• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.38 no.12
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• pp.957-962
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• 2014

We present a method to quantitatively measure the thermal conductivity of one-dimensional nanostructures by utilizing scanning thermal wave microscopy (STWM) at a nanoscale spatial resolution. In this paper, we explain the principle for measuring the thermal diffusivity of one-dimensional nanostructures using STWM and the theoretical analysis procedure for quantifying the thermal diffusivity. The SWTM measurement method obtains the thermal conductivity by measuring the thermal diffusivity, which has only a phase lag relative to the distance corresponding to the transferred thermal wave. It is not affected by the thermal contact resistances between the heat source and nanostructure and between the nanostructure and probe. Thus, the heat flux applied to the nanostructure is accurately obtained. The proposed method provides a very simple and quantitative measurement relative to conventional measurement techniques.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.91-91
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• 2010

현재 나노크기의 나노소자에 대한 관심과 연구가 활발히 진행 중에 있고, 나노소자 제작을 위한 나노구조체 연구에도 탄력을 받고 있다. 나노구조체 연구 중에서도 탄소나노튜브(CNT)와 실리콘이 많이 연구되고 있으나 CNT의 경우 금속과 반도체 등 전기적 특성이 혼재되어 분리기술이 필요하며, 실리콘 기반의 나노구조체들은 공기 중에 노출되었을 경우 자연 산화막 생성에 대한 문제점들이 대두되고 있다. 이러한 기존 나노구조체들의 문제점들을 극복하기 위해 산화물 계열의($InO_3$, ZnO와 $SnO_2$ 등) 나노구조체들이 화학, 광학 및 생화학 센서등의 다양한 응용 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 thermal evaporation법으로 tube furnace 장비를 이용하여 온도($500{\sim}900^{\circ}C$)변화에 따른 ZnO nanorod를 성장시켰다. 성장된 ZnO nanorod의 구조적 특성을 확인하기 위하여 전계방출주사전자현미경(SEM)을 측정한 결과 ZnO nanorod들은 직경 50~80nm, 길이는 400~1000nm 이상까지 다양한 직경과 길이를 가지고 성장되었으며 $800^{\circ}C$ 에서 성장된 ZnO nanorod가 가장 곧고 이상적인 nanorod의 형태를 이루는 것을 확인할 수 있었다. Nanorod는 온도가 높아질수록 nanowire로 성장됨에 따라 본 연구에서 $800^{\circ}C$ 에서는 nanorod형태를 이루고 있으나 $900^{\circ}C$에서부터 nanowire의 형태로 성장되었다. 또한 성장된 ZnO nanorod들의 X-선 회절패턴(XRD)을 측정 결과 ZnO의 (002) 우선 배양성 때문에 성장된 nanorod 또한 (002) 방향으로 성장되었음을 확인하였다. 이 연구를 통하여 온도를 조절함으로서 ZnO nanorod의 성장제어가 가능함을 확인하였고, 특성 분석을 통하여 발광소자, Solar Cell로의 응용가능성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.232.1-232.1
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• 2015

흑연 박리를 통해 형성된 탄소나노플레이트를 탄소나노튜브 합성을 위한 지지체로 적용하여 탄소나노플레이트 위에 직접 탄소나노튜브를 합성함으로써 3차원 구조의 탄소나노튜브/탄소나노플레이트 나노혼성체를 합성하였음. 흑연의 박리를 통해 탄소나노플레이트를 제조하기 위해서 층간화합물 삽입과 열처리를 통해 팽창흑연을 제조하고, 물리적 분쇄 과정과 액상 고압균질기 방법을 통해 두께 30nm 이하, 수 마이크론 크기의 탄소나노플레이트를 제조하고 동결건조 방법으로 탄소나노플레이트를 제조하였음. 제조된 탄소나노플레이트 상에 탄소나노튜브 합성을 위해서 탄소나노플레이트 표면처리 공정을 적용하였는데, 표면처리 방법 및 물질에 따라 금속 촉매의 담지량 및 담지 형상이 결정되어 합성되어지는 탄소나노튜브의 합성 수율과 합성된 탄소나노튜브의 형성이 다르게 나타났다. 표면처리 방법으로는 산처리방법, 흡착성 고분자 처리법, 무전해 도금법, 무기산화물 처리법이 적용되었다. 또한 담지되는 촉매 종류 및 함량, 조촉매 적용에 따라 탄소나노튜브 합성 거동을 분석하여 최적 촉매시스템을 구축하여 촉매담지체 질량 대비 700% 이상의 고수율의 탄소나노튜브/탄소나노플레이트 혼성체 합성법을 개발하였다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.18 no.3
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• pp.107-114
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• 2015

