• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.31 no.7 s.262
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• pp.792-799
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• 2007

A newly developed cellular metal based on kagome lattice is an ideal candidate for multifunctional materials achieving various optimal properties. Intensive efforts have been devoted to develop efficient techniques for mass production due to its wide potential applications. Since a variety of imperfections would be inevitably included in the realistic fabrication processes, it is highly important to examine the correlation between the imperfections and material strengths. Previous performance tests were mostly done by numerical simulations such as finite element method (FEM), but only for perfect structures without any imperfection. In this paper, we developed an efficient numerical framework using nonlinear random network analysis (RNA) to verify how the statistical imperfections (geometrical and material property) contribute to the performance of general truss structures. The numerical results for kagome truss structures are compared with experimental measurements on 3-layerd WBK (wire-woven bulk kagome). The mechanical strength of the kagome structures is shown relatively stable with the Gaussian types of imperfections.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2007.05a
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• pp.78-83
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• 2007

A newly developed cellular metal based on kagome lattice is an ideal candidate for multifunctional materials achieving various optimal properties. Intensive efforts have been devoted to develop efficient techniques for mass production due to its wide potential applications. Since a variety of imperfections would be inevitably included in the realistic fabrication processes, it is highly important to examine the correlation between the imperfections and material strengths. Previous performance tests were mostly done by numerical simulations such as finite element method (FEM), but only for perfect structures without any imperfection. In this paper, we developed an efficient numerical framework using nonlinear random network analysis (RNA) to verify how the statistical imperfections (geometrical and material property) contribute to the performance of general truss structures. The numerical results for kagome truss structures are compared with experimental measurements on 3-layerd WBK (wire-woven bulk kagome). The mechanical strength of the kagome structures is shown relatively stable with the Gaussian types of imperfections.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.305-306
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• 2008

본 논문에서는 PRAM 에서 기록매질로 이용될 수 있는 최적의 물질을 찾고자 $Ge_2Sb_2Te_5$ 박막에 Al을 첨가하여 비정질-결정질 천이시의 원자구조와 상변화 특성간의 관계를 연구하였다. 이 실험에 사용된 $Al_x(Ge_2Sb_2Te_5)_{1-x}$ 조성은 5N의 금속 파우더를 용융-냉각법으로 벌크를 제작하였고 열증착 방법으로 Si (100) 및 유리 (corning glass, 7059) 기판위에 200nm 두께로 박막을 증착하였다. 비정질 박막의 상변화에 따른 반사도 차이를 평가하기 위해서 658 nm의 LD가 장착된 나노펄스 스캐너를 이용하여 power; 1~17mW, pulse duration; 10~460 ns의 범위에서 각 조성의 비정질-결정질 상변화속도를 측정, 비교 분석하였다. 또한 각각의 박막을 $100^{\circ}C$ 에서 $400^{\circ}C$ 까지 $50^{\circ}C$ 간격으로 $N_2$ 분위기에서 1시간동안 열처리 한 후 XRD와 UV-Vis-NIR spectrophotometer를 사용하여 각 상의 구조분석 및 광학적 특성을 분석하였다. 또한 4-point probe로 면저항을 측정하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.334-345
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• 2008

컴퓨터의 발달과 더불어 현대사회는 기록하고 보존해야할 정보의 양이 점점 방대해 지고 있다. 그로 인해 자기기록매체처럼 정보를 사용자의 편의에 따라 반복적으로 기록하고 재생할 수 있는 광기록매체에 대한 관심이 증가되고 있다. $Ge_2Sb_2Te_5$(GST)는 기존의 CD-RW나 Floppy Disk(FD)를 대체할 차세대 기록매체로 주목받고 있다. 따라서 본 연구에서는 비정질상과 결정상으로 변하는 성질을 가지고 있는 GST롤 상변화 기록매체로서 이용하기 위해 굴절률을 평가하였다. 시료는 5N의 순도를 갖는 Ge, Sb, Te 물질을 준비하고 조성비에 맞추어서 석영관에 진공 봉입한 후 용융-냉각법으로 벌크를 제작하였고 열증착 방법으로 Si 및 유리 기판위에 1000nm 두께로 박막을 제작하였다. UV-Vis-IR spectrophotometer를 사용하여 반사도와 투과도를 측정하였고 측정한 스펙트럼을 이용하여 Swanepoel method로 굴절률을 계산하였다. 본 연구진이 자체 개발한 계산툴에 실험값을 대입하였고 실험에 의해 얻은 투과도와 계산툴에 의해 얻은 투과도 스펙트럼을 비교하였다.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2008.11a
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• pp.13-19
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• 2008

