• The Journal of Engineering Geology
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• v.23 no.3
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• pp.201-216
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• 2013

Ground penetrating radar (GPR) surveys were conducted in a sand tank model in a laboratory and at an alluvial field site to detect the groundwater table and to investigate the influence of saturation on GPR response in the unsaturated zone. In the sand tank model, the groundwater table and saturation in the sand layer were altered by injecting water, which was then drained by a valve inserted into the bottom of the tank. GPR vertical reflection profile (VRP) data were obtained in the sand tank model for rising and lowering of the groundwater table to estimate the groundwater table and saturation. Results of the lab-scale model provide information on the sensitivity of GPR signals to changes in the water content and in the groundwater table. GPR wave velocities in the vadose zone are controlled mainly by variations in water content (increased travel time is interpreted as an increase in saturation). At the field site, VRP data were collected to a depth of 220 m to estimate the groundwater table at an alluvial site near the Nakdong river at Iryong-ri, Haman-gun, South Korea. Results of the field survey indicate that under saturated conditions, the first reflector of the GPR is indicative of the capillary fringe and not the actual groundwater table. To measure the groundwater table more accurately, we performed a GPR survey using the common mid-point (CMP) method in the vicinity of well-3, and sunk a well to check the groundwater table. The resultant CMP data revealed reflective events from the capillary fringe and groundwater table showing hyperbolic patterns. The normal moveout correction was applied to evaluate the velocity of the GPR, which improved the accuracy of saturation and groundwater table information at depth. The GPR results show that the saturation information, including the groundwater table, is useful in assessing the hydrogeologic properties of the vadose zone in the field.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2009.10a
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• pp.44.4-45
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• 2009

과학기술위성 3호의 주탑재체인 MIRIS (Multi-purpose InfraRed Imaging System) 적외선우주관측카메라의 인증모델이 조립을 마치고 현재 성능시험이 진행 중이다. MIRIS 적외선광학계는 구경 80mm의 광시야(f/2) 굴절식 망원경으로서, 총 5매의 렌즈로 구성되어 있다. 렌즈들은 S-FPL53, S-TIH6, Fused Silica 등의 재료를 사용해 가공되었으며, MIRIS 관측 파장대역($0.9\sim2.0{\mu}m$)에서 투과율이 극대화되도록 반사억제 코팅이 적용되었다. MIRIS 광학계 및 광기계부 설계에 있어서의 주요 고려사항은, 1) 상온에서 조립된 상태에서 발사 시 위성체가 받는 충격과 진동을 견뎌낼 것, 그리고 2) 발사 후 위성 궤도상에서의 복사냉각을 통해 180K로 열수축된 상태에서 최적의 광학성능을 발휘할 것 등이다. 이러한 설계 개념을 바탕으로 MIRIS 광학계를 제작하였으며, 조립된 인증모델은 진동시험 및 열진공시험을 통과하였다. 이 발표에서는 MIRIS 적외선우주관측카메라 광학계의 인증모델 제작 과정과 부품별 시험, 그리고 조립 후 상온 및 저온성능시험 결과에 대하여 논의 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.346.1-346.1
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• 2016

본 연구에서는 열처리(Thermal Dewetting Process)와 빗각 증착(Oblique angle deposition)을 이용하여 비주기 서브파장 구조물을 마이크로 렌즈 형태의 유리 기판 상부에 제작하였다. 먼저 $2{\times}2cm2$ 크기의 유리 기판에 기존 리소그래피 공정으로 원기둥 형태의 감광액을 형성한다. 이후 Hot-plate로 $180^{\circ}C$에서 90초간 열을 가해 지름이 $20{\mu}m$인 반구형태로 변형시킨 뒤 반응성이온식각 공정을 진행하여 마이크로 렌즈를 제작한다. 렌즈의 표면에 나방 눈 구조를 형성하기 위해 전자빔 증착으로 15nm의 은 박막을 쌓은 뒤 $500^{\circ}C$에서 1분간 열처리 공정을 진행하였다. 열이 가해졌을 때 은 박막은 표면자유에너지를 최소화하기 위해 나노 크기의 덩어리진 입자 형태로 변화한다. 여기서 형성되는 나노입자의 크기가 렌즈 표면 중심에서 가장자리로 갈수록 작아진다는 것을 주사전자현미경을 통해 확인하였다. 증착 각도가 증가할수록 열처리 공정 후의 은 나노입자의 크기가 점점 작아진다는 것을 검증하기 위해 은 박막의 증착 각도를 $0^{\circ}$, $35^{\circ}$, $55^{\circ}$, $70^{\circ}$로 증착 후 열처리 공정을 진행하여 확인하였다. 비스듬하게 증착되어 형성된 박막은 다공형태로 낮은 밀도를 가지는데 이는 박막 두께 감소를 일으킨다. 따라서 증착 각도가 증가할수록 열처리 공정 후의 은 나노입자의 크기는 점점 작아진다. 이후 은 나노입자를 마스크로 하여 다시 반응성이온식각 공정을 진행하였으며 식각 후 나머지 은 나노입자들은 HNO3용액에서 1분간 처리하여 제거하였다. 제작된 구조물의 평균 직경과 크기는 각각 ~220nm 및 ~250nm인 것으로 확인하였다. 위와 같은 공정을 통해 다양한 크기를 가진 비주기 서브파장 구조물을 제작할 수 있다. 구조물의 주기가 파장 길이보다 짧을 경우 분산이 최소화되며 넓은 파장 대역에서 무반사 효과를 얻을 수 있다. 이 공정은 마스크를 통한 리소그래피의 한계를 극복할 수 있으며 여러 곡면형 표면에 적용가능한 장점이 있다. 또한 프리즘, 렌즈, 광섬유와 같은 광소자의 광투과율을 향상시키는데 이용될 수 있다.

