• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.21 no.1 s.74
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• pp.59-63
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• 2007

The thin film of indium tin oxide (ITO) was prepared using the inclination opposite target type DC magnetron sputtering equipment onto the glass substrate at room temperature, using oxidized ITO with In2O3 and SnO2in a weight ratio of 9:1. The elastic modulus and hardness of the ITO thin films, prepared at different deposition conditions, were determined through anano-indentation experiment. The work pressure was varied from $2.6{\times}10-1\;to\;8.3{\times}10-1Pa$. The results show that the variation of work pressure during film deposition could vary significantly, according to the elastic modulus and hardness of the ITO thin films. It also can be seen that a minimum value exists in the film resistivity for the ITO thin films, prepared according to the variation of work pressure. However, the ITO film produced at room temperature had a microstructure in which a X ray diffraction peak is not clear, regardless of the work pressure.

• Transactions of Materials Processing
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• v.13 no.4
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• pp.374-381
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• 2004

In this study, the deformation behavior of semi-solid Al-Si alloy was investigated by nanoindenter as a part of the research on the surface crack behavior in thixoformed automobile component. The microstructure of semi-solid Al-Si alloy consists of primary and eutectic regions. In eutectic regions the crack initiation begins with initial fracture of the eutectic silicon particles and inside other intermetallic phases. Nano-deformation characteristics in the eutectic and primary phase of semi-solid aluminium alloy were investigated through the nano-indentation experiments and the AFM observation. In addition, mechanical properties of each region were investigated and compared with each other.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2003.04a
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• pp.1030-1035
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• 2003

The nanoimprint lithography technology makes higher density of semiconductor device and larger capacity of storage media. In this technology the induced damage while detaching polymer pattern from mold should be minimized. In order to analyze the problem, the basic knowledge of adhesion between the polymer and the mold is required. In this study a contact experiment of polyisobutylene specimen with spherical steel tip and polyisobutylene bead tip was conducted using nano indenter. During the contact experiment with various loading rate under load control the contact behavior of viscoelastic material was measured, i.e., the load and displacement between the tip and the specimen were measured. The data was analyzed by HBK model to obtain the stress intensity factor of contact edge and the contact radius as a function of time. Also the adhesion energies between steel/polyisobutylene and polyisobutylene/polyisobutylene were obtained employing the analysis of the crack of viscoelastic material by Schapery.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.255-255
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• 2012

DLC (Diamond Like Carbon) 박막은 높은 경도, 낮은 마찰계수, 내화학성 등의 우수한 트라이볼로지적 특성을 가지고 있기 때문에 다양한 산업분야에서 적용되고 있다. 하지만 강재에 대한 밀착력과 내열성은 단점으로 부각되어왔다. 이에 본 연구는 그런 단점을 보완하고자 PECVD(Plasmas Enhanced Chemical Vapor Deposition) 방법으로 DLC박막에 여러 가지 첨가원소(F,N,O)를 사용하여 증착시킨 후 그에 따른 기계적 특성을 평가하였다. DLC박막의 구조는 Raman Spectra을 통해, Sp3 (like diamond) peak와 Sp2 (like graphite) peak의 혼재 여부를 분석하였고, FE-SEM을 이용하여 막의 표면 및 단면을 관찰하였다. 스크래치 테스트를 통해 DLC박막의 밀착력을 측정하였으며, 볼 온 디스크 타입의 Tribo-meter을 이용하여 마찰계수 변화를 관찰하였다. 또한 나노인덴터를 이용하여 미소경도를 측정하였다. 그 결과 첨가원소에 따라 기계적 특성이 각각 다르게 나타났으며, DLC막이 가지고 있는 장점인 여러 분야에 적용시킬 수 있는 방안을 마련하고자 하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.272-273
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• 2015