Electrochemical fabrication of nanostructured Au surfaces has received increased attention. In the present work, electrochemical modification of Au surfaces for fabricating nanostructured Au surfaces in the absence of externally added precursors is presented, which is different to the previous methods utilizing electrochemical deposition of externally added precursors. Application of anodic potential at Au surfaces in phosphate buffers containing $Br^-$ resulted in the anodic dissolution of Au, which produced Au precursors at the electrode surfaces. The resulting Au precursors were further reduced at the surface to produce nanostructured Au structures. The effects of applied potential and time on the morphology of Au nanostructures were systematically examined, from which a unique backbone type Au nanostructures was produced. The backbone type Au nanostructures exhibited high surface-enhanced Raman activity. The present work would give insights into the formation of electrochemical fabrication of nanostructured Au surfaces.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.56 no.5
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• pp.705-710
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• 2018

An electrochemical glucose sensor with enzyme-free was fabricated using Pt nanoparticles (Pt NPs) decorated CuO nanoflowers (CuO NFs). 3-D CuO nanoflowers film was directly synthesized on Cu foil by a simple hydrothermal method and Pt NPs were dispersed on the petal surface of CuO NFs through electrochemical deposition. This prepared sample was noted to Pt NPs-CuO NF. Morphology of the Pt NPs-CuO NFs layer was analyzed using scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The electrochemical properties and sensing performances were investigated using cyclic voltammetry (CV) and chronoamperometry (CA) under alkaline condition. The sensor exhibited a high sensitivity, wide liner range and fast response time. Its excellent sensing performance was attributed to the synergistic effect of the Pt NPs and CuO nanostructure.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2015.03a
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• pp.61-69
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• 2015

나노과학에 대한 다양한 실험적 연구와 이론적 연구가 활발해지고 전문화 되어감에 따라 나노물질에 대해 연구하는 것은 더욱 중요해지고 있는 추세이다. 현재 고분자 나노물질들은 코팅, 광전자 부품, 자기 매체, 세라믹 등에 활발하게 이용되고 있으며 그 활용 범위가 더 커질 것으로 전망된다. 지난 몇 년간 사각기둥 형태의 구조체 내부에서 존재하는 고분자의 움직임에 대한 연구는 다양하게 진행되어왔다. 그러나 고분자들을 더욱 유용하게 응용하여 이용하기 위해서는 나노입자 기술과 연결시켜 보다 다양한 환경에서의 고분자의 상태를 자세하게 이해해야 할 필요가 있다. 고분자 물질에 대한 이론적 연구는 주로 계산이 용이한 거시적인 모델인 코스그레인(Coarse-grained) 모델을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 이루어져왔다. 본 연구에서도 에디슨 서버에 탑재된 코스그레인 모델을 이용한 분자 모델링 시뮬레이션을 통해 제한된 공간 안에서 다양한 구조체들의 내부에서 고분자의 구조를 계산하고, 시뮬레이션의 결과값과 Flory의 공식을 이용한 이론적인 계산값이 얼마나 잘 맞아 떨어지는지에 대해 알아보고자 한다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.25.3-25.3
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• 2011

반도체형 가스센서의 가스 감응은 산화물 표면과 주변 가스와의 화학적 반응에 기인한 것이므로 나노 크기의 감응물질 입자를 합성하여 비표면적을 넓히려는 연구가 많이 진행되어 왔다. 일반적으로 감응 물질의 크기가 나노 스케일로 감소하면 가스 감응 특성이 증가하지만, 심한 응집으로 가스 확산이 어려워 가스 감응 특성이 저하되게 된다. 따라서 비표면적이 크면서도 응집이 덜한 나노 구조체가 산화물 가스 센서에 이용되어 왔다. 특히 중공구조는 응집이 적고 가스확산이 용이하며 큰 비표면적을 가지기 때문에 널리 연구되어진 나노구조체이다. 한편 산화철은 친환경적인 n-type 반도체로써 에너지 저장소, 촉매, 리튬-이온 배터리의 양극물질, 가스센서 등의 응용분야에 널리 이용되고 있다. 본 연구에서는 Solvothermal에 의한 자기조립 방법으로 산화철 중공구조를 합성하고 기능화를 위해 귀금속 촉매인 Pt를 첨가하였다. $400^{\circ}C$에서 에탄올 가스에 대한 가스 감응 측정을 통해 대조군인 산화철 응집체와 나노 스케일의 구에 비해 중공구조가 가스 감응에 유리함을 보고한다.

