• 한국자기학회지
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• 제9권2호
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• pp.111-120
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• 1999

RF-마그네트론 스퍼터법으로 제조된 200~1200$\AA$의 Co82Zr6Mo12박막을 회전자장 중에서 열처리할 때 박막의 미세구조 및 표면형상의 변화에 따른 전자기적 특성을 조사하였다. 박막의 두께가 증가할수록 보자력은 감소하는 경향을 보였으나, 포화자화 값의 변화는 나타나지 않았다. 열처리 온도가 30$0^{\circ}C$까지 증가함에 따라 보자력은 박막내부 잔류응력의 감소 및 표면조도의 감소로 인해 감소하였고, 40$0^{\circ}C$에서는 부분적인 결정립성장에 의해 증가하였다. 포화자화 값은 열처리 온도 20$0^{\circ}C$까지 변화를 보이지 않고, 300 및 40$0^{\circ}C$에서는 7.4kG에서 8.0kG로 증가하였는바, 이는 박막내의 미세 Co입자의 석출 및 성장에 기인하였다. 전기비저항은 열처리 온도가 증가함에 따라 감소하였으며, 자기저항값은 거의 0cm에 가까운 음의 값을 보였다. 주파수 변화에 따른 박막의 유효투자율은 30$0^{\circ}C$ 열처리시 1200으로 최대값을 나타냈다. 이상에서 박막을 실제적인 자기저항 헤드의 바이어스층으로 응용을 고려시, 최적 열처리조건은 400Oe의 회전자장 중 30$0^{\circ}C$에서 1시간 열처리할 때로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.309.2-309.2
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• 2013

Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막 태양전지는 일반적으로 Na을 함유하고 있는 소다회유리를 기판으로 사용하여 제작되며, 높은 광전 변환 효율로 인해 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히 제조 비용 절감과 양산성 향상을 위해 현재 유연 기판 CIGS 박막 태양전지에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 폴리이미드 기판에서 20.4%의 최고 효율이 보고되었다. 유연 기판은 유리 기판 대비 무게가 가볍기 때문에 유리 기판 태양전지보다 활용도가 높으며, 우주용으로 사용할 경우 단위 무게 당 발생되는 전력이 높은 장점이 있다. 본 연구에서는 폴리이미드 기판을 이용하여 유연 CIGS 박막 태양전지를 제작하였다. 후면 전극 Mo은 DC sputtering으로 증착하였으며, Mo의 증착 압력에 따라 폴리이미드 기판의 잔류 응력과 전기적 특성을 분석하여 증착 압력을 결정하였다. 광흡수층인 CIGS는 다단계 동시 증발 법으로 증착하였으며, 2nd stage 공정온도는 유리 기판 대비 저온인 $475^{\circ}C$로 공정을 진행하였다. 저온공정인 $475^{\circ}C$ 공정에서는 Ga의 함량이 높아질수록 성능이 감소하였으며, Na 공급을 통해 Voc와 FF가 향상되어 성능이 향상됨을 알 수 있었다. 버퍼층 CdS는 습식 공정인 CBD법으로 증착하였으며, 공정변수인 thiourea의 농도와 CdS 박막의 두께 변화를 통해 폴리이미드 기판 CIGS 박막 태양전지에서 CdS 버퍼층의 최적의 조건을 도출하였다. 최종적으로 제작된 폴리이미드 기판 유연 CIGS 박막 태양전지는 반사 방지막 없이 개방전압 0.511V, 단락전류밀도 32.31mA/cm2, 충실도 64.50%, 변환효율 10.65%를 나타내었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권11호
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• pp.1369-1375
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• 2006

In this work, mechanical characteristics of stainless steel diaphragm have been studied as a potential robust substrate and a diaphragm material for micromachined devices. Lamination process techniques combined with traditional micromachining processes have been adopted as suitable fabrication technologies. To illustrate these principles, capacitive pressure sensors based on a stainless steel diaphragm have been designed, fabricated and characterized. The fabrication process for stainless steel micromachined devices keeps the membrane and substrate being at the environment of 8.65MPa pressure and $175^{\circ}C$ for a half hour and then subsequently cooled to $25^{\circ}C$. Each sensor uses a stainless steel substrate, a laminated stainless steel film as a suspended movable plate and a fixed, surface micromachined back electrode of electroplated nickel. The finite element method is adopted to investigate residual stresses formed in the process. Besides, out-of-plane deflections are calculated under pressures on the diaphragm. The sensitivity of the device fabricated using these technologies is 9.03 ppm $kPa^{-1}$ with a net capacitance change of 0.14 pF over a range 0$\sim$180 kPa.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권11호
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• pp.2415-2420
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• 2002

