• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1994.10a
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• pp.24-25
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• 1994

고분자 분리막을 통한 메탄과 이산화탄소의 분리는 천연가스에서 불순물로 작용하는 이산화탄소를 분리시켜 천연가스의 순도를 향상시키는데 활용할 수 있으며, 바이오가스나 제철소 폐가스로부터의 이산화탄소의 분리, enhanced oil revovery 공정에서의 이산화탄소의 분리, 그리고 지구 온난화의 원인이 되는 대기중의 이산화탄소 농도의 감소등에서 활용될수 있다. 이러한 분리막 공정은 여러 혼합기체에 대해 단순하고 간편하며 에너지 소비가 적다는 장점에 의해 기체분리에 효과적이고 응용성있는 공정으로 대두되고 있는데, 그 중에서도 분리막의 투과도(Permeability)와 선택도(Selectivity)를 동시에 높일수 있는 새로운 막재료의 개발에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이를 위해 고분자 구조를 화학적으로 변화시키는데, 이 경우에는 고분자의 구조 변화와 투과특성간의 관계를 밝히는 것이 매우 중요하다.

• Membrane Journal
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• v.26 no.4
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• pp.239-252
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• 2016

Two-dimensional materials offer unique characteristics for membrane applications to water technology. With its atomic thickness, availability and stackability, graphene in particular is attracting attention in the research and industrial communities. Here, we present a brief overview of the recent research activities in this rising topic with bringing two membrane architecture into focus. Pristine graphene in single- and polycrystallinity poses a unique diffusion barrier property for most of chemical species at broad ambient conditions. If well designed and controlled, physical and chemical perforation can turn this barrier layer to a thinnest feasible membrane that permits ultimate permeation at given pore sizes. For subcontinuum pores, both molecular dynamics simulations and experiments predict potential salt rejection to envisage a seawater desalination application. Another novel membrane architecture is a stack of individual layers of 2D materials. When graphene-based platelets are chemically modified and stacked, the interplanar spacing forms a narrow transport pathway capable of separation of solvated ions from pure water. Bearing unbeknownst permeance and selectivity, both membrane architecture - ultrathin porous graphene and stacked platelets - offer a promising prospect for new extraordinary membranes for water technology applications.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.05a
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• pp.208-210
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• 2009

5성분계 Ti-Al-Si-C-N 코팅막은 하이브리드 코팅 시스템을 사용하여 실리콘 (Si) 웨이퍼와 SUS 304 기판위에 합성되었다. 본 연구에서는 Si 첨가에 의해 Ti-Al-Si-C-N 코팅막의 미세구조와 기계적 특성의 변화를 체계적으로 조사하였다. Si 함량이 증가됨에 따라 Ti-Al-Si-C-N 코팅막의 미세구조는 주상정에서 나노복합체를 가지는 미세구조로 변화하였다. 나노복합체의 고유한 특성에 의하여 미소경도는 약 56GPa로 증가하였고, Si가 증가함에 따라 평균 마찰계수도 크게 줄어들었다.

• The Korean Journal of Zoology
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• v.37 no.2
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• pp.203-212
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• 1994

별불가사리 난자형성 중 난모세포(직경 7-l7O Um) 표면의 구조적 변화를 투과 전자현미경으로 관찰하였다. 직경 25-855 Um의 난모세포에서 'endocvtosis'와 관련된 구조인 coated pit, coated vesicle과 내포소낭이 존재하였으며. 내포소낭은 난황립과 융합하였다. 특히, 이러한 융합은 직경 130-155 Um의 난모세포에서 많이 관찰되었다 난자형성 초기에 난모세포의 미세융모는 세포막을 따라 무질서하게 분포하고. 인접한 세포와 맞닿아 있었다. 직경 15 Um에서 65 Um에 이르는 난모세포는 세포막 부위에 따라서 미세융모의 굵기와 길이, 그리고 형태가 다르게 나타났고, 직경 100 Um 이상의 난모세포에서는 잘 발달된 미세음모가 난뢍층에 존재하였다 여포세포로부터 나온 돌기는 직경 7 Um의 난모세포와 난자형성 후기의 난모세포에서 난황층을 윤고 세포막과 닿아 'junctional complex'를 형성하였다. 이와같은 난모세포 표면의 다양한 구조적 변화는 난모세포의 세포막을 통한 물질투과 기능의 분화와 관련이 있을 것으로 생각된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2013.05a
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• pp.146-147
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• 2013

본 연구에서는 탄산칼슘을 대면적의 막으로 형성하고, 그 결정구조를 제어하기 위해 제작된 합성용액 중 염(NaCl)의 첨가에 의한 Ca이온의 농도변화가 탄산칼슘 결정구조 변화에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 제작된 탄산칼슘 막은 SEM, EDS 및 XRD를 통해서 분석되었으며, 시간 별 탄산칼슘 막의 제작 및 분석을 통해서 결정구조 변화의 메커니즘을 규명하고자 하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.37-37
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• 2008

