• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.57-57
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• 2011

저차원 나노구조인 자발형성 양자점은 그 우수한 전기적, 광학적 특성으로 많은 주목을 받고 있다. 이미 양자점을 이용한 소자들의 우수성이 입증이 되고 있다. 그러나 양자점의 형성은 단결정 기판 위에서 Stranski-Krastanow 성장 방법을 통해 일어나기 때문에 성장표면에 존재하는 표면 계단구조 등의 국부적인 표면 불균일성에 의해서 모두 동시에 형성되는 것은 아니다. 표면 핵생성의 시간차에 의해 양자점의 크기 불균일성이 나타나게 되며 이는 양자점의 우수성을 저해하는 요인이 된다. 특히, 비정상적으로 크게 성장된 양자점은 내부에 전위 등의 결정결함을 내포하게 되고, 양자점의 우수한 광특성을 손상시키는 주 요인이 된다. 양자점의 우수한 광특성을 소자로 응용하기 위해서는 이러한 비정상적으로 큰 양자점이 없으면서 균일한 양자점을 성장하는 것이 매우 필요하다. 본 발표에서는 그 동안 본 연구실에서 제안한 새로운 양자점 성장 방법에 대한 소개를 하고자 한다. 유기화학금속화학성장(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 도중에 V족 소스가스인 $AsH_3$의 주입을 주기적으로 끊어 주는 새로운 성장 방법(Periodic Arsine Interruption; PAI)을 제안하였다. 이 방법을 통해서 비정상적으로 형성되는 큰 양자점을 완전히 제거할 수 있었다. $AsH_3$을 끊어주는 시간 동안에 표면에서 As의 탈착을 유도하여 표면을 In-rich 쪽으로 유도하였고, 이렇게 함으로써 성장 표면에너지를 높은 쪽으로 바꾸어 줌으로써 핵생성을 위한 표면 roughening이 시작되는 것을 억제하였다. 이렇게 함으로써 미리 핵생성이 되어 비정상적으로 크게 성장하는 양자점으로 억제하면서 거의 동시에 모든 양자점이 핵생성되게 유도하였다. $AsH_3$의 주입 방법의 변화에 따른 양자점의 형성 거동을 연구함으로써 PAI 의 메카니즘을 이해할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제24권5호
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• pp.562-565
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• 2013

고순도의 알루미늄 호일은 전기화학적 에칭을 통해 표면적을 증가시킨 후 전해 커패시터의 양극으로 사용된다. 그러나 산화 피막의 결함 및 에치 피트의 불규칙 생성에 의해 성장된 에치 피트의 분포는 불균일하며 이러한 불균일 형태는 알루미늄 넓은 표면적 분포에도 불구하고 여러 형태의 적용을 어렵게 만든다. 본 연구에서는 알루미늄의 선택적 에칭을 위해 포토리소그래피 방법으로 제작된 패턴 마스크를 사용하여 알루미늄 표면에 균일성을 갖는 보호층을 형성시켰다. 균일한 패턴을 갖는 알루미늄을 용액의 온도 및 전류밀도 등의 조건을 변경하여 실험하였고, 알루미늄 표면에 다양한 크기($2{\sim}5{\mu}m$)의 균일성을 갖는 에치 피트의 형성을 확인할 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제16권3호
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• pp.34-39
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• 2002

본 논문에서는 수면파(Surface wave)와 수중파 (Internal wave)간의 동적 상관관계에 관하여 수행된 연구결과를 정리하였다. 표면파의 비선형 문제는 파의 경사매개변수를 2차원으로 가정하여 해석하였으며, Cauchy 문제는 불균일 조류상의 균일 수면중력파에 대하여 해석하였다. 또한, 파의 경사, 주기의 범위(Frequency range) 그리고 자유표면하의 조류의 분포들간의 조화에 대한 연구가 수행되었으며 해류 및 이동파와 연계되어 수중파의 최전 후방에 형성될 수 있는 정적 파형 (Steady wave pattern)이 수면파형에 포함되었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.206-206
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• 2015

