• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.389.1-389.1
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• 2014

최근의 환경 및 에너지에 대한 관심으로 수요가 증가하고 있는 하이브리드 및 전기 자동차나 태양광발전, 풍력발전용의 인버터기기에는 고에너지밀도 커패시터가 필수적이 되었다. 높은 에너지 밀도를 요구하는 전력전자, 펄스파워 등의 응용분야에 사용되는 고에너지밀도 커패시터는 PET (Polyethylene terephtalate)와 PP (Polypropylene)와 같은 폴리머 유전체를 사용하는 범용 필름 커패시터가 사용되었으나 사용 요구 조건의 한계에 도달하여, 새로운 유전체를 적용하는 커패시터가 절실히 필요한 상황이다. PET와 PP와 같은 유전체는 유전상수가 2~3의 낮은 값을 가지고 있어 고에너지밀도를 구현하기가 어렵다. 본 연구에서는 새롭게 요구되고 있는 고에너지 밀도 커패시터의의 성능을 만족시키기 위하여 $20{\sim}50{\mu}m$ 두께의 PET 필름상에 세라믹 유전체인 $ZrO_2$ 박막을 스퍼터(Sputter) 증착법에 의해 코팅하여 종래의 필름 커패시터와 세라믹 커패시터의 장점을 갖는 커패시터를 제조하기 위한 박막 유전재료의 개발을 목표로 하였다. 수백 nm~수 ${\mu}m$ 두께의 $ZrO_2$ 박막을 스퍼터링 공정조건에 따라 증착한 후 박막의 결정성, 기판과의 부착성, 증착속도, 유전상수, 절연파괴강도, 온도안정성 등을 XRD, SEM, AFM, EDS, XPS, Impedance analyzer 등에 의해 평가하였다. $ZrO_2$ 유전체막은 상온에서 증착하였음에도 정방정(tetragonal)구조의 결정질로 성장하였고 증착압력이 증가함에 따라 주피크의 세기가 감소하였다. 증착 중 산소가스를 주입하였을 경우에도 결정질막으로 성장하였다. 증착막들은 산소가스의 양이 증가함에 따라 짙은 흰색으로 변하였으며 PET 기판과의 접착력도 약해졌다. 또한 거칠기는 Ar가스만으로 증착한 경우보다 증가하였으며 24~66 nm의 평균 거칠기값을 보였다. PET위에 Ar가스만으로 증착한 $ZrO_2$의 비유전율은 1kHz에서 116~87의 비유전율을 보여 PET에 비해 매우 우수한 특성을 보였다. $ZrO_2$ 막들은 300kV/cm의 전계에서 대략 10-8A 이하의 누설전류를 보였다. 증착가스비를 달리하여 제조된 시편에서도 유사한 누설전류값을 나타내었다. 300 kV/cm 전후의 전계까지 측정한 $ZrO_2$ 막의 P-E (polarization-electric field) 특성을 확인하였는데, 5 mTorr의 압력에서 증착한 막은 253 kV/cm에서 $5.5{\mu}C/cm^2$의 분극값을 보였다. P-E커브의 기울기와 분극량에 따라 에너지밀도가 달라지므로 공정조건에 따라 에너지밀도가 변화됨을 예측할 수 있었다. PET위에 스퍼터 증착한 $ZrO_2$ 유전체막은 5mTorr의 Ar가스분위기에서 제조할 때 가장 안정적인 구조를 보였으며, 고에너지밀도 커패시터에의 적용가능성을 보였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.5
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• pp.484-490
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• 1999