• Proceedings of the Korean Society of Dyers and Finishers Conference
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• 2011.03a
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• pp.99-99
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• 2011

최근 건강에 대한 관심이 높아지면서 천연 기능물질을 이용한 고기능 및 고부가가치 상품개발이 여러 산업분야에서 일반화되는 추세이다. 대표적으로 마이크로캡슐은 원하는 기능을 발휘할 수 있는 기능성 물질을 다양한 방법으로 다양한 제품에 부여함으로써, 기능성 물질을 오랜 기간 동안 외부로 방출하거나 외부의 환경으로부터 보호하는 수단으로 각광받고 있다. 이러한 마이크로캡슐은 의약분야 제초제, 멸충제, 곰팡이 방지제, 살균제로 적용되는 농약분야, 식품 분야, 화장품 분야 등의 전반에 걸쳐 응용 및 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이에 본 연구에서는 다양한 나노 합성기술과 유/무기 하이브리드를 이용해 서방화 관련 기술을 개발하여 보습성, 항균, 노화방지, 외부 유해물질로부터의 피부보호 특성을 가진 인체 친화형 복합기능성 섬유 가공조제를 개발하여 다양한 섬유소재에 적용하고자 하며, 궁극적으로 기존 선진국 제품의 기능을 뛰어넘는 원천기술, 즉 새로운 가공제 합성과 응용성, 그 성능평가와 동시에 최적의 처리기술을 개발함으로써 섬유제품의 부가가치를 높이는 계기를 마련하고자 한다. 본 연구에서는 나노미터 직경을 갖는 침상형의 주형(hydroxyapatite)을 이용하여 중공 나노구조체를 제조 한 후 이에 천연고분자를 혼합하여 초음파처리 후 유/무기 하이브리드 기술을 이용한 서방성 가공제를 합성하였다. 중공의 나노구조체 확인은 투과전자현미경(TEM)을 이용하였으며, 주형의 나노구조체는 주사전자현미경(FE-SEM)으로 확인하였다. 이상의 결과를 통해 본 연구에서 제안한 방법이 나노구조체의 새로운 합성방법으로써 가능성을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.301-302
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• 2015

고 기계적 특성을 가지는 나노 임프린트 전극 구조체를 전극으로 이용하여 산화아연 나노와이어를 습식 도금하여 성장시키고, 열전 소자 특성을 분석하였다. 나노선 어레이 형상을 가진 몰드와 열 임프린트 방식을 이용하여 폴리머 기판 표면위에 나노선 어레이 형상을 임프린트 하고, 열 증착 방식으로 금속 박막을 올려 폴리머 기판-금속 간 높은 접합력을 가지는 금속 전극을 형성하였다. 나노 임프린트 전극 구조체를 음극으로 하여 산화아연 나노와이어를 전극 위에 도금하고, 열증착 방식으로 상부 전극을 형성하여 최종적으로 압전 소자를 제조하여, 습식으로만 형성된 산화아연 나노와이어 다발의 압전 특성을 확인하였다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.22 no.6
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• pp.269-275
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• 2011

We propose a metal-dielectric hybrid waveguide structure consisting of a single metal nanowire placed on a flat dielectric slab. Mode size and propagation loss of the surface-plasmons confined in the metal-dielectric gap are compared with those of the complementary structure with a dielectric nanowire on a metal surface. In the case of the nanowire's diameter much smaller than the wavelength the two structures reveal quite different characteristics; the dielectric nanowire-on-metal has longer propagation distance, but only the metal nanowire-on-dielectric exhibits a mode size two fold smaller than the diffraction limit. The proposed hybrid structure may therefore be more suitable for realization of nanocavity lasers.