• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.32 no.5
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• pp.175-182
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• 2022

Rare-earth elements were doped with Mg to enhance the temperature stability of dielectric properties of BaTiO₃ for its application to MLCC (Multi-Layer Ceramic Capacitor). The additives strongly affect both grain growth and densification behaviors during sintering, and hence dielectric properties. The additive effects therefore should be examined in each system with different additives. This study investigated the crystal structure, grain growth and densification behaviors and related variations in dielectric constant with respect to sintering temperature. Dielectric constant appears to be varied with grain size in a temperature range between 1200 and 1300℃, suggesting the importance of grain size control. The temperature dependence of grain size variation was well explained by an established theory correlating the grain growth behavior with grain boundary structure. This accordance provides a basis for sintering technique to control grain growth thus to improve dielectric constant in rare-earth doped BaTiO₃.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.55 no.1
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• pp.68-73
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• 2017

The removal of particulate matter ranging from $0.01{\mu}m{\sim}10{\mu}m$ can be performed by using membrane filters composed of fibers. Electrospinning techniques offer the production of very thin fibers with a uniform fiber diameter over conventional techniques including template synthesis, melt-blown, phase separation, etc. Air filtration will be improved with electrospun membranes due to the open pore structures, high porosity, and large surface area of the membranes. In the present study, filtration efficiency increased with pore size decrease and fiber density increase induced by carbon nanotube and the increased CA (cellulose acetate) concentration during electrospinning process.

• Composites Research
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• v.32 no.5
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• pp.265-269
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• 2019

The direct spinning of carbon nanotube (CNT) fibers is a promising method in the high performance composite materials. However, most of the reported CNT arrays do not have spinning properties because of their limited synthesis conditions. In this study, we investigate the properties of spinnable CNT arrays, which is closely related to the morphology of CNT array. The array morphology controlled by controlling the conditions of catalyst, carbon source, etc. By additional carbon source of ethylene and changing the composition of the catalyst, the waviness of the CNT array can be remarkably reduced, which leads to improve of the spinning properties. The synthesized CNT arrays were well aligned along c-axis and the synthesis conditions of the spinning array could be derived.

• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2002.11a
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• pp.36-36
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• 2002

최근 한국기계연구원에서 개발된 Mechanochemical process (MCP)는 Spray conversion 법에 의하여 나노크기의 W/Cu 복합 분말을 제조하는 방법으로서, 현재 (주)나노테크에서 산업화를 위한 시험/개발이 진행 중이다. 이 방법에 의하여 W /1 0 ~ 40wt. %Cu 조성의 초미렵 W/Cu 복합 분말의 양산화가 가능하게 됨으로써, 나노복합분말을 사용한 초미립 W/Cu 합금의 소결 제조 연구 역시 나 노태크에서 분말사업화와 동시에 수행되고 있다. 현재 Spray conversion 법으로 제조되고 있는 W/Cu 나노복합분말 및 그 소결체는 Cu의 조성범 위에 따라 민수용 및 군수용 제품으로의 적용이 시도되고 있으며, 각기 특성향상을 목표로 각 적용 분야에서 요구되는 제반 성능에 대한 검토가 이루어지고 있다. 특히 군수용의 목적으로 사용될 경우, 정적 및 동적부하상태에서 재료의 균일한 변형이 가장 중요한 특성이다. 현 개발품의 경우, 일반 W 빛 Cu 원료에 비하여 상대적으로 높은 순도의 원료를 사용하였기 때문에 분말 및 소재상태 에서의 순도가 높아서, 연성을 저하시키는 것으로 알려진 기지상내 합금원소 또는 interface 게재물 이 존재할 가능성이 매우 낮다. 또한 초미립 W 입자들과 Cu 상의 혼합도가 극대화된 상태이기 때문에 상대적으로 저옹에서도 완전치밀화된 미세조직을 얻을 수 있는데, 이는 분말상태의 균일한 미세구조를 유지할 수 있으며, 동시에 W 업자간의 과도한 neck 형성을 방지함으로써 기계적 변형시 재료의 연성 향상이 기대된다. 이러한 W/Cu 나노복합분말 소결체의 특성은 균일한 밀도분포와 동시에 과도한 동적 부하상태에서 균일한 변형이 보장되어야만 하는 특정 군수용 목적에 잘 부합하는 것으로 판단된다. 본 고에서는 상기한 W/Cu 나노복함분말을 사용하여 균일한 미세구조를 가지는 완전치밀화된 소결재를 제조하는 과정과 제조된 소결재를 향후 군수용 제품에 척용시키기 위하여 진행된 단조특성에 대한 연구결과틀을 재료의 미세구조척 관점에서 논의하였다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.18 no.2
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• pp.57-62
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• 2011

