• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.402.2-402.2
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• 2014

과학과 기술이 발전할수록 나노크기를 넘어서 나노 크기미만의 관찰 분해능과 가공능력이 필수로 요구되어 측정장비와 가공장비의 연구 및 개발이 매우 중요하다. 현재는 주사전자현미경과 투과전자현미경의 발달로 나노크기 이하의 이미징 분해능에는 도달하였지만, 전자 입자의 가벼운 무게 때문에 가공측면에서는 한계를 가지고 있다. 또한 지난 수십 년간 정밀가공에 사용된 갈륨이온 LMIS(Liquid Metal Ion Source)기반의 집속이온빔 시스템은 수십 nm의 가공정밀도를 가지지만 10 nm 미만의 가공정밀도까지 구현하기에는 현재 기술적인 한계로 힘들다. 나노크기 이하의 이미징 분해능과 수 nm의 가공정밀도를 갖는 이온현미경이 최근에 상용화되어 판매되고 있는데, 이 이온 현미경에 사용되는 것이 가스장 이온원(GFIS:Gas Field Ionization Source)이다. 가스장 이온원은 작은 발산각, 작은 가상 이온원 크기 그리고 좁은 에너지 퍼짐의 특징을 가지며 이에 따라 구면수차 및 색수차에도 둔감한 특징을 가지고 있다. 또한 LMIS 는 갈륨이온이 시편속에 파고들어 시편의 물질 특성이 변화되는 문제가 있지만, GFIS에서는 주로 He, Ne 와 같은 불활성 기체를 주로 사용하므로 시편과 반응을 최소화 할 수 있는 장점도 있다. 위와 같은 특징을 갖는 이온빔을 GFIS 로 생성하고 이온현미경에 사용하기 위해서는 이온빔이 팁의 단원자 내지 수 개 정도의 원자에서 생성되도록 해야 한다. 본 연구에서는 GFIS 의 원리를 소개하고 장(전계)이온현미경(Field Ion Microscope)실험을 통하여 GFIS기반으로 생성된 이온빔의 형상을 보여준다. 또한 높은 각전류밀도 구현을 위하여 질소가스 에칭으로 텅스텐 팁 끝 단원자에서만 이온빔을 생성하고, 각전류 밀도 계산과 안정도 실험결과로 본 연구에서 개발한 이온원이 이온총으로서의 이온현미경 적용 가능성에 대해 보여준다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.16 no.5
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• pp.366-370
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• 2007

Nano-scopic holes which are distributed densely and uniformly were fabricated on $SiO_2$ surface. Self-assembling resists were used to produce a layer of uniformly distributed parallel poly methyl methacrylate (PMMA) cylinders in a polystyrene (PS) matrix. The PMMA cylinders were degraded and removed by acetic acid rinsing. Subsequently, PS nanotemplates were fabricated. The patterned holes of PS template were approximately $8{\sim}30\;nm$ wide, 40 nm deep, and 60 nm apart. The porous PS template was used as a dry etching mask to transfer the pattern of PS template into the silicon oxide thin film during reactive ion etching (RIE) process. The sizes of the patterned holes on $SiO_2$ layer were $9{\sim}33\;nm$. After pattern transfer by RIE, uniformly distributed holes of which size were in the range of $6{\sim}22\;nm$ were fabricated on Si substrate. Sizes of the patterned holes were controllable by PMMA molecular weight.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.25 no.4
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• pp.315-321
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• 2012

In this study, a sequential multiscale homogenization method to characterize the effective thermal conductivity of nano particulate polymer nanocomposites is proposed through a molecular dynamics(MD) simulations and a finite element-based homogenization method. The thermal conductivity of the nanocomposites embedding different-sized nanoparticles at a fixed volume fraction of 5.8% are obtained from MD simulations. Due to the Kapitza thermal resistance, the thermal conductivity of the nanocomposites decreases as the size of the embedded nanoparticle decreases. In order to describe the nanoparticle size effect using the homogenization method with accuracy, the Kapitza interface in which the temperature discontinuity condition appears and the effective interphase zone formed by highly densified matrix polymer are modeled as independent phases that constitutes the nanocomposites microstructure, thus, the overall nanocomposites domain is modeled as a four-phase structure consists of the nanoparticle, Kapitza interface, effective interphase, and polymer matrix. The thermal conductivity of the effective interphase is inversely predicted from the thermal conductivity of the nanocomposites through the multiscale homogenization method, then, exponentially fitted to a function of the particle radius. Using the multiscale homogenization method, the thermal conductivities of the nanocomposites at various particle radii and volume fractions are obtained, and parametric studies are conducted to examine the effect of the effective interphase on the overall thermal conductivity of the nanocomposites.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.60 no.3
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• pp.407-413
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• 2022

