• Applied Chemistry for Engineering
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• v.32 no.4
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• pp.442-448
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• 2021

Flow field is an important parameter for polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) performance to have an effect on the reactant supply, heat and water diffusion, and contact resistance. In this study, PEMFC performance was investigated using Cu foam flow field at the cathode of 25 cm² unit cell. Polarization curve and electrochemical impedance spectroscopy were performed at different pressure and relative humidity conditions. The Cu foam showed lower cell performance than that of serpentine type due to its high ohmic resistance, but lower activation and concentration loss due to the even reactant distribution of porous structure. Cu foam has the advantage of effective water transport because of its hydrophobicity. However, it showed low membrane hydration at low humidity condition. The metal foam flow field could improve fuel cell performance with a uniform pressure distribution and effective water management, so future research on the properties of metal foam should be conducted to reduce electrical resistance of bipolar plate.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.310-310
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• 2014

ZnO박막은 넓은 밴드갭 (3.37 eV), 높은 여기 결합 에너지 (60 meV)를 가지는 육방정계 우르자이트(hexagonal wurtzite) 결정구조를 가지는 II-VI족 화합물 반도체로, 가시광선 영역에서의 높은 광학적 투과도 특성과 자외선 파장에서 발광이 가능한 장점을 가진다. 최근, ZnO박막 성장 기술이 상당히 발전하였지만, 아직까지도 p-형 ZnO박막 성장 기술은 충분히 발전하지 못하여 ZnO의 동종접합 LED는 아직 상용화되지 않고 있는 실정이다. 따라서, 많은 연구 그룹에서 p-GaN, p-SiC, p-diamond, p-Si 등과 같은 p-type 물질 위에 n-type ZnO를 성장시킨 이종접합 다이오드가 연구되고 있다. 특히, p-GaN의 경우 ZnO와의 격자 불일치 정도가 1.8 % 정도로 작다는 장점이 있어 많은 연구가 이루어 지고 있다. 일반적으로 c-축을 기반으로 한 극성ZnO 발광다이오드에서는 자발 분극과 압전 분극 현상에 의해 밴드 휨 현상이 발생하고, 이로 인해 전자와 정공의 공간적 분리가 발생하게 되어 발광 재결합 효율이 제한되고 있다는 문제가 발생한다. 따라서, 본 연구에서는 극성 (0001) 및 비극성 (10-10) n-ZnO/p-GaN 발광다이오드의 성장 및 발광 소자의 전기 및 광학적 특성에 대한 비교 연구를 진행하였다. 금속유기 화학증착법을 이용하여 c-면과 m-면 위에 각각 극성 (0001) 및 반극성 (11-22) GaN박막을 $2.0{\mu}m$ 성장시킨 후 Mg 도핑을 한 p-GaN을 $0.4{\mu}m$ 성장시켜 각각 극성 (0001) 및 반극성 (11-22) p-GaN템플릿을 준비하였다. 이후, N2분위기 $700^{\circ}C$에서 3분동안 열처리를 통하여 Mg 도펀트를 활성화시킨 후 원자층 증착법을 이용하여 동시에 극성 및 반극성 p-GaN의 위에 n-ZnO를 $0.11{\mu}m$ 성장시켜 이종접합구조의 발광소자를 형성하였다. 이때, 극성 (0001) p-GaN 위에는 극성의 n-ZnO 박막이 성장되는 반면, 반극성 (11-22) p-GaN 위에는 비극성 (10-10) n-ZnO 박막이 성장됨을 HR-XRD로 확인하였다. 극성 (0001) n-ZnO/p-GaN이종접합 발광다이오드의 전계 발광 스펙트럼에서는 430 nm 와 550 nm의 두 피크가 동시에 관찰되었다. 430 nm 대역의 파장은 p-GaN의 깊은 준위에서 발광하는 것으로 판단되며, 550 nm 피크 영역은 ZnO의 깊은 준위에서 발광되는 것으로 판단된다. 특히, 10 mA 이하의 저전류 주입시 550 nm의 피크는 430 nm 영역보다 더 큰 발광세기를 나타내고 있다. 하지만, 10 mA 이상의 전류주입 하에서는 550 nm의 영역보다 430 nm의 발광세기가 더욱 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이것은 ZnO의 밴드갭이 3.37 eV로 GaN의 밴드갭인 3.4 eV다 작기 때문에 우선적으로 ZnO의 깊은 준위에서 발광하는 550 nm가 더욱 우세하지만, 지속적으로 전류주입 증가에 따른 캐리어 증가시 n-ZnO에서 p-GaN로 전자가 넘어가며 p-GaN의 깊은 준위인 430 nm에서의 피크가 우세해지는 것으로 판단된다. 반면에, 비극성 (10-10) n-ZnO/반극성 (11-22) p-GaN 구조의 이종접합 발광다이오드로 전계 발광 스펙트럼에서는 극성 (0001) n-ZnO/p-GaN에 비하여 매우 낮은 전계 발광 세기를 나타내고 있다. 이는, 극성 n-ZnO/p-GaN에 비하여 비극성 n-ZnO/반극성 p-GaN의 결정성이 상대적으로 낮기 때문으로 판단된다. 또한, 20 mA 영역에서도 510 nm의 깊은 준위와 430 nm의 발광이 관찰되었다. 동일한 20 mA하에서 두 피크의 발광세기를 비교하면 430 nm의 영역은 극성 n-ZnO/p-GaN에 비하여 매우 낮은 값을 나타내고 있다. 이는 반극성 (11-22) p-GaN의 경우 극성 (0001) p-GaN에 비하여 우수한 p-형 특성에 기인한 것으로 판단된다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.6 no.1
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• pp.56-62
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• 1997

