라믹스 센서 및 박막재료 반도체재료 일렉트렛트 및 응용기술
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pp.35-38
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2000
In this study, the rise throughput and the stability in fabrication of device can be obtained by applying of CMP process to STI structure in 0.l8um semiconductor device. Through reverse moat pattern process, reduced moat density at high moat density, STI CMP process with low selectivity could be to fit polish uniformity between low moat density and high moat density. Because this reason, in-situ motor current end point detection method is not fit to the current EPD technology with the reverse moat pattern. But we use HSS without reverse moat pattern on STI CMP and take end point current sensing signal.[1] To analyze sensing signal and test extracted signal, we can to adjust wafer difference within $110{\AA}$.
In the study, it was carried out dissimilar metal welding on materials for Al ship. The electrochemical and mechanical characteristics evaluated for specimen welded by ROBOT. The hardness of welding zone is lower than those of heat affected zone and base metal. At the result of tensile test, the specimen welded with ER5183 welding material presented excellent property compared with ER5556. The polarization trend for the base metal and welding metal showed the effects of concentration polarization due to oxygen reduction and activation polarization due to hydrogen generation. At the Tafel experiments result, the corrosion density in welded with ER5183 welding material presented the lowest value.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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