• Polymer(Korea)
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• v.35 no.6
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• pp.531-536
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• 2011

Homopolymer distribution in block copolymer/homopolymer blends was investigated as a function of homopolymer concentration and homopolymer molecular weight. The deuterated poly(methyl methacrylate) or polystyrene was blended with a deuterated polystyrene-poly(methyl methacrylate) diblock copolymer up to a concentration of 20 wt%. Samples were characterized by small-angle X-ray scattering (SAXS), neutron reflectivity and transmission electron microscopy. The block copolymer with a thin-film geometry formed alternating lamellar microdomains oriented parallel to the substrate surface. By adding the homopolymer, the microdomain structure was significantly disturbed. As a consequence, a poorly ordered morphology appeared when the homopolymer concentration exceeded 15 wt%. Increasing the homopolymer concentration and/or the homopolymer molecular weight caused the microdomains to swell less uniformly, resulting in segregation of the homopolymer toward the middle of the microdomains.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.295-295
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• 2014

일반적으로 박막 태양전지의 효율은 박막 종류에 따른 광 흡수율에 의해 결정되며, 이는 증착한 박막의 두께에 의해 결정된다. 증착한 박막의 두께가 두꺼워질수록 광 흡수율은 증가하지만, 박막 두께가 지나치게 두꺼워지면 열화 현상으로 인한 모듈의 효율 감소가 생기므로 적절한 박막의 두께가 요구된다. 특히 a-Si:H의 경우 가시광 영역에서 높은 흡수계수를 가지고 있어서 얇은 박막 두께로도 태양전지의 제작이 가능하지만, 동일한 박막 두께에서 효율을 더욱 향상시키기 위한 다양한 광 포획 기술에 대한 연구가 많이 진행 되고 있다. 본 연구에서는 자외선을 이용한 nano-imprint lithography 기술을 이용하여 a-Si:H 태양전지의 유리기판 위에 pattern을 삽입하여 광 산란 효과를 향상 시키고자 하였다. 또한 유리기판의 굴절률 (n=1.5)과 투명전극의 굴절률 (n=1.9)의 중간 값을 갖는 ZnO nanoparticles (n=1.7)이 분산 된 imprinting resin을 사용함으로써 점진적으로 굴절률을 변화시켜, 최종적으로 a-Si:H 층까지의 광 투과율을 높이고자 하였다. 제작한 기판의 종류는 다음과 같다. 첫 번째 기판으로는 유리기판 위에 ZnO nanoparticles이 분산 된 imprinting resin을 spin-coating 하여 점진적인 굴절률의 변화에 의한 투과도 향상을 확인하고자 하였다. 두 번째 기판으로는 규칙적인 배열을 갖는 micro 크기의 패턴을 형성하였다. 마지막으로는 불규칙한 배열을 갖는 nano 크기와 micro 크기가 혼재 된 패턴을 형성하여 투과도 향상과 동시에 빛의 산란을 증가시키고자 하였다. 후에 이 세가지 종류를 기판으로 사용하여 a-Si:H 기반의 박막 태양전지를 제작하였다. 먼저 제작한 박막 태양전지용 기판의 광학적 전기적 특성을 분석하였다. 유리 기판 위에 형성한 패턴에 의한 roughness 변화를 확인하기 위해 atomic force microscopy (AFM)를 이용하여 시편의 표면을 측정하였다. 또한 제작한 유리 기판 위에 투명 전극층을 형성 후, 이로 인한 전기적 특성의 변화를 확인하기 위해 hall measurement system을 이용하여 sheet resistance, carrier mobility, carrier concentration 등의 특성을 측정하였다. 또한, UV-visible photospectrometer 장비를 이용하여 각 공정마다 시편의 광학적 특성(투과도, 반사도, 산란도, 흡수도 등)을 측정하였고, 최종적으로 제작한 박막 태양전지의 I-V 특성과 외부양자효율을 측정하여 태양전지의 효율 변화를 확인하였다. 그 결과 일반적인 유리에 기판에 제작된 a-Si:H 기반의 박막 태양전지에 비해, ZnO nanoparticles이 분산 된 imprinting resin을 spin-coating 하여 점진적인 굴절률 변화를 준 것만으로도 약 12%의 태양전지 효율이 증가하였다. 또한, micro 크기의 패턴과 nano-micro 크기가 혼재된 패턴을 형성한 경우 일반적인 유리를 사용한 경우에 비해 각각 27%, 36%까지 효율이 증가함을 확인하였다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.22 no.1
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• pp.25-33
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• 2010

