• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.308.1-308.1
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• 2014

반도체에서 양자점이 포함된 나노복합체의 전자적 구조와 성질에 대한 연구는 기본적인 양자 물리적 현상을 이해하고 전자소자 및 광소자의 다양한 응용 분야를 파생할 수 있기 때문에 많은 관심을 갖고 있다. 나노복합체를 구성하는 각각의 양자우물과 양자점에 대한 실험과 이론에 대한 연구는 많이 진행되고 있으며, 양자우물 안에 양자점이 삽입된 나노복합체에 대한 연구는 상대적으로 미흡한 상태이다. 또한 양자우물 안에 자발 형성된 양자점이 삽입된 나노복합체에 대한 전기적 특성 및 광학적 특성에 대한 연구는 많으나, 양자우물 안에 삽입된 양자점에 대한 전자적 구조에 대한 연구는 거의 없다. 양자우물 안에 양자점을 형성한 나노복합체 구조를 사용하여 제작한 전자소자와 광소자의 효율을 향상시키기 위해서는 이 복합 구조의 전자적 성질에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 단일 양자우물 안에 자발 형성된 InAs 양자점을 포함한 나노복합체의 전자적 특성을 분석하기 위하여 변형효과와 비포물선효과를 포함한 전자적 부띠 에너지에 대하여 비교 분석하였다. InAs 양자점은 20 nm의 직경을 갖고 있으며, GaAs 기판위에 버퍼층과 AlAs 층을 사용한 양자우물 구조에 삽입되었다. 단일 양자우물 안에 삽입된 양자점의 전자적 구조는 형상 의존 변형효과와 비포물선 효과를 고려한 쉬뢰딩거 방정식을 삼차원 가변 메시 유한차분법을 사용하여 수치해석 방법으로 분석하였다. 수치해석 방법으로 양자우물의 우물 폭의 영향을 받는 양자점의 크기변화에 따라 삼차원적인 전자 및 정공의 부띠 에너지와 기저상태 및 여기 상태의 파동 함수를 계산하였다. 이러한 결과는 나노복합체 안에 형성된 InAs 양자점의 전자적 특성을 이해하는데 도움을 주며, InAs가 포함된 나노복합체를 사용한 전자 소자와 광소자 연구에 기초 자료로 사용될 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.502-502
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• 2013

유기태양전지는 간단한 제작 공정과 저비용 제작이 가능하고 플렉서블 소자를 제작할 수 있는 장점을 가지고 있어서 많은 연구자들이 관심을 가지고 있다. 하지만 현재 유기태양전지의 효율은 낮기 때문에 실리콘 기반이나 화합물 기반의 태양전지에 비해서 효율이 낮은 단점을 가지고 있다. 유기태양전지의 효율을 높이기 위한 다양한 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 특히 나노구조를 가지는 광활성층을 사용하여 제작된 고효율 유기태양전지에 대한 연구가 이루어지고 있다. 나노구조를 가지는 유기태양전지는 생성된 엑시톤을 분리시킬 수 있는 계면이 넓어지기 때문에 전하 분리 효율을 높아지게 되고, 고효율의 유기태양전지를 제작할 수 있게 된다. 또한, 넓은 광흡수 스펙트럼을 가지는 양자점을 활용하는 연구도 함께 진행되고 있다. 양자점을 사용하여 유기태양전지의 효율을 높이는 실험이 진행되고 있지만, 실제 효율을 높이는데 많은 어려움을 가지고 있다. 본 연구에서는 고분자점과 양자점이 결합한 나노복합체를 사용하여 요철 구조를 가진 광활성층을 사용한 유기태양전지를 제작하였다. 고분자점과 양자점이 결합한 나노복합체는 물질에 비해서 넓은 광흡수 영역을 가져서 생성된 엑시톤의 양을 늘리는 역할을 한다. 고분자점과 양자점이 결합한 나노복합체로 만든 요철 구조는 평면구조로 제작한 요철 구조에 비해서 계면에서 균일한 적층이 가능한 나노구조가 제작되기 때문에, 계면에서 일어나는 전하 손실을 줄일 수 있다. 고분자점과 양자점이 결합한 나노복합체로 제작된 요철 구조를 사용한 유기태양전지가 기본 소자에 비해서 상당한 효율 향상을 확인하였다. 양자점을 포함한 나노복합체로 제작된 유기 태양전지의 효율증진 메커니즘을 논한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.116-118
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• 2011

일반적으로 나노입자의 크기는 나노복합체의 역학적 특성에 상당한 영향을 미친다. 이에 본 연구에서는 나노입자 크기를 고려한 나노복합체 재료 구성모델 (Kim et al., 2011)을 소개하고자 한다. Kim et al. (2011)에 의해서 나노입자 크기효과를 위한 Size-dependent Eshelby tensor가 미세역학 모델에 적용되었으며, 나노스케일 해석과 함께 다양한 수치해석을 수행하였다. 특히, 본 연구에서는 이를 활용하여 $SiO_2$/Epoxy 나노복합체의 역학적 특성을 예측해 보았다.

