• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.159.2-159.2
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• 2014

간접띠간격(indirect bandgap)을 갖는 층상형 반도체 $MoS_2$는 두께가 줄어들어 단일층이 되면 층간 상호작용의 변화로 인해 ~1.8 eV의 직접띠간격(direct bandgap)을 갖게 된다. 이러한 초박형 $MoS_2$의 발광 특성을 활용하기 위해서는 원자 크기 수준에서 두께와 물성을 조절할 수 있는 화학적 표면개질법에 대한 이해가 필요하다. 최근 아르곤(Ar) 플라즈마를 이용한 $MoS_2$의 층상(layer-by-layer) 식각과 표면제어에 관한 연구결과가 보고되었으나 자세한 반응 메커니즘은 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 산소 플라즈마에 의한 단일층 및 복층 $MoS_2$의 산화반응을 원자힘 현미경(AFM), 광전자 분광법(XPS), 라만 및 광발광 분광법을 통해 관찰하고 반응 메커니즘을 이해하고자 한다. 플라즈마로 생성된 산소라디칼과의 반응시간이 증가함에 따라 $E{^1}_{2g}$와 $A_{1g}$-진동모드에서 기인하는 라만 신호, 그리고 A와 B-엑시톤에서 유래하는 광발광의 세기가 감소함을 확인하였다. XPS와 AFM을 통해 반응이 진행됨에 따라 $MoS_2$의 상층이 $MoO_3$로 산화되면서 나노입자로 응집되어 표면형태가 변화하는 것을 확인하였다. 이 결과는 플라즈마 산화반응을 이용하여 $MoS_2$ 표면에 구조적 결함(defect)과 층상 식각을 유발하고 광발광 특성 제어를 위해 전자구조를 조절할 수 있다는 가능성을 보여준다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.403-403
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• 2012

그래핀(graphene)은 우수한 전기적, 물리적인 특성을 지닌 물질로써 다양한 분야에서 이를 활용하려는 노력들이 활발히 진행되고 있다. 그중 그래핀을 채널로 이용하는 전계효과 트랜지스터(field effect transistor)로의 응용에 있어, 가장 핵심적인 도전과제는 전하농도(carrier concentration)의 제어 및 에너지 밴드갭(energy bandgap) 형성이라 할수 있다. 최근 다양한 물질을 이용한 도핑을 통해 이를 해결하기 위한 노력들이 진행되고 있는 추세이다. 본 연구에서는 열화학 기상 증착법(Thermal chemical vapor deposition)을 통해 합성된 단일층의 그래핀에 염화니켈 나노입자의 분산액을 스핀코팅 한후 열처리를 통해 그래핀-니켈 나노입자의 하이브리드 구조를 제작하였다. 제작된 그래핀-니켈 나노입자 하이브리드 물질의 구조적 특징을 주사 전자 현미경(Scanning electron microscope)과 원자힘 현미경(Atomic force microscopy)을 통하여 확인하였다. 또한 니켈 분산액의 농도와 도핑효과 와의 상관관계를 라만분광법(Raman spectroscopy)과 이온성 용액법(Ionic liquid)을 이용한 전계효과 특성분석을 통해 조사하였다. 나노입자의 형성 메커니즘은 X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)을 통하여 규명하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.404-404
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• 2012

저차원계 탄소 동소체는 특유의 구조에서 기인하는 우수한 물리적 성질로 인해 각광받고 있는 물질이다. 탄소원자가 육각형 격자 모양을 지닌 2차원계 물질인 그래핀(graphene)은 뛰어난 전기적, 물리적, 광학적 성질로 인해 전계효과 트랜지스터(field effect transistors), 투명전극(transparent electrodes), 에너지 저장체, 복합체, 화학/바이오 센서 등 다양한 분야에서 활용을 위한 연구가 진행되고 있다. 또한 그래핀이 튜브형태로 말려있는 1차원계 물질인 탄소나노튜브(carbon nanotube)의 전기적, 열적, 기계적 성질은 이를 전계방출 디스플레이(field emission display), 전도성 플라스틱, 가스 저장체, 슈퍼 커패시터 등에 적용가능하게 한다. 최근 2차원계 물질인 그래핀과 1차원계 물질인 탄소나노튜브의 장점을 극대화하기 위한 복합 나노 구조에 대한 다양한 연구가 진행되고 있는 추세이다[1-5]. 본 연구에서 그래핀-탄소나노튜브 혼성 구조의 제작은 다음과 같이 진행되었다. 우선 열 화학기상증착법(thermal chemical vapor deposition)을 이용하여 그래핀을 합성하였다. 합성된 그래핀은 메타크릴산메탈 수지(polymetylmethacrylate; PMMA)를 이용한 전사(transfer)방법을 이용하여 원하는 기판에 위치시키고, 직류 마그네트론 스퍼터링(DC magnetron sputtering)을 이용하여 탄소나노튜브의 합성을 위한 촉매층을 증착하였다. 이후 열 화학기상증착법을 이용하여 그래핀 위에 탄소나노튜브를 합성함으로써 그래핀-탄소나노튜브 혼성 구조를 제작하였다. 합성된 그래핀-탄소나노튜브의 구조적 특징은 주사 전자 현미경(scanning electron microscopy)을 통해 확인하였고, 촉매의 표면 형상 및 화학적 상태는 원자힘 현미경(atomic force microscopy)과 X선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)을 통해 확인하였다. 또한 제작된 그래핀-탄소나노튜브의 전기적 특성 측정을 통해 나노전자소자로의 응용가능성을 조사하였다.

