• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.7
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• pp.701-706
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• 2015

In this study, experimental and computer simulation results are compared and analyzed. Three-dimensional (3D) fabricated matrices from an MJM 3D printer were joined with poly-acetate thermoplastic polymers using a diode laser. A power range of 5-7 W was used to irradiate the boundary of two polymers. The heated polymers flowed into the matrices of the 3D fabricated structure, and reliable mechanical joining was achieved. Computer simulation showed the temperature distribution in the polymers, and flow direction was estimated based on the flux and temperature information. It was found that the more than the minimum energy threshold was required to effectively join the polymers and that two scans at low-speed were more effective than four scans at high speed.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.9 no.4
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• pp.159-168
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• 2005

This study carries out a finite difference nonlinear analysis of anisotropic advanced composite plate structures with various layer sequences. In the numerical analysis of various mechanical problems involving complex partial differential equations, the finite difference method (FDM) developed in this study has an advantage over the finite element method in its ability to avoid mesh generation and numerical integration. Many studies in FDM have been made on clamped or simple boundary conditions using merely an energy approach. These approaches cannot be satisfied, however, with pivotal points along the free boundary. Therefore, this study addresses the nonlinear problem of anisotropic plates by adopting a finite difference modeling elimination of pivotal difference points in the case of a free boundary condition. Complex nonlinear behaviors of composite plate structures for various parameters, especially for layer sequences, are analyzed using the proposed approach.

• Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
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• v.10 no.4
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• pp.267-272
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• 2005

We deposited thin films of organic light-emitting-material $Alq_3$(alumina quinoline) on silicon and slide-glass substrates using thermal evaporation method, and measured spectra of ellipsometry angles ${\Delta}$ and ${\Psi}$ in the photon-energy range of 1.5~5.0 eV using a variable angle spectroscopic ellipsometer. The optical constants, refractive index and extinction coefficient, of $Alq_3$ were determined via the dispersion parameters extracted from the curve-fitting process based on Jellison-Modine dispersion function. The reliability of determined optical constants were verified through the comparison of measured and simulated transmittance curves and the good agreement between simulated absorption-coefficient curves and absorbance spectra measured using a spectrophotometer.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.38 no.1
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• pp.1-7
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• 2014

Nanofluids, suspending nano-particles of various materials, have a good heat transfer characteristics compared with pure base fluids. For the reason, nanofluids have been considered as one of the measure to improve energy efficiency, and studied to apply on a working fluid of a high performance heat exchanger. This study tested thermal conductivities of nanofluids applying diamond nano-powder on DI water, ethylene glycol, and ethyl alcohol. Nanofluids are fabricated by matrix synthetic method, and the volume percent of diamond nano-powder contained in the base fluid are 0.1, 0.3, 0.5, and 1vol%. As a result, thermal conductivities are enhanced with applying diamond nano-power. Especially, the conductivity is highly increased up to 23% at 1vol% nanofluid applying diamond nano-powder on DI water.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.366-366
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• 2012

무기물 나노입자를 포함한 유기 박막인 나노 복합체를 사용하여 제작한 비휘발성 메모리 소자는 공정의 간단함과 낮은 전력구동이 가능하다는 장점 때문에 차세대 비휘발성 메모리 소자로 각광받고 있다. 다양한 나노입자를 포함한 유기 박막을 사용한 비휘발성 메모리 소자에 대한 연구는 많이 진행되었지만, 코어-쉘 나노입자가 poly (methylmethacrylate) (PMMA) 유기 박막에 분산되어 있는 나노 복합체를 활성층으로 사용하여 제작한 비휘발성 유기 메모리 소자의 전기적 특성과 메모리 메커니즘에 대한 연구는 비교적 미미하다. 본 연구에서는 코어-쉘 나노 입자가 PMMA 박막 안에 분산되어 있는 나노복합체를 사용한 비휘발성 메모리 소자를 제작하여 전기적 특성, 정보 유지력 및 메모리 스위칭 동작에 대하여 관찰 하였다. 소자 제작을 위해 hexane 안에 들어 있는 코어-쉘 나노입자를 Chlorobenzene에 용해되어 있는 PMMA에 넣어 초음파 교반기를 사용하여 나노입자를 고르게 분산하였다. 코어-쉘 나노입자가 PMMA에 고르게 분산 된 용액을 전극으로 사용 할 Indium-tin-oxide가 성장된 glass 위에 스핀코팅을 한 후 열처리를 하여 용매를 제거한 후 코어-쉘 입자가 PMMA에 분산되어 있는 박막을 형성하였다. 코어-쉘 입자가 PMMA에 분산된 나노복합체 위에 Al을 상부전극으로 열 증착하여 비휘발성 메모리 소자를 제작하였다. 제작된 소자의 전류-전압 (I-V) 특성을 측정결과는 특정한 두께에서 낮은 전도도 (ON state)와 높은 전도도 (OFF state)가 존재하는 쌍안정성 특성을 확인하였다. 코어-쉘 나노입자가 포함되지 않은 소자에서는 쌍안정성 특성이 보이지 않아 코어-쉘 나노입자가 비휘발성 메모리 소자의 기억 특성을 나타내는 중요한 저장 매체가 됨을 알 수 있었다. 제작된 메모리 소자의 메모리 동작에 대한 메커니즘 설명은 I-V와 에너지 밴드 구조를 사용하여 설명할 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.317-317
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• 2012