In the present study, a new anchor design was proposed to minimize the initial deflection of micro multi-layer cantilever beam with step-up structure, which is a key component of thin film micro-mirror array. It is important to minimize the initial deflection, caused by residual stress, because it reduces the performance of the actuation. Theoretical and experimental studies were conducted to examine the cause of the initial bending deflection. It was found that the bending deflection at the anchor of the cantilever beam was the primary source of initial deflection. Various anchor designs were proposed and the initial deflections for each design were calculated by finite element analysis. The analysis results were compared with experiments. To reduce the initial deflection a secondary support was added to the conventional structure. The optimal shapes were obtained by simulation and experiment. It was found from the analysis that the ratio or horizontal and vertical dimensions of secondary support was the governing factor, which affected the initial deflection.

• 한국세라믹학회지
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• 제32권8호
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• pp.950-956
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• 1995

Y2O3 thin films were deposited by reactive sputtering of Y target in Ar and O2 gas mixture. Residual stress was measrued by sin2$\psi$ method of x-ray diffraction (XRD) and growth orientation was examined by measuring the relative intensity of (400) plane and (222) plane of Y2O3 films. In the case that Y2O3 films were deposited at 40$0^{\circ}C$ and at low working pressure below 0.05 torr the film had large compressive stress and (111) plane orientation. At working pressure of about 0.10 torr the film had small compressive stress and (100) orientation. Above working pressure of 0.20 torr, the films had nearly zero stress and random orientation. In the case that the (111) oriented film deposited at low working pressure below 0.05 torr, as substrate temperature decreased, (111) orientation increased. In the case the film, with (100) orientation, deposited at working pressure of about 0.10 torr, (100) orientation increased with decresing substrate temperature. These relationship of residual stress and growth orientation can be explained by the relationship of surface energy and strain energy.

• 한국재료학회지
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• 제3권5호
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• pp.451-458
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• 1993

베아링강(AISI S2100) 위에 TiCi/sub 4/, N/sub 2/,H/sub 2/,그리고 Ar의 기체혼합계를 이용하여 플라즈마화학증착법으로 내마모 TiN증착층을 얻었다. 증착된 TiN층 내의 잔류 CI에 의한 결정성, 미소경도, 접착력, 그리고 마모특성에 대해 연구하였다. TiN 중착층은 좋은 내마모성을 가지고 있었으며, TiN의 기계적 특성은 잔류CI함량이 증가할때 나빠졌다. 마모측정결과 마모면의 trailing edge에 인장응력이 걸려 많은 crack이 관찰되엇다.

• 한국재료학회지
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• 제31권12호
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• pp.697-703
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• 2021

Aluminum nitride having a dense hexagonal structure is used as a high-temperature material because of its excellent heat resistance and high mechanical strength; its excellent piezoelectric properties are also attracting attention. The structure and residual stress of AlN thin films formed on glass substrate using TFT sputtering system are examined by XRD. The deposition conditions are nitrogen gas pressures of 1 × 10^-2, 6 × 10^-3, and 3 × 10^-3, substrate temperature of 523 K, and sputtering time of 120 min. The structure of the AlN thin film is columnar, having a c-axis, i.e., a <00·1> orientation, which is the normal direction of the glass substrate. An X-ray stress measurement method for crystalline thin films with orientation properties such as columnar structure is proposed and applied to the residual stress measurement of AlN thin films with orientation <00·1>. Strength of diffraction lines other than 00·2 diffraction is very weak. As a result of stress measurement using AlN powder sample as a comparative standard sample, tensile residual stress is obtained when the nitrogen gas pressure is low, but the gas pressure increases as the residual stress is shifts toward compression. At low gas pressure, the unit cell expands due to the incorporation of excess nitrogen atoms.