자동차 외장 부품은 미려한 외관과 경량화를 통한 연비향상을 위해 ABS수지 위에 다층 도금 공법이 적용된다. 하지만, 필드에서 종종 도금층의 부식에 대한 문제가 야기 되고 있다. 부식문제의 한 인자로 도금 두께의 불균일성을 들 수 있다. 도금공정에서 용액의 유동성, 제품이 걸리는 위치, 도금액의 불순물 등등 여러 가지 현장요소로 인해 도금 두께 편차가 생겨난다. 이러한 현장 요소와 함께 피도금물의 외형 형상 또한 도금 불균일의 주요한 원인이 된다. 특히, 제품 모서리 부분에서는 문제가 되는 과도금 현상이 쉽게 발생한다. 따라서, 도금 두께 편차를 줄이기 위해서는 도금 현장 요인을 분석하는 것도 중요하지만, ABS 제품의 외형 형상 디자인에 있어서 체계적인 접근이 필요하다. 그러나, 디자인의 구조적인 접근을 위해 현장에서 검증하려면 많은 비용과 시간이 소요된다. 이에 본 연구에서는 모서리 부분에서의 과도금 현상을 시뮬레이션을 활용하여 형상관점에서 과도금 형태 및 원인을 분석하고자 하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권8호
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• pp.1793-1798
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• 2005

액정 디스플레이 소자의 디렉터 내에서 결점을 모델링 할 수 있는 fast Q-텐서법을 이용하여 불균일한 표면에서 발생할 수 있는 결점의 발생과 움직임에 대한 모델링을 하였다. 결점을 모델링하기 위하여 $1{\mu}m$ 단차의 전극을 가진 수직배향셀을 이용하였다. 모델링을 통하여 단차에서 발생하는 액정 디렉터 내에서의 결점의 발생과 결점선을 확인할 수 있었으며 이러한 결과는 실험을 통하여 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제19권6호
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• pp.298-304
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• 2009

고온 열수송시스템용 구조재료인 Inconel 617의 표면 처리에 따른 고온물성 개선에 대한 연구를 수행하였다. 표면처리 방법으로는 Inconel 617 기판 상에 급속가열(RTP) 및 수열처리를 통한 균질산화물 형성과 물리적 기상증착법(Arc discharge)법에 의한 TiAlN(두께 약 $2{\mu}m$ 박막 코팅을 적용하였다. 불균질 산화물($Cr_2O_3$) 형성 억제에 미치는 표면처리의 효과 및 표면 미세구조가 물성에 미치는 영향에 대해 알아보기 위해 표면처리된 Inconel 617 시편들을 $1000^{\circ}C$, 대기중에서 열처리 하였으며, 열처리된 시편들에 대해 고온 상형성 및 미세구조를 비교 분석하였다. RTP와 수열처리를 통한 표면산화물 형성보다는 TiAlN 박막 증착을 통한 보호피막의 형성이 Inconel 617 표면에서 생성되는 불균일 $Cr_2O_3$ 막의 성장을 효과적으로 억제할 수 있어서 더 균질한 미세구조와 가장 우수한 내마모 특성을 나타내었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.91-91
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• 2018

스마트폰 및 카메라 케이스 등에 널리 적용되고 있는 알루미늄은 내식성, 내마모성과 같은 물리적, 화학적 성질이 우수하지 못하여 이를 향상시키기 위해 양극산화법이 산업적으로 널리 이용되고 있다. 알루미늄에 양극산화법을 적용하면 강도, 내마모성 및 내식성이 향상될 뿐만 아니라 알루미늄 표면에 규칙적으로 배열된 30nm~100nm 크기의 pore에 염료를 흡착시켜 다양한 색상의 외관을 가지는 양극산화피막을 형성시킬 수 있다. Pore간의 간격은 수십 nm~수백 nm 정도이며, pore의 크기와 간격 및 깊이는 양극산화조건(양극산화 전압, 전해액의 종류와 농도 및 온도)에 의해 크게 변화한다. 본 연구에서는 CTSA를 통한 AA5052합금의 양극산화 착색처리와 내식성의 개선 여부를 조사하였다. 알루미늄은 Al5052에는 Mg 외에, 소량의 Si을 포함하고 있다. 이 Si는 알루미늄 표면에 석출물 형태로 존재한다. 이 Si 석출물은 양극산화 시 기지상의 알루미늄 표면의 pore 형성을 방해하는 원인이다. 이러한 Si 석출물의 존재가 균일한 pore 형성을 방해하게 되고, 불균일한 포어를 가지는 표면은 착색처리 시 색상의 편차를 크게하는 원인이 되어 불량률을 높인다. 이러한 요인을 개선하기 위해 CTSA의 처리조건을 최적화 하였다. Al5052 합금을 이용하여 에칭, 디스머트, CTSA처리를 실시하였다. $55^{\circ}C$ 100g/L NaOH 용액에서 에칭을, $25^{\circ}C$ 10 vol.% $HNO_3$ 용액에서 디스머트를 실시한 다음, CTSA의 조건을 다르게 하고 SEM을 통해 Si 석출물의 감소율을 비교하였다. CTSA조건으로는 시간(60s, 180s, 300s), 농도(10%, 20%, 30%, 40%) 및 온도($25^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, $60^{\circ}C$)를 변화시켰으며, CTSA 처리 전과 후의 시편의 위치를 동일하게 하여 비교하였다. 결과 적정 시간, 농도, 온도 조건하에 pore를 불균일하게 하는 Si 석출물들이 제거되는 것을 확인할 수 있었다. CTSA 처리는 온도가 높을수록, 시간이 길수록, 농도가 적당히 진할수록 석출물이 잘 제거되는 것을 확인하였다. 또한 CTSA처리가 알루미늄의 내식성에 미치는 영향을 확인하기 위해서 침적시험에 의한 무게감소율 및 전기화학측정을 실시하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.592-592
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• 2012