DLC는 고경도, 화학적 안정성 및 고내식성, 내마모성 및 낮은 마찰계수로 인하여 여러 산업분야의 표면처리기술로 적용되고 있다. 하지만 DLC의 절연특성은 전기 산업 분야에 적용 한계가 있다. 이번 연구에서는 DLC를 연료전지 중 PEMFC(고체산화물 연료전지)의 금속 분리판 표면처리에 적용시키고자 하였으며, 높은 전도성과 고내식성의 Me-DLC박막 제작을 목표로 하였다. Cr을 Buffer layer로 하고 Cr과 DLC를 동시에 증착한 Cr-DLC 박막을 제작하였다. Cr-DLC코팅의 기계적 특성을 확인하기 위하여 나노인덴터를 이용하여 경도 및 탄성률을 측정하였으며, ball-on disk를 이용하여 마찰계수를 확인하였다. 각 샘플들의 전기전도성을 확인하기 위하여 4-point probe system을 이용하여 측정하였으며, 부식 저항 특성을 확인하기 위하여 1mole $H_2SO_4$ + 2 ppm HF 분위기의 전해질 내에서 동전위 분극시험을 통한 내식성 테스트를 하였으며, XPS를 통하여 Cr-DLC박막내의 구조적 특성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.188-189
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• 2015

본 연구에서는 저온에서 증착이 가능한PECVD법을 이용하여 아르곤 가스 및 아세틸렌 가스 비율에 따른 기계적 구조적 특성 확인을 확인 후 공정압력 변화 실험을 통하여 DLC코팅의 특성을 확인하였다. 기계적 특성을 확인하기 위하여 나노인덴터를 이용하여 경도 및 탄성률을 측정하였으며, ball-on disk를 이용하여 마찰계수를 확인하였다. 각 샘플들의 부식 저항 특성을 확인하기 위하여 $1mole\;H_2SO_4+2ppm\;HF$ 분위기의 전해질 내에서 동전위 분극시험을 통한 내식성 테스트를 하였으며, 구조적 특성은 라만분광법을 이용하여 박막내의 sp3와 sp2 bond의 비율 변화를 확인하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.20 no.6
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• pp.456-460
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• 2011

Recently, the size of currently-researched components and devices reduces nano-scale. Thus, it is important and emphasizes the analyses of physical properties in nano scale. Especially, the mechanical properties are not over micro-scale components but nano-scale components with different characteristics that has been reported. However, most analytical methods for currently studying in nano-scale are related to spectroscopy and electronics, affected the limitation of viewing size that these methods give only average information. In this research, the representative nanotribology analyses, nano-indenter study the physical and mechanical properties of W-N thin film for nano region and nano depth within nano-scale that the thickness of W-N diffusion barrier has less than tens of nanometers. The Scanning probe microscopy (SPM) study the surface image. From these results, the hardness of W-N thin film underneath the nano-surface decreased from 57.67 GPa to 9.1 GPa according to the increase of nitrogen gas flow. The elastic modulus of W-N thin film underneath the nano-surface also decreased from 575.53 GPa to 178.1 GPa.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.315-316
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• 2012

반도체와 금속배선의 확산을 방지하기 위한 확산방지막의 필요성이 대두되고 있으며, 이에 대한 연구는 많은 연구 그룹에서 진행중에 있다. 하지만 이러한 연구의 대부분은 전기적, 결정학적 특성에 대하여 안전성 및 재료학적 연구에 국한되어 진행되어졌다. 본 연구그룹은 텅스텐(W)을 질화시킨 W-N 확산방지막에 대하여 연구를 진행하였고, 역시 결정학적 특성에 대한 열적인 안전성을 주로 연구하였으나, 본 연구에서는 W-N 박막의 나노영역에 대한 기계적 특성 평가에 주안점을 두어 W-N 박막의 stress를 nano-indenter 기법을 이용하여 측정하고자하였다. 특히 공정시간의 단축 효과 등의 이유로 박막의 두께를 감소시키는 현재 추세에 맞춰 더 얇은 W-N 확산방지막을 제작하였으며, 이에 대한 분석을 실시하였다. W-N 확산방지막은 Ar(Argonne), $N_2$ (nitrogen) 총유량을 40 sccm으로 고정하여, 질소 유입 조건을 0, 0.5, 1 sccm 으로 변화시켜 Si (silicon) (100) 기판 위에 rf (radio-frequency) magnetron sputter를 이용하여 증착하였다. 이때 W-N 박막의 두께를 30, 100 nm로 달리하여 증착하였으며, 증착된 박막은 질소 분위기 $600^{\circ}C$에서 30분간 열처리하였다. 증착된 시료는 nano-indent를 통하여 표면으로부터 10 nm 부근의 극 표면 물성을 측정하였다. 측정 결과, $N_2$ 가스의 유량을 0.5 sccm 흘려주면서 증착한 W-N 박막이 $N_2$가스를 흘려주지 않은 W 박막과 비교하여 압축응력을 덜 받아 비교적 열에 대하여 안정적임을 확인하였다. 또 30 nm 두께의 W-N 박막이 100 nm 두께의 W-N 박막보다 더 기계적으로 안정적인 상태임을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.225-225
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• 2012