A Wire-woven Bulk Kagome (WBK) is the new truss type cellular metal fabricated by assembling the helical wires in six directions. The WBK seems to be promising with respect to morphology, fabrication cost, and raw materials. In this paper, first, the geometric and material properties are defined as the main design parameters of the WBK considering the fact that the failure of WBK is caused by buckling of truss elements. Taguchi approach was used as statistical design of experiment(DOE) technique for optimizing the design parameters in terms of maximizing the compressive strength. Normalized specific strength is constant regardless of slenderness ratio even if material properties changed, while it increases gradually as the strainhardening coefficient decreases. Compressive strength of WBK dominantly depends on the slenderness ratio rather than one of the wire diameter, the strut length. Specifically the failure of WBK under compression by elastic buckling of struts mainly depended on the slenderness ratio and elastic modulus. However the failure of WBK by plastic failed marginally depended on the slenderness ratio, yield stress, hardening and filler metal area.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.240-240
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• 2010

반사 방지막은 LEDs, 태양전지, 센서 등의 광전소자의 효율을 향상시키는데 사용되고 있다. 일반적으로 사용되는 단층 또는 다층 박막의 반사방지막은 thermal expansion mismatch, adhesion, stability 등의 문제점을 가지고 있다. 따라서, 단층 또는 다층 박막의 반사방지막 대신에 파장이하의 주기를 갖는 구조(subwavelength structure, SWS)의 반사방지막 연구가 활발히 진행되고 있다. 입사되는 태양 스펙트럼의 파장보다 작은 주기를 갖는 SWS 구조는 Fresnel 반사율을 감소시켜 빛의 손실을 줄일 수 있다. 이러한 SWS 반사 방지막을 제작하기 위해서는 에칭 마스크가 필요하다. 에칭 마스크 제작을 위해서 사용되는 장비로는 홀로그램, 전자빔, 나노임프린트와 같은 리소그라피 방법이 있으나, 이들은 제작 비용이 고가이며 복잡한 기술을 필요로 한다. 따라서 본 실험에서는 리소그라피 방법보다 간단하고 저렴한 self-assembled Au 나노 입자 에칭 마스크를 이용한 실리콘 SWS 반사 방지막을 제작하여 구조적 및 광학적 특성을 연구하였다. Au박막은 열증발증착(thermal evaporator)법에 의해 실리콘 기판 위에 증착되었고, 급속 열처리(rapid thermal annealing, RTA)를 통해 Au 나노입자 에칭 마스크를 형성시켰다. 실리콘 SWS 반사방지막은 식각 가스 $SiCl_4$를 기반의 유도결합 플라즈마(inductively coupled plasma, ICP) 장비를 사용하여 제작되었다. Au 나노 입자의 마스크 패턴 및 에칭된 실리콘 SWS 프로파일은 scanning electron microscope를 사용하여 관찰하였으며, UV-Vis-NIR spectrophotometer를 사용하여 300-1100 nm 파장 영역에 따른 반사율을 측정하였다. ICP 에칭 조건을 변화시켜 가장 낮은 반사율을 갖는 최적화된 실리콘 SWS 반사방지막을 도출하였다. 최적화된 구조에 대해서, 실리콘 SWS 반사방지막은 벌크 실리콘 (>35%)보다 더 낮은 5% 이하의 반사율을 나타냈다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.378-378
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• 2011

ZnO 나노선 구조는 나노선 구조를 통해 입사한 빛을 산란시켜 광흡수를 촉진시키고, 바닥 전극으로 바로 이어진 수직의 1차원 구조를 통해 전자가 빠르게 이동할 수 있으며, 넓은 표면적을 가지고 있는 등의 장점을 가지고 있어 오래전부터 광전소자에 이용되었다. 하지만 ZnO 물질 자체의 밴드갭 에너지가 3.2 eV로 비교적 큰 편이라 가시광 영역의 빛을 흡수, 이용하기 위해서는 작은 밴드갭을 가지는 광감응 물질이 필요하다. 본 연구에서는 저온의 수열합성법을 통해 합성한 ZnO 나노선 구조 상에 Cd 계열의 무기물 양자점을 증착하여 이종구조를 형성하는 방법을 개발하였다. 본 연구에서 사용한 양자점인 CdS와 CdSe는 벌크 밴드갭 에너지가 각각 2.3 eV, 1.7 eV로 가시광 영역의 빛을 흡수할 수 있으며, ZnO 나노선과 type-II 밴드구조를 가지기 때문에 전자-정공 분리 및 포집에 유리하다. 합성된 구조를 이용하여 photoelectrochemical 특성을 분석하였으며, 그 결과 양자점의 증착으로 광전류 생성이 향상됨을 확인하였다. 특히 ZnO 나노선 상에 CdS 양자점 증착 후 추가적으로 CdSe 양자점을 증착하여 다중접합 나노선 구조를 형성한 경우 광전류 생성이 가장 크게 향상된 결과를 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.229-230
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• 2008