This study demonstrates a method for synthesis of amine functionalized and easily size controllable silica nanoparticles through biomimetic polyamine complex. First, we generate a polyamine nanocomplex composed of polyallylamine hydrochloride (PAH) and phosphate ion (pi) to synthesize silica nanoparticles. The size of polyamine nanocomplex is reversibly adjusted within the range of about 50 to 300 nm according to the pH conditions. Amine groups of the PAH in the nanocomplex catalyzes the condensation reaction of silicic acid. As a results, silica nanoparticles are synthesized based on nanocomplex in a very short time. Finally, we synthesize silica nanoparticles with various sizes according to the pH conditions. In the process of synthesizing silica nanoparticles, polyamine chains that act as catalysts are incorporated into the inside and surface of the particles, subsequently, amine groups are exposed on the surface of silica nanoparticles. As a results, the synthesis and surface modification of silica nanoparticles are performed simultaneously, and the silica nanoparticles introduced with amine groups can be easily synthesized by adjusting the sizes of the silica nanoparticles. Finally, we demonstrate the synthesis of functional silica nanoparticles in a short time under milder conditions than the conventional synthetic method. Furthermore, this method can be applicable to bioengineering and materials fields.

• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2002.04b
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• pp.45-45
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• 2002

나노미터 크기의 결정립을 가지는 나노분말 및 나노복합분말의 제조와 특성에 관한 연구가 매우 활발하다. 나노복합분말의 제조방법에는 기상증발후 응축법, 화학응축법, 기계적합금법 등이 있으나, 고순도 및 균일한 크기분포의 분말과 응집되지 않은 분말의 제조 조건을 가장 잘 만족하는 방법은 화학기상응축법(Chemical Vapor Condensation; CVC)이다. 본 연구그룹 에서는 CVC밤법으로 이용하여 공구/금형재료에 가장 많이 사용되는 WC/Co 합금의 결정립을 n nm크기로 극미세화고자하는 연구을 진행하고 있다. 본 연구에서는 이들 WC/Co합금제조시 가장 중요한 출발분말인 나노크기 WC 분말의 제조와 그 특성에 관하여 연구하고자 하였다. 나노미터 WC분말을 제조하기 의한 전구체는 고상의 금속유기물인Tungstenhexacarbonyl$(W(CO)_6)$ 을 사용하였다. 수평관상로을 반응기로 사용하였으며, 노내의 온도을 500-110$0^{\circ}C$로 변화시 키면서 WC 분말을 합성하였다. 반응기 및 포집기 내부를 대기분위기, 상압의 Ar분위기, 진공 분위기로 변화시켜 압력 및 분위기의 영향을 조사하였다. 포집기는 상온 및 액체질소로 냉각 한 Chiller을 사용하였다. 형성분말의 상분석은 XRD로 조사하였으며, 형태 및 결정립크기는 TEM로 분석하였다. 반응온도 600 -1 OOO$^{\circ}C$의 온도범위에서 검은색의 WC 분말이 제조되었다. XRD 분석의 결과 로 제조된 분말은 상온에서 준안정상인 Hexagonal 구조의 $\gammar-WC_{1-x}$ 상이였으며, TEM 분석결 과 상압하에서는 약 30nm이하의 WC분말이 제조되었으며, 그 형태는 둥근 4각형의 모양을 지녔다. 감압하에서 진행한 경우 결정립의 크기는 8nm이하를 가졌다.곤가스로 산화를 방지하였고, 냉매로는 질소가스를 이용하였다. 제조된 분말을 기ㅖ적 분급법을 이용하여 분급하였고, 냉매로는 질소가스를 이용하였다. 제조된 분말을 기계적 분급ㅂ법을 이용하여 분급하였고, 압출에 이용된 분말은 250$\mu\textrm{m}$이하의 크기를 사용하였다. 또한 분말제조과정 중 형성되는 표면산화층을 제거하기 위하여 36$0^{\circ}C$에서 4시간동안 수소 환원처리를 행하였다. 제조된 분말은 열간 압출을 위하여 Aㅣcan에 넣고 냉간성형체를 만들고, 진공처리를 한 후 밀봉하여 탈가스처리를 하였다. 압출다이는 압출비가 각각 28:1과 16:1인 평다이(9$0^{\circ}C$)를 사용하여 각각 내경이 9, 12cm이고, 길이가 50, 30cm인 압출재를 제조하였다. 열간압출한 후의 미세조직을 광학현미경으로 압출방향에 평행한 방향과 수직방향으로 관찰하였고, 열간 압출재 이방성을 검토하기 위하여 X선 회절분석을 실실하여 결정방위를 확인하였다. 전기 비저항 및 Seebeck 계수 측정을 위하여 각각 2$\times$2$\times$10$mm^3$ 그리고 5$\times$5$\times$10TEX>$mm^3$ 크기의 시편을 준비하였다.준비하였다.전류를 구성하는 주요 입자의 에너지 영역(75~l13keV)에서 가장 높은(0.80) 상관계수를 기록했다. 넷째, 회복기 중에 일어나는 입자들의 유입은 자기폭풍의 지속시간을 연장시키는 경향을 보이며 큰 자기폭풍일수록 현저했다. 주상에서 관측된 이러한 특성은 서브스톰 확장기 활동이 자기폭풍의 발달과 밀접한 관계가 있음을 시사한다.se that were all low in two aspects, named "the Nonsign