DLC (Diamind-Like Carbon) 코팅은 1970년대 이온주입기술을 통하여 개발된 것이 처음으로 알려져 있으며, 다이아몬드 구조인 SP3 구조와 그라파이트 구조인 SP2 구조가 혼재되어 있으면서 제조 방법에 따라 수소와 Si 및 다양한 금속을 내재시킬 수 있는 코팅 물질이다. DLC는 높은 경도, 내마모성, 윤활성, 표면조도 등 뛰어난 기계적 특성과 전기절연성, 화학적 안정성 그리고 높은 광학적 투과성을 가져 산업적 활용 잠재력이 높은 재료로 평가되고 있으며, 이외에도 낮은 공정 온도에서 증착할 수 있고, 고경도와 낮은 마찰계수를 가지고 있는 장점이 있다. 그러나, DLC가 열적으로 불안정하기 때문에 사용되는 환경이 $500^{\circ}C$ 이상이 되면 DLC는 자체의 성질을 잃고 거의 흑연에 가까운 물질이 되어버리는 문제가 있고, 또한 높은 압축응력과 기재와의 낮은 밀착력이 단점으로 나타나고 있다. 이에 본 연구는 그런 단점을 보완하고자 PECVD (Plasmas Enhanced Chemical Vapor Deposition) 방법으로 DLC박막에 여러 가지 첨가원소(F,Si,0)를 사용하여 증착시킨 후 400, 500, $600^{\circ}C$에서 1시간동안 열처리를 진행하였으며, 그에 따른 내열 특성을 평가하였다. 또한 염수분무 테스트를 통한 박막의 내식 특성을 평가하였다. DLC박막의 구조는 Raman Spectra을 통해, Sp3 (like diamond) peak와 Sp2 (like graphite) peak 의 혼재 여부를 분석하였고, FE-SEM을 이용하여 막의 표면 및 단면을 관찰하였다. 스크래치 테스트를 통해 DLC박막의 밀착력을 측정하였으며, 볼 온 디스크 타입의 Tribo-meter을 이용하여 마찰계수 변화를 관찰하였다. 또한 나노인덴터를 이용하여 미소경도를 측정하였다. 그 결과 일반 DLC 막에 비해 첨가원소가 함유된 DLC 박막에서 내식성 및 내열특성이 향상되었다.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.47 no.1
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• pp.33-38
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• 2014

Nanoindentater tests were conducted to conducted nanoindentation microhardness of the individual phase of ferrite and martensite of 680MPa dual-phase (DP) steel charged with hydrogen. Hydrogen was charged by electrochemical method with current densities of 150, $200mA/cm^2$ for charging times of 5, 10, 25, 50 hours, respectively. Nanoindenter test results showed that the nanoindentation microhardnesses of ferrite phase of DP steel were varied from min. 1.58 GPa to max. 2.82 GPa, and the nanoindentation microhardnesses of martensite phase varied from min. 3.19 GPa to max. 5.16 GPa with the variation of hydrogen charging conditions. It was observed that the variations of the nanoindention microhardnesses of martenstie phase were higher than those of ferrite phases. It was thought that martensite phase in the 680MPa DP steel was more sensitive than ferrite phase to hydrogen embrittlement.