$(Pb,La)TiO_3$(PLT) thin films were prepared on Pt/SiO$_2$/Si substrates by the sol-gel method and investigated the crystalline and electrical properties according to La concentration and post-annealing temperatures. The PLT films annealed at above $600^{\circ}C$ were exhibited the typical perovskite structures regardless of La contents. When the $(Pb,La)TiO_3$(PT) films were doped with La concentration up to 10mol%(PLT-10), the degree of z-axis orientation was greatly decreased from 63% to 26%. From AES depth profiles for the PLT-10 samples, no remarkable inter-reaction between PLT film and lower Pt electrode was found. The remanent polarization$(2Pr,Pr_+-Pr_-)$ were increased from $4\muC\textrm{cm}^2 to 16\muC\textrm{cm}^2$ as the annealing temperature increased from $600^{\circ}C to 700^{\circ}C$. This result may be ascribed to the improvement of crystallinity by the high temperature post-annealing. The dielectric constant$({\varepsilon}r)$ and tangent loss(tan$\delta$) of the PLT-10 films annealed at $650^{\circ}C$ were about 193 and 0.02, respectively with the pyroelectric coefficient($\gamma$) of around $4.0nC/\textrm{cm}^2{\cdot}^{\circ}C at 30^{\circ}C$.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.6 no.4
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• pp.55-63
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• 1987

Modified $PbTiO_3$ piezoelectric ceramics added with 0.2, 0.25, 0.3 mol of $CaCO_3$ and 0.04 mol of $(Co_{\frac{1}{2}}W_{\frac{1}{2}})$ and 0.05 mol of $MnO_2$ and NiO have been fabricated. These ceramics can be poled sufficiently within 10 minutes at $100^{\circ}C$ under about d.c. field of 40 kv/cm. Detailed measurement was performed on dielectric constants, cutie temperatures, elastic and piezoelectric properties and coupling factors for the fabricated ceramics. The most value of the piezoelectric coupling factors was coupling factor of thickness mode kt and its value for 0.25 mol of Ca was about $45\%$. Dielectric constants of $\varepsilon_{33}^T$ and $\varepsilon_{11}^T$ for 0.25 mol of Ca were 242 and 260, and coupling factor ratio (kt/Kp) and Qm were 6 and 357 respectively.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2011.05a
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• pp.79-79
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• 2011

water cavitation peening(WCP)은 water jet 과정으로 인한 cavitation이 발생할 때, 금속표면 cavitation 현상에 의해 재료표면의 잔류응력과 경도 등의 물성을 변화시키게 되며, 그로 인해 생긴 잔류 응력으로 재료의 내구성 및 수명을 향상시키는 기술이다. 최근에는 water jet을 이용한 장치들이 건설 분야, 일반기계분야, 컷팅 공정, 분쇄 등 다양한 분야에서도 사용되고있다. 그러나 water jet을 이용한 peening은 소개 된지 20여년이 경과했음에도 불구하고 연구 및 개발 내용은 shot peening에 비해 아직 초기 단계이다. water cavitation peening은 기존의 피닝 방법의 단점을 보완 할 뿐만 아니라 환경적인 측면에서도 그 가치가 크다. 아직은 다른 peening 기법 보다 잔류압축응력 부가 측면에서 그 효과가 떨어지지만, water cavitation peening은 열에 영향을 받는 영역이 생성되지 않으며, 기계의 표면 가공을 하는 동안 어떤 미세한 먼지도 생성하지 않아 친환경적이다. 또한 복잡한 외형을 가지는 부품 및 내면에 적용성이 뛰어나고, 표면 정밀도 저하가 낮다는 장점이 있다. 본 연구에서는 조류발전용 블레이드의 재료로 사용하려는 동합금에 대하여 증류수 내에서 water cavitation peening 시간, 거리, 파형 등의 변수를 적용하여 최적 조건을 찾고, 다양한 전기화학적 실험을 실시하였으며, water cavitation peening 부의 부식특성을 평가 하였다. ASTM-G32 규정에 의거하여 압전효과를 용한 진동발생 장치(RB 111-CE)를 이용하여 동합금 표면에 water cavitation peening을 실시하고, 실험 후 표면의 손상거동을 관찰하기 위하여 3D현미경 및 전자주사현미경(SEM)을 사용하였다. 물성치 변화를 확인하기 위하여 SHIMADZU사의 HVM-2 Model의 비커스 경도기를 이용하여 표면 경도값을 측정하였다. 전기화학실험은 각 3회 이상 실시하였으며, Tafel 분석결과로 부식전류밀도와 부식전위의 평균, 부식전위를 알 수 있었고, 음분극 실험결과, 용존산소 환원반응에 의한 농도분극에서 수소가스발생에 의한 활성화 분극으로 진행되는 변곡점을 확일 할 수 있었다.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.9 no.3
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• pp.1-11
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• 2004