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.15 no.2
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• pp.221-227
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• 2015

The polarization characteristics of nano-scale grating-assisted polarization-insensitive coupler (GA-PIC) consisted of double sandwiched rib-type layers are evaluated in detail by using modal transmission-line theory (MTLT) based on equivalent network. To obtain the polarization-insensitive condition of GA-PIC, the coupling lengths as a function of the refractive index and thickness of sandwiched rib-type layer as well as the grating thickness and period are analyzed for quasi-TE and quasi-TM modes. The numerical results show that the GA-PIC with hundreds of nanometer scale is realized by properly choosing structural and material parameters of double sandwiched layers and grating.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.149-149
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• 2013

반도체 공정 및 디스플레이 공정에서 발생하는 오염입자는 공정 불량을 일으키는 가장 큰 인 중의 하나이며, 수십 나노에서 수 백 나노의 크기를 갖는다. 최근 반도체 산업이 발전함에 따라 회로의 선폭이 점차 감소하고 있으며 오염입자의 임계 직경(critical diameter) 또한 작아지고 있다. 또한 디스플레이 산업에서는 패널이 대형화되고 공정이 발달함에 따라 입자에 의한 패널 오염이 이슈가 되고 있는 실정이다. 현재 반도체 및 디스플레이 산업에서 사용되는 측정방법으로는 레이저를 이용하여 공정 후 표면에 남아있는 오염입자를 측정하는 ex-situ 방법이 주를 이루고 있다. Ex-situ 방법을 이용한 오염입자의 제어는 웨이퍼 전체를 측정할 수 없을 뿐만 아니라 실시간 측정이 불가능하기 때문에 공정 모니터링 장비로 사용이 어려우며 오염입자와 공정 간의 상관관계 파악에도 많은 제약이 따르게 된다. 이에 따라 저압에서 in-situ 방법을 이용한 실시간 오염입자 측정 기술 개발이 요구되고 있다. 또한 입자의 크기 뿐 아니라 성분과 형상까지 측정할 수 있는 장치의 개발 요구가 높아지고 있는 실정이다. 이를 위해 입자의 크기 및 분포를 측정할 수 있는 Particle Beam Mass Spectrometer (PBMS)와 형상을 측정할 수 있는 Scanning Electron Microscope (SEM)의 기능을 통합하여 실시간으로 나노입자의 복합특성(크기, 성분, 형상)을 측정할 수 있는 장치를 개발하였다. 또한 기존 장치들의 문제점 중 하나가 실시간으로 교정이 불가능하다는 것이었는데 이 장치의 경우 실시간으로 측정되는 결과의 조합으로 실시간 교정까지도 가능한 장점을 가지고 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.213.2-213.2
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• 2015