The energy conversion efficiency of DSSCs (Dye-Sensitized Solar Cells) is dependent on the powder size, the structure, and the morphology of $TiO_2$ electrode. The higher efficiency is obtained with high surface area of the nanoanatase-$TiO_2$ powder adsorbed onto a lot more of the dye. Also, the enhancement of light scattering increases the efficiency with high adsorption of the dye. Powder size, crystalline phase, and shape of $TiO_2$ obtained by hydrothermal method have 15-20 nm, anatase and round. $TiO_2$ electrode has fabricated with the mixture of scattering $TiO_2$ particle with 0.4 ${\mu}m$ in nano-sized powder. Conversion efficiency of series of DSSCs was measured with volume fraction of scattering particle. Photovoltaic characteristics of DSSCs with 10% scattering particles are 3.51 mA for Jsc (short circuit current), 0.79 V for Voc(open circuit potential), filling factor 0.619 and 6.86% for efficiency. Jsc was improved by 11% and enhancement of efficiency by 0.77% compared with that of no scattering particles. The confinement of inserted light by light scattering particles has more increase of the injection of exiton(electron-hole pair) and decrease of moving path in electron. Efficiencies of DSSCs with more than 10% for scattering particles have reduced with increasing the pore in the $TiO_2$ electrode.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.30 no.6
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• pp.220-225
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• 2020

Gallium oxide nano-powder, the key starting material for IGZO target, is fabricated by gas phase synthesis using a new apparatus consist of reaction, transportation, and collection parts. As a result of gallium metal evaporation above 1150℃, Ga2O3 nano-powders, are successfully synthesized. The SEM images of the synthesized powders displace the spherical shaped powders without severe agglomeration. X-ray diffraction and PSA analysis show that the higher temperature at the reaction part results in the better crystallinity and larger powder size of the synthesized Ga2O3. To see the applicability to IGZO target, Ga2O3 nano-powders synthesized at 1250℃ are mixed with indium oxide and zinc oxide (In2O3 : Ga2O3 : ZnO = 1 : 1 : 1), and then sintered at 1400~1500℃. The highest sintered density of 5.83 g/㎤ (= 91 % of relative density) is achieved when sintered at 1450℃, showing better sinterability compared to the commercially available Ga2O3 powder, which has 5.61 g/㎤ of sintered density at the same condition.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.32 no.4
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• pp.393-400
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• 2012

In recent years, nano-structured thin film systems are often applied in industries such as MEMS/NEMS device, optical coating, semiconductor or like this. Thin films are used for many and varied purpose to provide resistance to abrasion, erosion, corrosion, or high temperature oxidation and also to provide special magnetic or dielectric properties. Quite a number of articles to evaluate the characterization of thin film structure such as film density, film grain size, film elastic properties, and film/substrate interface condition were reported. Among them, the evaluation of film adhesive to substrate has been of great interest. In this study, we fabricated the polymeric thin film system with different adhesive conditions to evaluate the adhesive condition of the thin film. The nano-structured thin film system was fabricated by spin coating method. And then V(z) curve technique was applied to evaluate adhesive condition of the interface by measuring the surface acoustic wave(SAW) velocity by scanning acoustic microscope(SAM). Furthermore, a nano-scratch technique was applied to the systems to obtain correlations between the velocity of the SAW propagating within the system including the interface and the shear adhesive force. The results show a good correlation between the SAW velocities measured by acoustic spectroscope and the critical load measured by the nano-scratch test. Consequently, V(z) curve method showed potentials for characterizing the adhesive conditions at the interface by acoustic microscope.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.691-691
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• 2013