고온에서 안정적인 DLC막을 성막하기 위해 PECVD공정에서 실리콘을 첨가하여 제조하였다. 기존의 실리콘첨가 DLC막과는 다르게 고온에서 생성됨으로 마이크로 클러스터 형태의 DLC구조로서 disordered 영역이 넓게 존재하고 있어 I(D)/I(G)비에서의 변화가 있는 것이 관찰되었다. 실리콘 양이 증가할수록 값이 낮아지는 것이 관찰되는데 이는 실리콘량이 증가하면서 수소의 위치에 실리콘이 결합하면서 sp3 단일구조형태의 코팅 막을 만드는 것이 관찰된다. 고온 어닐링효과로 내부구조에서 다량의 sp2구조가 관찰되는 것으로서 DLC막이 어느 정도 흑연화되지만, 실리콘이 SiC에서 SiOx로 $SiO_2$와 SiOH막으로 바뀌는 면서 마찰계수가 낮은 DLC막을 유지할 것으로 기대되며, XPS와 FT-IR분석에 의해 이러한 상들의 존재를 관찰할 수 있었다. 특히 공정상 TMS이 증가하면 첨가된 Si에 의해 형성되는 막이 초기부터 OH기를 다량 포함하고 있는 것을 알 수 있었고, 온도 상승에 의해서 실리콘표층에 더욱 많은 SiOx계열의 물질이 생성되는 것이 명확하게 발견되었다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1992.10a
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• pp.13-14
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• 1992

고분자막을 이용한 분리공정에서 본질적으로 요구되는 성능은 우수한 선택도와 투과속도인데, 이러한 특성들은 막의 화학구조 및 막의 두께 등에 의하여 영향을 받는다. 따라서 선택투과기체와 친화성이 좋은 물질을 박막화하여 제조한다면 분리막으로 우수한 성능을 지닐 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.87-87
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• 1999

본 연구에서는 Pulsed Laser Deposition(이하 PDL)방법을 이용하여 Si기판에 (Ba,Sr)TiO3(이하 BST)박막을 MFS-FET(Metal-Ferroelectric-Semiconductor Field-effect Transistor)구조로 제조하였으며 BST박막의 강유전성이 BST 박막에 유도되는 응력에 어떤 영향을 받는지 살펴보았다. 본 연구에서는 완충막을 사용함으로써 BST박막과 완충막간의 격자부정합을 이용하여 BST박막에 강유전성을 유도하려고 하였다. 또한 MFS-FET구조의 BST박막에 유도되는 응력조절을 위하여 BST박막과 완충막의 두께를 변화하였으며 XRD를 통한 구조 분석 및 C-V test를 통한 전기적 특성을 관찰을 하였다. PLD법을 통해서 epitaxial 성장된 BST 박막에서는 Si에 epitaxial 성장된 완충막과의 격자부정합에 의한 BST박막내의 자발분극의 발생이 예상된다. 따라서, 본 연구는 강유전체의 자발분극에 의하여 발생되는 C-V 이력현상이 BST박막과 완충막과의 격자부정합에 의한 응력에 의해 발생될 것으로 예상하여, BST 박막에 유도되는 응력과 C-V 이력현상의 관계를 통하여 상온에서 상유전성을 갖는 BST가 응력에 의하여 어느 정도의 강유전성을 나타내는지를 밝히기 위해 진행되었다. 본 연구에서 사용된 완충막은 YSZ(Yttria Stabilized Zirconia)박막으로 0.4mTorrO2 분위기 하에서 600~80$0^{\circ}C$의 온도에서 증착하여 상형성을 살펴보았고 $700^{\circ}C$에서 epitaxial 성장을 확인하였으며 두께는 30~$\AA$으로 변화하였다. 또한 BST박막은 완충막과의 전압분배를 고려해 300~2000$\AA$으로 두께를 변화를 시키며 증착하였다. MFS 구조에서 Al 전극을 사용하여 완충막과 BST박막간의 두께 변화에 따른 Capacitance - Voltage(C-V) 측정을 하였으며 이를 통하여 강유전상의 특성인 C-V 이력현상을 관찰하였다. 그 결과 YSZ 박막에서는 C-V 이력현상이 나타나지 않았으며 BST 박막에서는 약 1.2V의 C-V이력현상이 보였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.114-114
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• 1999