The matching condition at a perforated wall with vertical slits involves the permeability parameter, which can be calculated by two different methods. One expresses the permeability parameter in terms of energy dissipation coefficient and jet length at the perforated wall, being advantageous in that all the related variables are known, but it gives wrong result in the limit of long waves. The other expresses the permeability parameter in terms of friction coefficient and inertia coefficient, giving correct result from short to long waves, but the friction coefficient should be determined on the basis of a best fit between measured and predicted values of such hydrodynamic coefficients as reflection and transmission coefficients. In the present study, an empirical formula for the friction coefficient is proposed in terms of known variables, i.e., the porosity and thickness of the perforated wall and the water depth. This enables direct estimation of the friction coefficient without invoking a best fit procedure. To obtain the empirical formula, hydraulic experiments are carried out, the results of which are used along with other researchers' results. The proposed formula is used to predict the reflection and transmission coefficients of a curtain-wall-pile breakwater, the upper part of which is a curtain wall and the lower part consisting of a perforated wall with vertical slits. The concurrence between the experimental data and calculated results is good, verifying the appropriateness of the proposed formula.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.30 no.3
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• pp.358-364
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• 2019

To improve the optical characteristics and antifouling of anti-reflective coating (AR) films, various AR coating films were prepared by varying the mixing ratio of tetraethylorthosilicate (TEOS)/base and methyltrimethoxysilane (MTMS)/acid hybrid solution. Prepared AR coating films were characterized by UV-Vis spectroscopy, contact angle analyzer, atomic force microscope (AFM), FT-IR and pencil scratch hardness test. In an AR coating film that prepared from the hybrid solution with a 10 wt% MTMS/acid solution, the glass substrate showed an excellent optical property (97.2% transmittance), good antifouling ($121^{\circ}$ water contact angle and $90^{\circ}\;CH_2I_2$ contact angle) and moderate mechanical strength (pencil hardness of 4 H). In particular, it is considered that the good antifouling was due to the well dispersion of the methyl group ($-CH_3$), derived from a small amount of MTMS/acid solution in the hybrid solution, on the substrate surface. From results of the pencil hardness test, the mechanical strength of AR coating film was improved as the content of MTMS/acid solution increased.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.22 no.4
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• pp.203-214
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• 2010

This study numerically investigates the wave control of 2-rowed Impermeable Rectangular Submerged Dike(IRSD) with an object of how to control short-period and solitary waves simultaneously based on the Bragg resonance phenomenon that elevates the wave control performance. The boundary integral method using Green formula and the 3-D one-field Model for immiscible TWO-Phase flows (TWOPM-3D) by 3-D numerical wave flume have been used for the numerical predictions for short-period and solitary waves, respectively. These numerical models were verified through the comparisons with the previously published numerical results by other researchers. Through the parametric tests of numerical experiments for short-period waves, an optimum model of 2-rowed IRSD of a lowest transmission coefficient has been found. Furthermore, the performances of 3-D wave control for solitary waves were evaluated for the various free board, crown widths and gap distance between dikes, and have been compared with those of a single-rowed IRSD. Numerical results show that a 2-rowed IRSD with a less cross sectional area than 1-rowed one improves the wave attenuation performances when it is compared to that of single-rowed IRSD. Within the test frequency ranges of the numerical simulations conducted in this study, 2-rowed IRSD with an optimum gap distance shows an outstanding improvement of the wave attenuation up to 58% compared to that of single-rowed IRSD.