Using a rf-magnetron sputtering method, highly c-axis oriented La modified $PbTiO_{3}$ (PLT) ferroelectric thin films with compositions of $(Pb_{1-x}La_{x})Ti_{1-x/4}O_{3}$, where x=0.05, x=0 and x=0.15, have been obtained on (100)MgO single crystal substrate under conditions of low gas pressure. The degree of c-axis orientation of PLT films decreases with increasing gas pressure and with increasing La contant. These films were characterized by X-ray diffraction and SEM. PLT thin films of x=0.05, 0.1 and 0.15 show a low dielectric constant of 218, 246 and 361 at 1 kHz and remanent polarization(Pr) of $9{\mu}C/cm^{2}$, $8{\mu}C/cm^{2}$ and $7{\mu}C/cm^{2}$.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.6 no.2
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• pp.113-118
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• 2003

Processible polyaniline (PAM) dispersions consisting of polyaniline micro-particles, cyclohexanone, and a polymeric surfactant were prepared in a micro-milling machine with various mixing conditions. The electrochemical properties of the dispersion film coated on Pt electrode were investigated by cyclic voltammetry (CV). The electrochemistry of the PAM dispersion coatings was basically similar to a pure PAM coating based on the results of CV. The results of polarization measurements and open circuit potential measurements carried out in $3\;wt.\%$ NaCI solution showed increase in corrosion potential when the PANI dispersion coatings applied on steel surface. Variation of open circuit potential $(OCP,\;V_{OC})$ of the dispersion coating/steel electrodes was observed, which differed with milling conditions. The results demonstrated practical use of the conducting polymer dispersion as a coating material for corrosion prevention of steel.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.3 no.2
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• pp.230-239
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• 1992

Nickel was used as a catalyst for the hydrogen electrode in alkaline fuel cell. The optimum electrolyte concentration and recommendable operating temperature identified from polarization curves were 6N KOH and $80^{\circ}C$, respectively. Comparing the conductivity, apparent porosity and current density at porous hydrogen electrode manufactured with various PTFE additions, the proper content of PTFE was 10wt%. Chemisorption was carried out to define the appropriate surface area. The electrode produced with 10wt% of PTFE and sintered at $340^{\circ}C$ showed more than $200mA/cm^2$ of current density. The morphology of electrode surface was investigated with SEM. Cold pressing, hot pressing, rolling and calendering methods were carried out for manufacturing the electrode, and electrochemical characteristics for each method was studied.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.33 no.2
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• pp.228-234
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• 1996

It is very important to understand the domain structures of ferroelectric BaTiO3 in the poling process. Especially because {111} twinning is frequently observed in most BaTiO3 ceramics it is required to know the relations between the ferroelectric domains and the structural twin. In this study the domain structures of a {111} twinned crystal sample were observed under a polarizing microscope. and the relation between the {111} twin and the domain configurations could be classified into two types of 'V'-shape and linear shape penetrating perpendicular to the twin boundary. Domain formation obeys the symmetry of the {111} twining when a new domain structure is developed by heat treatment and surface deformation due to domain formation is also occured symmetrically between the both sides of the{111} twin boundary. This symmetrical behavior of the domains could be interpreted with the "head-to-tall" orientation of the domains across the {111} twin boundary.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.12
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• pp.1152-1157
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• 1998

The PZT films were deposited on the Pt/Ti/$SiO_2$/Si substrates using multi- target DC magnetron reactive sputtering. The perovskite single phase with the composition close to the stoichiometric one, was obtained even at high substrate temperature of $540^{\circ}C$ by 2-step method, which is that PZT film was deposited for a short time at low substrate temperature ($480^{\circ}C$) to promote the nucleation of perovskite phase by reducing the volatility of Pb oxide molecules, followed by the deposition at the elevated temperature to suppress the excess incorporation of Pb component in the PZT film. This two-step method, in combination with the RTA treatment, gives rise to good electrical properties of the deposited PZT films: remanent polarifaion,$18\mu$C/$\textrm{cm}^2$; coercive field, 45kV/cm; leakage current of 10$^{-4}$ A/$\textrm{cm}^2$ at high electric field of -500kV/cm.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.5 no.5
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• pp.846-853
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• 1995