모바일 기기의 성장세로 인해 낸드 플래시 메모리에 대한 수요가 급격히 증가하면서 높은 집적도의 소자에 대한 요구가 커지고 있다. 그러나 기존의 MOSFET 구조의 소자는 비례 축소에 의한 게이트 누설 전류, 셀간 간섭, 단 채널 효과 같은 여러 어려움에 직면해 있다. 특히 트윈 실리콘 나노 와이어 전계 효과 트랜지스터 (TSNWFETs)는 소자의 크기를 줄이기 쉬우며 게이트 비례 축소가 용이하여 차세대 메모리 소자로 각광받고 있다. 그러나 TSNWFETs의 공정 방법과 실험적인 전기적 특성에 대한 연구는 많이 이루어 졌지만, TSNWFETs의 전기적 특성에 대한 이론적인 연구는 많이 진행되지 않았다. 본 연구는 직경의 크기가 다른 나노 와이어를 사용한 TSNWFETs의 전기적 특성에 대해 이론적으로 계산하였다. TSNWFETs과 실리콘 나노 와이어를 사용하지 않은 전계 효과 트랜지스터(FET)를 3차원 시뮬레이션 툴을 이용하여 계산하였다. TSNWFETs와 FETs의 드레인 전류와 문턱전압 이하 기울기, 드레인에 유기된 장벽의 감소 값, 게이트에 유기된 드레인 누설 전류 값을 이용하여 전류-전압 특성을 계산하였다. 이론적인 결과를 분석하여 TSNWFETs의 스위칭 특성과 단 채널 효과를 최소화하는 특성 및 전류 밀도를 볼 수 있었으며, 나노 와이어의 직경이 감소하면 증가하는 드레인에 유기된 장벽의 감소를 볼 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.414-414
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• 2009

나노스피어 리소그래피는 기존의 리소그래피 방법에 비해 나노 크기 패턴을 제작하는데 공정이 간단하며 재현성있게 대면적에 패터닝이 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 Vertical LED(V-LED)의 External quantum efficiency 향상을 위하여 나노스피어 리소그래 피를 이용하여 V-LED의 n-GaN 표면을 패터닝을 하였다. n-GaN 위에 Sputter를 이용하여 $SiO_2$를 증착 후 나노스피어를 스핀 코팅을 이용하여 단일막을 형성하였다. 그 후, 반응성 이온 식각 장치를 이용하여 나노스피어의 크기를 조절하고 $SiO_2$층을 식각하였다. 다음과 같은 공정 후 $SiO_2$층을 Mask층으로 하여 n-GaN 표면을 식각하였다. 실험 결과 나노스피어 리소그래피를 이용하여 V-LED의 External quantum efficiency 향상을 위한 n-GaN 표면의 패턴 제작이 가능함을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2013.05a
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• pp.161-161
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• 2013

본 연구에서는 백금 나노입자의 크기, 형상, 분포도에 따른 전기 화학적 효율을 평가하기 위해 계면활성제 농도를 달리하여 백금 나노입자를 합성하였다. 계면활성제로는 CTAB(cetyltrimethylammonium bromide)이 사용되었으며, 0.5 mM의 $H_2PtCl_6$의 백금 염을 환원시키기 위하여 유체 플라즈마 공정을 이용하였다. 공정 시간은 UV-vis 스펙트럼 결과를 토대로, 262 nm의 파장대에서 관찰된 LMCT(ligand-to-metal charge transfer) peak이 사라지는 시간을 기준으로 하여 공정을 진행하였다. 합성된 나노입자는 순환 전류-전압곡선(CV), TEM이미지와 XRD 분석을 이용하여 전기화학적 특성, 입자의 평균 크기 및 형상 변화를 비교 분석 하였다. 그 결과 CTAB을 넣지 않은 백금나노입자의 경우, CTAB을 넣고 제조한 백금 나노입자와는 달리 구의 형태로 뭉쳐있음을 관찰하였고, 이러한 백금 나노입자의 구조는 보다 높은 전기화학적 활성 특성을 가짐을 보였다.