• 한국기술혁신학회:학술대회논문집
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• 한국기술혁신학회 2013년도 추계 학술대회 초록집
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• pp.794-794
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• 2013

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권5호
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• pp.945-948
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• 2008

나노복합체는 높은 기계적 강도, 내열성, 그 밖의 많은 장점들로 인하여 첨가제에 따라 자동차, 우주항공 그리고 생체분야에 응용되어 사용되어지고 있다. 클로자이트(Cloisite) 15A 존재하의 에폭시 수지를 바탕으로 한 나노복합체를 합성하고 TEM, XRD, TGA, 그리고 DMA 등을 이용하여 분석하였다. 첨가제로 사용된 클레이의 층간간격(d-space)의 영향을 알아보기 위하여 클로자이트 20A 존재 하에서도 비슷한 나노복합체를 합성하였다. 나노복합체의 제조 시에 전통적으로 이용되어져온 핫플레이트와 자석을 이용한 제조법이외에도 초음파를 이용하여 나노복합체를 제조하였으나 두 경우 모두 나노복합체의 구조가 삽입형 구조를 얻어 구조면에서의 혼합의 영향이 없었다. 클레이가 존재하지 않았을 때에 비하여 5 wt%의 클로자이트 15A 존재 하에서 20분간 초음파로 혼합시의 복합체의 저장 탄성률이 10% 증가됨을 보였다. 일반적으로 클로자이트 15A 존재 하에서의 복합체가 클로자이트 20A 존재 하에서의 복합체보다 좋은 저장 탄성률을 보였다.

• 폴리머
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• 제28권6호
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• pp.487-493
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• 2004

계면간 상호작용이 약한 폴리(에틸 아크릴레이트-co-t-부틸 아크릴레이트) (PEB) 에멀션 고분자를 사용한 나노복합체 혼합용액에서는 pH변화에 따라 고분자 입자들과 실리카 나노입자들의 분포 형태가 결정되었다. 이러한 나노복합체는 실리카 입자의 응집이 심하였고 불규칙적인 분산성을 나타내었다. 메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란 (MPS)를 사용하여 개질한 용액 중합 고분자나 실리카 나노입자를 사용한 나노복합체에서는 계면간 강한 상호작용으로 인하여 실리카 나노입자가 미세하게 분산되었고 코어-쉘 형태학적 특성을 나타냈다. 계면을 MPS로 개질한 나노복합체에서는 강한 수소 결합 상호작용이 존재하는 것을 적외선 분광계로 확인하였다. 강한 계면 상호작용을 갖는 나노복합체는 고분자 사슬의 유리 전이 온도가 증가하였고 ΔC$_{p}$ 는 감소하였으며 열분해 온도는 상승되었다.며 열분해 온도는 상승되었다.

• 한국자기학회지
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• 제20권6호
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• pp.216-221
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• 2010

본 연구에서는 dimethylacetamide(DMAc)와 toluen을 용매로 사용하여 만들어진 양친매성 urethan acrylate nonionomer(UAN) 선구고리를 기초로 하는 양친매성 고분자 망상구조 복합체에 철산화물을 주입시킨 나노복합체의 구조와 자기적성질 그리고 나노복합체에 존재하는 Fe 이온의 원자가 상태를 알아보기 위하여 전계방출주사전자현미경(FESEM)과 X-ray diffraction 그리고 Mossbauer spectrum을 측정하였다. 결과로부터 나노복합체 시료 내에 존재하는 모든 Fe이온은 $Fe^{3+}$의 상태로 존재하고 $Fe_2O_3$의 결정구조를 갖고 있음을 알 수 있으며, 시료 내에 철산화물 나노복합체가 형성되어 있음을 알 수 있었다. 그리고 urethan acrylate nonionomer(UAN) 선구 고리를 기초로 하는 양친매성 고분자 망상구조 복합체를 형성시키는 경우 용매로 DMAc를 이용하는 경우가 toluen을 이용한 경우 보다 더 미세한 나노구조를 형성함을 알 수 있으며, 시료들의 자기적 성질이 상온에서 상자성을 나타내는 것은 나노크기의 단일자구형성에 따른 초상자성효과에 의한 것임을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.381-381
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• 2013