In order to study electronic structures for locally disordered systems, we have developed a first-principle self-con-sistent-spin-polarized real space band method (TB-LMTO-R), which combines the tight-binding(TB) linear-muffin-tin orbital(LMTO) band rrethod and the recursion(R) rrethod. The TB-LMTO-R rrethod has been applied to fer-romagnetic bec Fe, hcp Co, and fcc Ni. With varying cluster sizes, recursion coefficients, and the order of the TB-Hamiltonian, we have calculated the local density of states(LDOS) and magnetic moments. It is found that the calculation with 5,000 atoms cluster, 40 continued fractions, and the second-order TB-Hamiltonian yields a conver¬gent result in agreement with those from the conventional LMTO. In this way, we have demonstrated a physical transparency of the TB-LMTO-R method as a real space description.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.125-125
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• 2010

극성 [0001] 방향으로 성장된 질화물 기반의 LED (light emitting diode) 는 분극현상에 의해 발생하는 강한 내부 전기장의 영향을 받게 된다. 이러한 내부 전기장은 양자우물 내의 전자와 정공의 공간적 분리를 야기하고 quantum confined Stark effect (QCSE)에 의한 발광 파장의 적색 편이가 발생하며 양자효율의 저하를 가져오게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 InGaN/GaN이나 AlGaN/GaN 양자 우물구조를 GaN의 m-plane (1$\bar{1}$00) 이나 a-plane (11$\bar{2}$0) 등 비극성면 위에 성장하려는 시도를 하고 있다. 그러나 비극성 면의 비등방성 (anisotropy) 으로 인하여 결정성이 높은 비극성 GaN을 성장하는 데에는 많은 어려움이 있다. GaN 층의 표면을 평탄화하고 결정성을 향상시키기 위해서 저온 GaN 또는 AlN 버퍼층을 성장하는 2단계 방법이나 고온 버퍼층을 이용하여 성장하는 연구들이 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 고온 GaN 버퍼층을 이용하여 기존의 2단계 성장과정을 단순화한 비극성 a-plane GaN을 r-plane 사파이어 기판위에 유기금속 화학증착법 (MOCVD)으로 성장하였다. 사파이어 기판위에 AlN 층을 형성하기 위한 nitridation 과정 후 1030 도에서 두께 45 ~ 800 nm의 고온 GaN 버퍼층을 성장하고 총 박막 두께가 2.7 ~ 3 um 가 되도록 a-plane GaN을 성장하여 표면 양상의 변화와 결정성을 확인하였다. 또한 a-plane GaN 박막 성장 시에 성장 압력을 100 ~ 300 torr 로 조절하며 박막 성장의 변화 양상을 관찰하였다. 고온 GaN 버퍼층 성장 두께가 감소함에 따라 결정성은 증가하였으나 표면의 삼각형 형태의 pit 밀도가 증가함을 확인하였다. 또한 성장 압력이 감소함에 따라 표면 pit은 감소하였으나 결정성도 감소하는 것을 확인하였다. 성장 압력과 버퍼층 성장 두께를 조절하여 표면에 삼각형 형태의 pit이 존재하지 않는 RMS roughness 0.99 nm, 관통전위밀도 $1.78\;{\times}\;10^{10}/cm^2$, XRD 반가폭이 [0001], [1$\bar{1}$00] 방향으로 각 798, 1909 arcsec 인 a-plane GaN을 성장하였다. 이 연구를 통해 고온 GaN 버퍼 성장방법을 이용하여 간소화된 공정으로 LED 소자 제작에 사용할 수 있는 결정성 높은 a-plane GaN을 성장할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.23 no.4
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• pp.61-68
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• 2019

As the pollution of water resources deteriorates due to industrialization and urbanization, it is difficult to supply clean water through a water treatment method using chlorine. Therefore, the introduction of advanced water treatment facilities using ozone is on the increase. However, epoxy which is used as waterproofing and anticorrosives and stainless steel used in conventional waterproofing and anti-corrosive methods have deteriorated because of the strong oxidizing power of ozone, causing problems such as leaking. Moreover, it even causes the durability degradation of a concrete. Therefore, in this study, metal spraying system was used as the means of constructing a metal panel with excellent ozone resistance and chemical resistance which is an easier method than an existing construction method. Ozone resistance was evaluated in accordance with the type of metal sprayed coatings to develop a finishing method which can prevent the concrete structure of water treatment facilities from deterioration. Furthermore, electrochemical stability in actual sewage treatment plant environment was evaluated. Experimental results showed that Ti has superior ozone resistance after spraying and the electrochemical stability in the sewage treatment plant environment showed that Ti has the highest polarization resistance of $403.83k{\cdot}{\Omega}{\cdot}cm^2$, which ensures high levels of durability.