To evaluate the applicability of dielectric constant measurement method on the geoenvironmental investigation of subsurface contaminated by landfill leachate, the analysis on dielectric characteristics of sand containing contaminated pore water by landfill leachate was performed. The separate real and imaginary parts of dielectric constant were investigated in the frequency range of 75kHz to 12MHz. The real part of dielectric constant increased at the lower frequency wherea the real part of dielectric constant decreased at the higher frequency as the concentration of leachate increased. These results can be explained by the frequency dependence of space charge polarization and orientation polarization. The imaginary part of dielectric constant on the contaminated sand with leachate increased with their concentration for whole frequency range. These results are caused by the increase of energy loss due to the enhancement of conduction in soil with leachate concentration. The results in this study indicate that the dielectric constant measurement method has potential in evaluating the contaminated soil and pore water by landfill leachate.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.26 no.6
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• pp.1-13
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• 2022

This study aims to investigate the feasibility of the half-cell potential (HCP) measurements on the concrete surface for evaluation of corrosion rate (or corrosion levels) of reinforcing steel in concrete. A series of experimental study is performed to measure HCP (or corrosion potential, E_corr) and corrosion current density (i_corr) of reinforcing steel in concrete cube specimens, with a side length of 200 mm. Various corrosion levels in a range of 0% to 20% of the test specimens are accelerated by impressing current to the reinforcing steel in concrete immersed in 3.0 % NaCl solution. HCP is measured in accordance with ASTM C876-15, and corrosion current density is determined by using the Stern-Geary equation and measured polarization resistance measured by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). As a result, a numerical formula that relates HCP and i_corr in the test specimen is established by a regression analysis of the measured data in this study. It is observed that HCP is linearly correlated with log(i_corr) with a R² greater than 0.87, which is less affected by the experimental variables such as concrete mixture proportion, diameter of reinforcing steel and the amount of applied current in this study. These results exhibit that HCP measurements could be effective for evaluation of corrosion rate (or corrosion levels) of reinforcing steel in concrete in the case of exposed to a certain consistent environment.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.55 no.3
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• pp.364-372
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• 2011

The corrosion inhibition of imatinib mesylate (IMT) on mild steel in 0.25 M sulphuric acid has been studied using gravimetric and potentiodynamic polarization techniques at various concentrations of inhibitor, temperature and fluid velocities. The results obtained showed that, inhibition efficiency (% IE) increases with increasing concentration of the inhibitor. The adsorption process on mild steel surface follows Langmuir adsorption isotherm. The values of Gibbs free energies of adsorption obtained suggest that, the adsorption process of IMT on mild steel is chemisorption. Thermodynamic parameters were evaluated and discussed. The electron orbital density distribution of HOMO and LUMO of IMT was used to discuss the inhibition mechanism. FT-IR spectroscopy and SEM images were used to analyze the surface adsorbed film.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.38 no.7
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• pp.678-682
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• 2001