본 논문에서는 비정질-결정질간 가역적 상변화 기록 매질로 이용되고 있는 $(Ag_{5.5}In_{6.5}Sb_{59}Te_{29})$ 합금 박막의 Ag 조성 증가에 따른 원자구조와 상변화 특성간의 상관관계를 연구하였다. 실험에 사용된 AgInSbTe 조성은 5N의 금속 파우더를 용융-냉각법으로 벌크를 제작하였고 열증착 방법으로 Si (100) 및 유리(corning glass, 7059) 기판위에 200 nm 두께로 박막을 증착하였다. 비정질 박막의 결정화속도를 평가하기 위해서 658 nm의 LD가 장착된 나노-펄스 스캐너를 이용하여 power; 1~17mW, pulse duration; 10~460 ns의 범위에서 각 조성의 상변화에 따른 반사도 차이를 측정, 비교 분석하였다. 또한 각각의 박막을 $100^{\circ}C$ 에서 $300^{\circ}C$까지 $50^{\circ}C$ 간격으로 $N_2$ 분위기에서 1시간동안 열처리 한 후 XRD와 UV-Vis-NIR spectrophotometer를 사용하여 각 상의 구조분석 및 광학적 특성을 분석하였으며, 4-point probe로 면저항을 측정하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.143-143
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• 2000

MEIS를 이용하여 Cu3Au(100)에서 단원자층 분해능을 얻기 위한 연구를 하였다. 우선 수소이온을 이용한 첫째층과 셋째 Au층의 분리 시도는 extremely glancing exit angle 등 극한의 산란조건에서도 성공하지 못하였다. 깊이 분해능을 정해주는 electronic 에너지 손실을 극대화기 위해 수소이온 대신 질소 이온을 사용하여 에너지 스펙트럼을 측정해 본 결과, 표면 Au 층과 표면 셋째 Au 층을 구분할 수 있었다, <110>으로 정렬된 조건에서는 셋째 층의 Au 원자들이 완전히 shadow cone 내부에 존재하여 관측되지 않지만 9.75$^{\circ}$tilt한 경우 셋째 층의 Au 원자들이 shadow cone 바깥으로 나오게 되어 첫째 층과 셋째 층이 확실히 분리되어 측정되었다. 이 연구에서 MEIS로 단원자층의 분해능을 얻는데 성공하였다. 이러한 단원자층 분해능으로 시료의 온도변화에 따른 표면 첫째 층의 Au 의 조성변화를 관찰하였고 이를 전산 모사 하였다. 이 결과 벌크 전이 온도인 39$0^{\circ}C$이하에서 표면 첫째 층 Au의 조성이 감소하는 것을 관찰하였고 이러한 감소는 45$0^{\circ}C$근처까지 계속되었으며, 다시 온도를 실온으로 낮추면 본래의 질서화된 상태로 되돌아감을 확인하였다. 그리고 이를 전산 모사 한 결과, 표면 첫째 층의 Au가 표면 둘째 층으로 이동해 감을 알 수 있었다.

• Journal of Powder Materials
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• v.30 no.1
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• pp.41-46
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• 2023

In this study, an Al₈₂Ni₇Co₃Y₈ (at%) bulk metallic glass is fabricated using gas-atomized Al₈₂Ni₇Co₃Y₈ metallic glass powder and subsequent spark plasma sintering (SPS). The effect of powder size on the consolidation of bulk metallic glass is considered by dividing it into 5 ㎛ or less and 20-45 ㎛. The sintered Al₈₂Ni₇Co₃Y₈ bulk metallic glasses exhibit crystallization behavior and crystallization enthalpy similar to those of the Al₈₂Ni₇Co₃Y₈ powder with 5 ㎛ or less and it is confirmed that no crystallization occurred during the sintering process. From these results, we conclude that the Z-position-controlled spark plasma sintering process, using superplastic deformation by viscous flow in the supercooled liquid-phase region of amorphous powder, is an effective process for manufacturing bulk metallic glass.