Boron nitride (BN)는 매우 뛰어난 물리적, 화학적 성질을 가지고 있는 재료로 많은 연구가 진행되고 있다. hexagonal 형태의 hBN의 경우 큰 전기 저항과 열 전도도를 가지고 있고 열적 안정성을 가지고 있어 반도체 소자에서 절연층으로 쓰일 수 있다. 또한 X-ray와 가시광선을 투과시키기 때문에 X-ray와 가시광선을 투과시키기 때문에 X-ray lithography이 mask 기판으로 사용될 수 있다. Boron-carbon-nitrogen (BCN) 역시 뛰어난 기계적 성질과 투명성을 가지고 있어 보호 코팅이나 X-ray lithography에 이용될 수 있다. 또한 원자 조성이나 구성을 변화시켜 band gap을 조절할 수 있는 가능성을 가지고 있기 때문에 전기, 광소자의 재료로 이용될 수 있다. 본 연구에서는 여러 합성 조건 변화에 따른 hBN 막의 합성 거동을 관찰하고, 카본 농도변화에 따른 BCN 막의 기계적 성질과 구조의 변화, 그리고 실리콘 첨가에 의한 물성 변화를 관찰하였다. BN박막은 실리콘 (100) 기판 위에 r.f. plasma assisted CVD를 이용하여 합성하였다. 합성 압력 0.015 torr, 원료 가스로 BCl3 1.5 sccm, NH3 6sccm을 Ar 15 sccm을 사용하여 기판 bias (-300~-700V)와 합성온도 (상온~50$0^{\circ}C$)를 변화시켜 BN막을 합성하였다. BCN 박막은 상온에서 기판 bias를 -700V로 고정시킨 후 CH4 공급량과 Ar 가스의 첨가 유무를 변화시켜 합성하였다. 또한 SiH4 가스를 이용하여 실리콘을 함유하는 Si-BCN 막을 합성하였다. 합성된 BN 막의 경우, 기판 bias와 합성 온도가 증가할수록 증착속도는 감소하는 경향을 보여 주었다. 기판 bias와 합성온도에 따른 구조 변화를 SEM과 Xray로 분석하였다. 상온에서 합성한 경우는 표면형상이 비정질 형태를 나타내었고, X-ray peak이 거의 관찰되지 않았다. 합성온도가 증가하게 되면 hBN (100) peak이 나타나게 되고 이것은 합성된 막이 turbostratic BN (tBN) 형태를 가지고 있다는 것을 나타낸다. 50$0^{\circ}C$의 합성 온도에서 기판 bias가 -300V에서 hBN (002) peak이 관찰되었고, -500, -700 V에서는 hBN (100) peak만이 관찰되었다. 따라서 고온에서의 큰 ion bombardment는 합성되는 막의 결정성을 저해하는 요소로 작용한다는 것을 확인 할 수 있었다. 합성된 BN 막은 ball on disk type의 tribometer를 이용하여 마모 거동을 관찰한 결과 대부분 1이상의 매우 큰 friction coefficient를 나타내었고, nano-indenter로 측정한 BN막의 hardness는 매우 soft한 막에서부터 10 GPa 정도 까지의 값을 나타내었고, nano-indenter로 측정한 BN 막의 hardness는 매우 soft한 막에서부터 10GPa 정도 까지의 값을 가지며 변하였다. 합성된 BCN, Si-BCN 막은 FT-IR, Raman, S-ray, TEM 분석을 통하여 그 구조와 합성된 상에 관하여 분석하였다. FT-IR 분석을 통해 B-N 결합과 C-N 결합을 확인할 수 있었고, Raman 분석을 통하여 DLC의 특성을 분석하였다. 마모 거동에서는 BCN 막의 경우 0.6~0.8 정도의 friction coefficient를 나타내었고 Si-BCN 막은 0.3이하의 낮은 friction coefficient를 나타내었다. Hardness는 carbon의 함유량과 Ar 가스의 첨가 유무에 따라 각각을 측정하였고 이것은 BN 막 보다 향상된 값을 나타내었다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1991.04a
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• pp.35-37
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• 1991

무기 분말과 고분자 용액을 함께 습식방사하여 제조된 중공사를 소결하여 이방성 구조를 갖는 Alumina 와 Alumina/Silica 중공사막을 제조 하였다. 중공사 제조 용액의 조성과 소결 온도에 따른 다공성 지지체막의 기공도 및 미세구조를 Mercury Porosimeter와 Surface Analyzer(Autosorb-1)를 이용하여 살펴 보았다. 무기 분말(Alumina, Silica)이 충진된 고분자 용액의 적정한 조성에 따라 소결 후에도 이방성 구조를 유지할 수 있었고 방사 조건에 따라서도 양쪽지상구조, 한쪽지상구조, 또는 망사구조를 가지고 있으며 제조시 소결 온도에 따라 기체 투과도가 감소 하였다. 다공도는 소결 온도가 증가함에 따라 급격히 줄어들고 있으나 평균 기공의 크기는 약간 증가 하였다. 전체적으로 투과 실험 조건하에서 기체 투과가 knudsen flow 특성을 나타내었다.