유기물/무기물 나노복합체를 사용한 비휘발성 메모리 소자는 낮은 공정 가격 및 높은 유연성 때문에 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 나노복합체를 사용한 비휘발성 메모리 소자의 형성 및 전기적 특성에 대한 연구는 많지만, 나노 입자가 포함된 고분자층을 이용한 플렉서블 유기 메모리 소자의 전기적 특성 및 동작 메커니즘에 대한 연구는 미미하다. 이 연구에서는 나노입자와 고분자가 혼합된 나노복합체를 유연성 있는 indium-tin-oxide (ITO)가 코팅된 polyethylene terephthalate (PET) 기판 위에 형성하여 비휘발성 메모리 소자를 제작하여 유연성 있는 기판이 휘어짐에 따른 전기적 특성과 기억 메커니즘을 설명하였다. 나노입자가 포함된 고분자층은 스핀코팅 방법을 이용하여 쉽게 형성한 후, 그 위에 금속 마스크를 사용하여 상부 Al 전극을 형성하였다. Al/나노입자가 포함된 고분자층/ITO/PET 메모리 소자의 전류-전압 (I-v) 특성에서 낮은 전도도와 높은 전도도를 갖고 있는 쌍안정성 동작을 관측할 수 있었다. 같은 조건에서 나노입자가 포함되지 않은 메모리 소자를 제작하여 측정한 I-V 특성은 쌍안정성 동작이 일어나지 않은 것을 관측하였다. 실험적 결과를 바탕으로 나노입자가 쌍안정성을 일으키는 메모리 저장 물질임을 확인할 수 있었다. 유연성 있는 기판의 휘어짐에 따른 I-V 특성과 스트레스에 의한 전도도 상태 유지 능력 측정을 수행하여 기판 휘어짐에 따른 전기적 특성과 안정성이 변화되는 것을 관측하였다. 측정된 I-V와 스트레스에 의한 전도도 상태 유지 능력 측정 결과를 기반으로 기억 메커니즘과 기판의 휘어짐에 따른 안정성을 설명하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권6호
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• pp.703-708
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• 2015

나노충전제의 우수한 분산성을 얻기 위하여 다중벽 탄소나노튜브(multiwall carbon nanotubes) (MWCNTs)와 poly(propylene gylcol)(PPG)을 ball mill shaker로 혼합한 분산액을 이용하여 폴리우레탄(PU) 나노복합체를 제조하였다. MWCNTs는 과산화수소($H_2O_2$)로 처리하여 표면을 기능화할 수 잇었다. 순수한 MWCNTs를 이용한 PU 나노복합체와 비교한 결과 $H_2O_2$로 처리한 MWCNTs를 이용한 PU 나노복합체의 인장강도와 신율이 높게 나타났다. SEM 이미지에서 보여진 MWCNTs의 우수한 분산성은 표면을 기능화시킴으로서 얻어진 것이다. Carbon black(CB)을 사용한 PU 복합체는 기계적 물성 변화가 거의 없었다. 분산시간의 증가에 따라 PU/MWCNTs 나노복합체들의 인장물성이 상승되었다. 결과적으로 나노충전제의 분산성 향상이 PU/MWCNTs 나노복합체의 인장물성 증가를 가져온 것을 확인하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.118.2-118.2
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• 2016

몇몇의 박테리아들은 바이오필름을 형성하여 그들 스스로를 보호한다. 하지만 바이오필름으로 인해 악취와 질병 등의 문제가 많이 발생되고 있기 때문에 바이오필름을 형성하는 박테리아의 성장을 효율적으로 억제하기 위해 은 나노, 구리 나노입자들이 포함된 다양한 나노스케일의 재료들에 대한 연구가 활발히 진행되어오고 있다. 이들 연구의 주된 목표는 체내에서 독성은 나타내지 않으면서 항균성을 증가시키는 것에 있다. 특히, 구형으로 이루어진 나노입자와 높은 종횡비를 가지는 탄소나노튜브와 같이 차원이 다른 나노물질들의 복합체들은 세포독성을 최소화하면서 특정 박테리아에 대한 항균성을 향상시킬지도 모른다. 이번 연구에서는, 산 처리된 탄소나노튜브에 화학적인 방법을 이용하여 구리 이온을 각각 환원시켜 구리 나노-탄소나노튜브 복합체를 합성하였다. 이들 복합체는 transmission electron microscopy, X-ray diffractometry, energy-dispersive X-ray spectroscopy 를 이용하여 특성이 분석되었고 Methylobacterium spp., Sphingomonas spp. 와 E. coli 에 대하여 항균성이 평가되었다. 추가적으로 구리 나노-탄소나노튜브 복합체는 human fibroblast cells 에 대하여 세포독성이 평가되었고 제작된 마이크로칩 안에 형성된 바이오필름의 성장억제효과가 평가되었다. 결과적으로, 구리 나노-탄소나노튜브 복합체에서 바이오필름을 형성하는 Methylobacterium spp. 에 대하여 특이적으로 항균성을 나타냈으며 바이오필름이 형성된 마이크로칩에서 바이오필름을 제거 하는 것이 확인되었다.