사파이어는 우수한 광학적, 물리적, 화학적 특성을 가지고 있는 물질 중의 하나이며, 청색 발광특성을 나타내는 GaN와 격자상수, 열팽창 계수가 가장 유사할 뿐만 아니라 가격도 상대적으로 저렴하여 GaN 성장을 위한 기판으로 사용된다. 실제로 사파이어는 프로젝터와 전자파장치, 군사용 장비 등 다양한 분야에 응용되고 있으며, 발광 다이오드(LED)를 위한 기판으로 활용됨으로써 그 수요가 급격히 증가하고 있다. 그러나 사파이어 결정의 성장 중에 생길 수 있는 전위(dislocation)와 적층결함(stacking fault) 등의 결정 결함들은 결정 내에 존재하여 역학적, 전기적 성질에 큰 영향을 미칠 수 있다. 특히 사파이어가 청색 발광소자의 기판으로 사용되는 경우, 사파이어 기판 내부의 결정 결함은 증착되는 박막 특성에 영향을 미치게 된다. 따라서 사파이어의 보다 나은 응용을 위해서는 결함의 형성 메커니즘과 결정 결함의 평가기술 등에 대한 이해가 필요하고, 특히 결함의 정량적 평가 기술의 개발은 사파이어의 상용화에 중요한 핵심요소 중 하나이다. 결정 내 결함이 위치하는 부분은 분자나 원자간의 결합이 약하거나 높은 에너지 상태이므로, 결정의 표면을 적절한 산이나 염기 등을 이용하여 에칭하면 에칭반응은 결정의 전위 위치에 해당하는 부분부터 일어나 결정의 표면에 에치핏을 형성한다. 따라서 결정 표면에 나타나는 에치핏의 개수를 관찰하면 결정의 전위 밀도 파악이 비교적 간단하고, 에칭반응의 이러한 특징은 전위의 정량적 평가에 이용이 가능하다. 본 연구는 4인치 사파이어 조각기판을 수산화칼륨(KOH)으로 습식에칭 후 표면에 나타나는 에치핏의 형성거동과 이의 시간 및 온도 의존성에 관한 연구를 진행하였다. 또한 단결정의 전위밀도를 예측하기 위해 사파이어 조각시편의 단위면적당 에치핏의 개수를 파악하여 에치핏밀도(EPD, etch pid density)를 계산하였고, 값의 불확도(uncertainty)를 계산하여 전위밀도의 신뢰도를 평가하였다. 그 결과, 사파이어 조각시편의 에치핏밀도는 단위면적($cm^2$)당 약 ${\sim}10^2$개로 확인되었고, 이 값은 약 2%의 상대불확도를 가지는 것으로 나타났다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.56 no.6
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• pp.692-699
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• 2012

The aim of the present study is to explore the possibility of utilizing loess and fly ash as well as activated carbon for the adsorptive removal of PCBs in transformer oil. Here, we investigated the effect of various factors such as temperature (5, 25, 55), contact time (30 min-3 day) and adsorbent does (1, 2.5, 5, 10 g) in detail. It was found that PCBs adsorption rate from transformer oil by activated carbon is more favored than loess at the equilibrium time of 60 minutes. The equilibrium data for both activated carbon and loess is fitted well to the Freundlich isotherm model. The rate constant and activation energy of PCBs adsorption in transformer oil on each adsorbent was analyzed by fitting a kinetic model at 5, 25 and $55^{\circ}C$. From the thermodynamic parameters, the PCBs adsorption process for transformer oil/activated carbon and loess system is spontaneous and endothermic in nature.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.338-338
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• 2012