태양전지에서 고효율 달성을 위해 태양광을 더 많이 활용하기 위해서는 태양전지 표면에서의 광 반사를 줄여야 하는데 가장 효과적인 방법은 실리콘 기판의 wet etching 공정을 통한 텍스쳐링이다. 태양전지에서 가장 많이 사용되는 파장대역은 가시광선 영역인데 555 nm 파장에서 실리콘 표면의 total reflectance는 30.1%로 매우 높고 diffuse reflectance는 0.1%로서 무시할만큼 적다. 하지만 wet etching을 한 후 total reflectance는 18%까지 감소하였고, diffuse reflectance는 16%까지 증가하였다. 결정면에 따른 식각선택성을 이용하는 이방성 etching으로 V groove 모양의 표면형상을 얻을 수 있었고, 후속 등방성 etching을 하여 U groove 표면형상을 얻을 수 있었다. 또한 wet etching의 문제점중의 하나는 반응중에 생성되는 수소기체가 실리콘 표면에 부착되어 etching이 불균일하게 진행되는 것인데 초음파를 사용하여 이 문제를 해결하였다. 그리고 Etchant의 성분용액중 하나인 IPA의 농도조절을 통해 표면에 형성되는 피라미드의 크기를 조절할 수 있었다. 본 연구에서는 실리콘 표면형상의 각각 서로 다른 크기와 모양에 따라 태양전지를 만들었을 때 빛의 활용 측면에서 어떤 변화가 있고 얼마만큼의 효율변화가 있는지에 대해서도 알아보았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7941-7948
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• 2015

열차 운행시에 발생하는 전동소음은 열차 차륜과 레일 표면조도의 불균일성에 의하여 가진된 진동에 의해 발생된다. 따라서 열차 전동소음의 전달, 예측 및 분석을 위해서는 차륜과 레일표면의 음향조도(acoustic roughness)의 정확한 측정과 분석이 필요하다. 그러나 현재의 레일표면의 조도측정을 위한 장치와 방법은 작업자의 수작업에 의존한 트롤리 장치를 사용함으로써, 불일정한 측정속도와 흔들림과 같은 불안정한 인터페이스를 야기하여 측정값의 오차와 외란을 증대시키는 단점을 지닌다. 본 논문은 철도궤도의 레일상에서 자율 정속 주행하면서 레일표면의 음향조도를 측정하는 자동화 측정장치 및 플랫폼을 개발함으로써, 측정정밀도를 향상시키고 측정값의 불균일성을 감소시켰다. 또한 측정값의 신뢰도와 정확도 향상을 위해 동일한 복수의 변위센서 적용법을 제안하였으며 표준레일구간의 현장측정을 통해 동일 변위센서로부터 융합된 데이터의 정확성을 검증하였다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.346-349
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• 1998

1.0 dtex이하의 섬도를 갖는 극세사 섬유는 수분율이 높아 촉감이 부드러우며 드레이프성이 우수하고 실크같은 광택효과를 갖고 있다. 그러나 극세사는 저온에서도 염착이 일어나며 넓은 표면적으로 인하여 염착속도가 빨라 불균염이 일어나기 쉽다. 또한 섬유의 직경이 작아 표면적이 넓기 때문에, 동일한 색상을 얻기 위해서는 다른 섬유로 된 직물에 비해 과량의 염료가 필요하게 되고 이로 인하여 낮은 견뢰도를 나타내며 오염물질이 고농도인 염색폐수를 방출하게 된다.(중략)