• 실천공학교육논문지
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• 제6권2호
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• pp.105-110
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• 2014

본 연구에서는 강한 내구성을 지닌 자동차 타이어용 압력센서를 개발하기 위해 박막 물질로서 적용될 티타늄 멤브레인의 기계적 특성이 연구되었다. 제작공정으로 기존의 마이크로 머시닝공정과 적층 공정기술이 동시에 적용되었으며, 티타늄 멤브레인 기반의 압력 센서가 설계, 제조 및 특성화 되었다. 마이크로 머시닝 공정을 통한 티타늄 멤브레인과 기판의 접합 제조과정은 30분 동안의 20 MPa의 압력과 $200^{\circ}C$의 온도과정 후 $24^{\circ}C$에서의 냉각으로 진행된다. 각각의 압력센서 표면은 니켈 도금된 후방전극이 기판 위에 마이크로 소자로 조립되었다. 제작과정에서 발생한 잔류응력을 예측하기 위해 유한요소 해석이 적용되었다. 또한 티타늄 멤브레인의 외부 압력하에서 변형에 의한 처짐이 계산되었다. 제작된 장치의 민감도는 $10.15ppm\;kPa^{-1}$ 였고 이때의 정전용량 변화량은 0.18 pF, 압력 범위는 0-210 kPa 였다.

• 한국자기학회지
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• 제6권4호
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• pp.242-250
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• 1996

RF-마그네트론 스퍼터법으로 제조된 $400\;{\AA}$의 $Ni_{81}Fe_{19}$ 박막을 자장중에서 열처리할 때 박막의 미세구조 및 표면형상의 변화에 따른 전자기적 특성을 조사하였다. 보자력은 열처리 온가 $300^{\circ}C$까지 증가함에 따라 박막내부 잔류응력의 감소 및 재결정에 의해 감소하였고, $400^{\circ}C$에서는 결정립성장 및 표면조도의 증가에 의해 증가에 의해 증가하였다. $4{\pi}M_{s}$는 열처리온도에 따라 큰 변화를 보이지 않고, 9.2 kG 수준의 거의 일정한 값을 보였다. 열처리 온도가 증가 함에 따라 전기비저항은 $37\;{\mu}{\Omega}cm$에서 $24\;{\mu}{\Omega}cm$로 감소하였으며, 자기저항값은 $0.6\;{\mu}{\Omega}cm$ 수준으로 거의 일정한 값을 보였고, 자기저항비 1.5 %에서 3.1 %로 증가 하였다. 따라서 자기저항비의 증가는 주로 전기비저항의 감소에 기인한 것으로 나타났다. 이상에서 박막을 실제적인 자기저항 헤드에 응용을 고려시, 최적 열처리조건은 400 Oe의 일방향 자장중 $300^{\circ}C$에서 1시간 열처리할 때로 나타났다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.192-193
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• 2009

CrN 코팅막은 고온에서 치밀한 Cr2O3 확산방지막을 형성함으로 $800^{\circ}C$까지 기계적성질을 유지할 수 있다. 본 실험에서는 Ar, N2, 그리고 $O_2$ 가스 분위기에서 AIP(Arc Ion Plating) 기법에 의해 다양한 조성의 Cr-O-N 박막을 Si(200)과 AISI 304 기판 위에 증착되었다. Cr-O-N 코팅막은 47.4at% 미만의 산소함량을 포함 할 때까지 B1구조를 유지하였고 코팅막 내 산소함량 24.6at%에서는 강한 XRD peak intensification을 나타내었다. 47.4at%에서는 결정상을 전혀 찾아볼 수 없는 전이구조를 나타내었고, 그 이상의 산소함량에서는 Cr22O3 결정상을 나타내었다. Cr-O(17at%)-N 조성의 코팅막에서는 (200)배향의 Grain 크기 증가 및 압축잔류응력이 증가하였으나, 그 이상의 산소함량에서는 점차 감소하였다. Cr-O(24.6at%)-N 조성의 코팅막이 가장 높은 경도를 나타내었고, 산소함량이 증가할수록 점차 향상된 마찰특성을 보였다.