사파이어 ($Al_2O_3$)는 높은 밴드갭 에너지 (~19.5 eV)를 가진 물질로서 우수한 내마모성, 강도, 전기 절연성 및 안정한 화학적 특성을 갖고 발광다이오드 기판, 보석재료 등 각종 산업 및 기술적 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 플립칩 발광다이오드 구조의 경우 광추출효율을 향상시키기 위해 높은 투과도를 갖는 사파이어 기판이 요구되어 왔으며, 지금까지 건식/습식식각방법을 이용한 사파이어 표면에 마이크로 크기의 심한 거칠기 또는 요철이 형성된 나노크기의 격자구조를 형성시키는 연구가 진행되어 오고 있다. 그 중, 나노 크기의 격자구조는 공기에서 반도체 기판까지 선형적인 유효굴절률 분포를 갖기 때문에 표면에서 생기는 Fresnel 반사 손실을 줄일 수 있다. 이러한 구조를 형성하기 위해서는 식각 마스크가 필요한데, 형성 방법으로 레이저 간섭 리소그래피, 전자빔 리소그래피, 나노임프린트 리소그래피 등이 있으나, 비싼 가격과 복잡한 공정 절차 등의 단점을 지니고 있다. 따라서 본 연구에서는 식각 마스크 패턴을 위해, 보다 저렴하고 간단한 실리카 나노구 및 열적응집 금 나노 입자를 이용하였다. 양면 폴리싱 c-plane 사파이어 기판을 사용하였고, 단일 층의 주기적인 실리카 나노구를 기판 표면에 스핀코팅에 의해 도포한 후 유도결합플라즈마 식각 장비를 이용하여 식각하여 주기적인 패턴을 갖는 렌즈모양의 격자구조를 형성하였다. 그리고 주기적으로 형성된 격자 위에 열 증착기를 이용하여 금 박막을 증착한 후 급속열적어닐닝(rapid thermal annealing)을 이용하여 열처리함으로써 비주기적인 금 나노입자를 형성시켰다. 형성된 금 나노패턴을 이용하여 동일한 조건으로 식각함으로써 광대역 및 전방향성 높은 투과도를 갖는 원뿔 모양의 사파이어 나노구조를 제작하였다. 제작된 샘플의 패턴 및 식각 형상은 전자현미경을 사용하여 관찰하였으며, UV-vis-NIR 분광광도계 (spectrophotometer)를 사용하여 투과율을 측정하였다. 렌즈 모양 표면 위에 원뿔모양의 나노구조를 갖는 사파이어 기판은 일반적인 사파이어 기판보다 향상된 투과율 특성을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.52 no.6
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• pp.727-735
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• 2014

For improved sustainability of the biorefinery industry, biorefinery-byproduct glycerol is being investigated as an alternate source for hydrogen production. This research designs and optimizes a hydrogen-production process for small hydrogen stations using steam reforming of purified glycerol as the main reaction, replacing existing processes relying on steam methane reforming. Modeling, simulation and optimization using a commercial process simulator are performed for the proposed hydrogen production process from glycerol. The mixture of glycerol and steam are used for making syngas in the reforming process. Then hydrogen are produced from carbon monoxide and steam through the water-gas shift reaction. Finally, hydrogen is separated from carbon dioxide using PSA. This study shows higher yield than former U.S. DOE and Linde studies. Economic evaluations are performed for optimal planning of constructing domestic hydrogen energy infrastructure based on the proposed glycerol-based hydrogen station.

• KIEAE Journal
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• v.15 no.6
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• pp.57-62
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• 2015

Purpose: This study, which is based on the investment payback periods, aims to suggest the proper insulation level which can be adapted to the Defense Military Facility Criteria regarding the military residential condominiums. For the energy performance simulation, it is required to collect the residential data regarding the military condominiums and climatic data concerning the regions they belongs to. The estimates through energy performance simulation are the regional heating loads and the heating transmission coefficients of building components. Method: With the heating loads, the annual heating cost saving per square meters is assessed. With the heating transmission coefficients of building components, the additional insulation installment cost per square meters is evaluated. With two outcomes, one as an annual value and the other as a present value, the investment payback period is calculated. Result: In result, it could be concluded that 55~70% insulation ratio can lead a superior residental environments as well as be contributed to the national policy associated with zero-energy buildings because the estimated investment payback period is shorter than the life span of the military residental condominiums. This upshot can be used as a foundation to enactment the Defense Military Facility Criteria associated with military residential condominiums.