복합 페롭스카이트(P $b_{1-x}$C $a_{x}$)(C $a_{1}$3/N $b_{2}$3/) $O_3$(0.6$\leq$x$\leq$0.8) 세라믹스의 마이크로파 유전특성과 결합원자가사이의 관계에 대하여 고찰하였다. 유전상수(K)는 Ca 치환량이 증가함에 따라 A-자리의 이온반경 세제곱에 비례하여 감소하며, Qf 값은 증가하였다. Ca 치환량이 증가함에 따라 관찰된 이온분극률($\alpha$$_{obs}$)과 이론적인 이온분극률($\alpha$$_{theo}$) 사이의 편차는 3.47%에서 6.37%로 증가하였다. 이는 A-자리 결합원자가의 감소에 따른 결합강도의 감소로 해석하였다. 소결시편의 공진주파수의 온도계수(TCF)는 AB $O_3$페롭스카이트 화합물의 A-자리 결합원자가에 의존하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.1219-1220
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• 2015

마이크로, 나노유체 (micro-, nanofluidics)을 이용한 종이 기반 분석 소자 (paper-based analytical devices, micro-PADs)에 대한 관심이 증가하고 있다. 종이 기반의 분석 소자는 초저가의 비용과 간단한 공정 방법으로 인하여 상용화 컨셉의 바이오센서로 각광받고 있다. 하지만, 종이 기반의 분석 소자는 낮은 검출 한계 (limit of detection, LOD)와 민감도 (sensitivity)의 제한이 있다. 그로 인해 우리는 이온 선택적 투과층 (ion permselective membrane, i.e. Nafion)을 종이 기반의 분석 소자와 결합하여 이온 농도 분극 (ion concentration polarization, ICP) 현상을 구현하여 낮은 검출한계와 민감도를 개선할 수 있었다. 접착력이 있는 테이프 표면에 이온 선택적 투과층을 패터닝 (patterning)하여 종이 기반 분석 소자와 결합하여 매우 간단하게 소자를 제작할 수 있었다. 따라서 종이 기반의 채널 양단에 직류 전압을 인가했을 때 발생하는 ICP 현상으로 인하여 형광 물질 (fluorescence dye)이 농축(preconcentration)되는 것을 확인할 수 있었다. 구체적으로, 초기 농도가 1.55 nM인 형광 물질을 이용하여 200 V의 외부전압을 인가했을 때, 500 초 이내에 1000 배 이상의 농축비를 얻을 수 있었다. 따라서, 외부 전압을 상용화된 건전지 출력값으로 낮출 수 있다면 다양한 종이 기반 분석 소자와 간단한 결합 방법을 통해 상용화 컨셉의 바이오센서로도 구현이 가능할 것이다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.39 no.3
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• pp.1-8
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• 2002

In order to study electric properties of (Pb$\_$0.9/La$\_$0.1/)Ti$\_$0.975/O$_3$(PLT (10)) films with varying excess lead concentration (7.5, 10, 12.5, 15 ㏖% excess lead), the PLT films were deposited by sol-gel process. DTA analyses reveal that the crystallization temperature of the precursor powers decreased with increasing amount of excess lead. XRD patterns of PLT reveal pure perovskite structure and the preferred orientation increased with increasing Pb content in the films. With increasing amount of excess P$\_$b/, the relative permittivity ($\xi$$\_$r/) increased and leakage current density at 100 ㎸/cm transformed 4.01$\times$10$\^$-5/, 2.42$\times$10$\^$-6/, 1.27$\times$10$\^$-6/, 1.56$\times$10$\^$-6/A/㎠ respectively. In the results of hysteresis loops measured at 166 kV/cm, the remanent polarization (P$\_$r/) and the coercive field (E$\_$c) are 6.36$\mu$C/cm and 58.7 ㎸/cm, respectively (at 12.5 ㏖% excess P$\_$b/) With increasing amount of excess Pb, the remanent polarization for PLT thin film degraded to about 44%, 27%, 15%, 16% of the initial value after 10$\^$9/ cycles./TEX>) With increasing amount of excess Pb, the remanent polarization for PLT thin film degraded to about 44%, 27%, 15%, 16% of the initial value after $10^{9}$ cycles.