• Korean Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
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• v.9 no.3
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• pp.215-221
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• 1976

In this study, noise arresting effect of the noise control room from the transmission of surrounding noise was tested when the packing noise control rooms were set up in the test room in which the prerecorded noise from an engine room was reradiated at the same level as the original pressure. The inner space of control room A is $3.389m^3(1.19\times1.19\times2.14m)$ having walls furnished with plywood board 9mm in thickness and noise control room door$(60\times45cm) $ and illumination lamp are placed. In case of the control room B, noise absorption board(10mm fiber board which holds the corntype concavity with diameter of 5mm, depth 5mm, space 15mm) is adhered to the internal ceiling and styrol foam boards(20mm) to the walls. The other struction is same as the control room A. Type C is the same as B except wool board(Glass Fiber, 33mm) on the walls. Type D is same as type A except that the thickness of wall is 12mm and wood pyramid type cone$(5\times5\times13cm)$ is adhered to the ceiling ana walls(Fig. 1). When the recorded noise and vibrated noise were controlled in various levels. The noise pressure which passed through the control rooms was measured by sound level meter(Bruel & Kjar 2205, measuring range 37-140dB). In order to calculate the absorption rate in the control rooms the noise pressure was measured at different distances when the recorded noise pressure was radiated. The followings are the results obtained from the experiment. 1. When the noise pressure of the test room was 60dB, transmission rate of type A was $69.7\%$ and increased $3.3\%$ per 10dB. At the same condition, the rate was $53.9\%$ and increased $4.5\%$ per 10dB in type D. Type D was the most effective in noise arresting of the four and the effect was D,C,B and A in order(Fig.2). 2. When the oscillator sound and vessels noise were radiated in 1,000Hz, at one meter distance to the type A and D, the oscillator sound pressure were 77dB and 73dB, while the vessels noise pressure were 73.3dB and 66.2dB respectivley(Fig.3). 3. Refering to the influence of the frequency to the lower oscillator sound(1,000Hz) pressure, both type C and D were almost same at 140cm but type C was 0.3dB lower than type D at 20cm distance(Fig.4).

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.36.2-36.2
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• 2011

최근 나노기술의 비약적인 발전을 바탕으로 그 동안 구현이 쉽지 않았던 마이크로-나노 단위의 생체모사(biomimetics) 기술이 큰 각광을 받고 있다. 그 중에서도 특히 연잎 효과(lotus-effect)로 대표되는 접촉각 $150^{\circ}$ 이상의 초소수성(superhydrophobicity) 표면 구현은 생물, 화학, 물질 등의 다양한 분야에 있어 큰 사용가치를 가지기 때문에 연구가 전세계적으로 활발히 진행되고 있다. 초소수성을 가지는 표면을 구현하기 위해서는 표면의 화학적인 조성을 변화시켜 표면의 거칠기를 증대시키는 방법과 표면에너지를 낮추는 방법으로 구분될 수 있으며, 이를 위해 표면에 나노구조체를 형성시켜 표면 거칠기를 증대시키는 방법과 silane 계열의 자가-형성 단일막(Self-assembled monolayer)을 코팅하여 표면에너지를 낮추는 방법이 사용되어 왔다. 그러나 표면에 나노구조체를 형성시키는 과정에서 비싼 공정 비용이 발생하며, 대면적 구현이 쉽지 않다는 단점이 있으며, silane 계열의 자가-형성 단일막의 경우에는 제거가 쉽지 않아 추후 다양한 소자에의 적용이 어렵다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 무전해 식각법(Aqueous Electroless Etching)을 이용하여 대면적으로 합성시킨 실리콘 나노와이어의 표면 산소 흡착 처리를 통해 $156^{\circ}$ 이상의 초소수성 표면을 구현하였다. 액상 기반으로 형성된 실리콘 나노와이어의 표면은 열처리 공정을 통해 OH-기에서 O-기로 치환되어 낮은 표면에너지를 가지게 되며, 낮아진 표면에너지와 산화과정에서 증대된 표면 거칠기를 통해 Wenzel-state의 초소수성 표면 성질을 보였다. 변화된 나노와이어의 표면 거칠기는 주사전자현미경 (FE-SEM)과 주사투과현미경 (HR-TEM)을 통해 관찰되었다. 또한, 나노와이어의 길이와 열처리 공정 조건에 따라 나노와이어의 표면을 접촉각 $0^{\circ}$의 초친수성(superhydrophilicity) 특성부터 접촉각 $150^{\circ}$ 이상의 초소수성 특성까지 변화시킬 수 있었으며, 나노와이어의 길이에 따라 표면 난반사율을 조절하여 90% 이상의 매우 높은 흡수율을 가지는 나노와이어 표면을 구현할 수 있었다. 이러한 산소 흡착법을 이용한 초소수성 표면 구현은 기존 자가-형성 단일막 코팅을 이용한 방법에 비해 소자 제작 및 활용에 있어 매우 유리하며, 바이오칩, 수광소자 등의 다양한 응용 분야에 적용 가능할 것으로 예상된다.