최근 휴대용 전자기기의 전원으로서 가장 널리 사용되고 있는 리튬 이차 전지는 우수한 에너지 밀도, 낮은 자가방전 속도로 인한 비 메모리 효과, 높은 작동전압으로 다양한 전자기기뿐만 아니라 미래형 자동차산업 및 항공산업 분야에서도 점차 사용 빈도가 증가하고 있다. 현재 리튬 이차 전지의 음극물질로 널리 사용되고 있는 흑연의 경우 초기 용량 감소가 크고 이론적인 최대용량(372 mAhg-1, LiC6)이 낮다는 문제가 있어 다양한 대체물질의 연구가 진행되고 있다. 그 중에서도 Si는 Li과 반응하여 Li4.4Si합금을 형성하며 높은 이론용량을 갖고 상용화된 전지의 전압(~3.7 V)보다 0.3 V정도 밖에 낮지 않기때문에 재료의 개발과 함께 바로 사용화 할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 Si의 경우 금속 자체로 사용되는 경우 Li 이온이 삽입되어 Li4.4Si형성 시에 310%의 부피 팽창을 일으키게 되어 분쇄반응(pulverization)을 일으키고 충 방전에 따라 급격한 용량 감소를 야기한다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 RF 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 보다 간단한 방법으로 Si층 사이에 수 나노의 Al층을 삽입하여 Si 입자의 부피 팽창으로부터 오는 응력을 상쇄시켜 높은 방전 용량 특성과 우수한 수명 특성을 동시에 구현하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.23-23
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• 2009

CIGS 박막 태양전지는 제조단가가 낮고 박막 태양전지 중에서 변환효율이 가장 높아 발전 가능성이 큰 태양전지로 인식되고 있다. 이미 일본, 독일, 미국을 비롯한 선진국에서는 30-50 MW 급의 양산 라인이 구축되고 있어 2010년 이후에는 본격적인 상용화가 진행될 것으로 보인다. CIGS 광흡수층은 진공증발, 셀렌화, 나노입자, 전기도금등 다양한 방식으로 제조가 가능한데 이 중에서도 동시진공증발공정은 고효율 CIGS 박막 태양전지 제조에 적합하다. 본 연구에서는 동시진공증발법을 이용하여 CIGS 박막을 증착하였으며 소다회유리/Mo/CIGS/CdS/i-ZnO/n-ZnO/Al/AR 구조의 태양전지를 제조하였다. 기판온도 모니터링을 통한 Cu 이차상 조절 기술을 이용하여 결정립이 매우 큰 CIGS 박막을 증착하였으며 Ga/(In+Ga) 조성비의 조절을 통하여 밴드갭 에너지를 최적화하였다. 또한 QCM 장치를 활용하여 용액 속에서 성장되는 CdS 박막의 두께와 특성을 조절하였다. 이러한 공정최적화를 통하여 개방전압 0.65 V, 단락전류밀도 38.8 $mA/cm^2$, 충실도 0.74 그리고 변환효율 18.8% 의 CIGS 박막 태양전지를 얻었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.372-372
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• 2011

염료 감응형 태양전지는 상,하판 투명전극(TCO), 나노입자의 다공질 TiO2, 염료 고분자 층으로 구성된 광전극과 투명전극 및 백금(Pt) 박막으로 구성된 상대전극 그리고 두 전극 사이를 산화 환원용 전해질 용액으로 채우고 있는 구조이다. 이 구조에서 투명전극(TCO)은 재료비의 많은 부분을 차지하므로 제작비용 절감을 위한 TCO-less에 관한 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 TCO-less 염료 감응형 태양전지 제작을 위해 이중층 Ti 전극 구조를 제안하였다. 제작과정은 광조사 부분을 확보한 유리기판에 e-beam 증착법을 이용해 Ti 전극을 증착시킨 후 TiO2를 Ti전극과 일부 중첩하여 인쇄하고 그 위에 두 번째 Ti전극을 제작한다. 이중층 Ti전극 구조는 SEM, EIS 등의 분석장비를 사용하였고 기존 FTO 구조에 비해 단락전류밀도, 에너지 변환효율은 감소하였으나 직렬 내부저항이 약 27% 감소하여 fill factor가 28% 향상된 결과를 얻을 수 있었다.