• 폴리머
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• 제30권5호
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• pp.407-411
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• 2006

액상의 고분자 전구체 polyvinylsilazane (PVS) 혹은 allylhydridopolycarbosilane(AHPCS)를 실리콘 기판 위에 스핀 코팅한 다음, DVD 마스터로부터 제조된 polydimethylsiloxane(PDMS) 몰드를 이용한 자외선 나노임프린트법으로 나노 크기의 고분자 패턴을 제조하였다. 나아가 질소 분위기하에서 $800^{\circ}C$ 열처리함으로써 각각 SiCN, SiC 세라믹 패턴도 제조하였다. 가교된 고분자와 세라믹 패턴의 폭과 넓이를 원자힘현미경(AFM)과 주사전자현미경(SEM)으로 관측한 결과 PVS와 AHPCS의 패턴 높이는 각각 38.5%와 24.1%, 패턴 폭은 18.8%와 16.7%의 수축률을 나타내었다. 즉 전구체의 세라믹 수율이 높을수록 세라믹 패턴 수축률은 낮아졌고, 패턴과 기판과의 접착에 의한 수축억제로 이방성 수축현상도 관찰되었다. 본 연구결과는 새로운 세라믹 MEMS 소자제작공정으로서 나노임프린트법의 가능성과 수축률 제어 연구가 필요함을 제시하고 있다.

• 한국진공학회지
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• 제9권3호
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• pp.233-236
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• 2000

TFT-LCD(thin film transistor-liquid crystal display) 패널의 데이터 배선 재료로 사용하기 위하여 AlW(3 wt%)의 Al합금 박막을 dc 마그네트론 스퍼터링 방법으로 유리 기판에 증착하여 열처리전과 열처리 후의 박막 특성을 조사하였다. 또한 TFT-LCD의 식각 공정상에서 발생할 수 있는 chemical attack에 대한 저항성을 확인하기 위하여 순환전압전류법(cyclic voltammetry)을 사용하여 Ag/AgCl 전극에 대한 ITO와 AlW alloy의 전극 전위를 측정하였다. 증착된 박막을 $350^{\circ}C$에서 20분간 열처리하였을 때 AlW 박막은 비저항이 감소하였고 약 $11\;{\mu\Omega}cm$의 다소 높은 비저항 특성을 보였다. 주사전자현미경(SEM)과 원자힘현미경(AFM)으로 표면을 분석한 결과 좋은 힐록방지 특성을 보임을 알 수 있었다. 순환전압전류법을 사용하여 측정한 Ag/AgCl 에 대한 ITO의 전극 전위은 약 -1.8V이었고, AlW alloy의 전위 전극은 W의 wt.%가 3% 이상이었을 때, ITO의 전극 전위보다 작게 나타났다. 따라서 측정된 특성 값을 볼 때 AlW(over 3 wt.%) 박막은 data bus line으로 사용할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국진공학회지
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• 제9권3호
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• pp.237-241
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• 2000

TFT-LCD(thin film transistor-liquid crystal display) 패널의 데이터 배선 재료로 사용하기 위하여 AlNd(2 wt%)의 Al합금 박막을 dc 마그네트론 스퍼터링 방법으로 유리 기판에 증착하여 열처리전과 열처리후의 구조적, 전기적, 식각 박막 특성을 조사하였다. 또한 증착한 박막을 식각하여 그 특성을 조사하였고, ITO를 증착하여 AlNd과의 접촉 저항을 Kelvin resistor를 사용하여 측정하였다. 증착된 박막을 $350^{\circ}C$에서 20분간 열처리 하였을때 AlW박막은 비저항이 감소하였고 약 $4\;{\mu\Omega}cm$의 아주 좋은 비저항 특성을 보였다. 주사전자 현미경(SEM)과 원자힘현미경(AFM)으로 표면을 분석한 결과 좋은 힐록방지 특성을 보임을 알 수 있었다. AlNd의 식각 특성은 아주 좋게 나타났고, ITO와 AlNd의 최저 접촉저항값은 약 $110\;{\mu\Omega}cm$이었다. 측정된 특성들을 바탕으로 AlNd(2 wt.%) 박막의 적용 가능성을 해상도와 화면 크기 측면에서 살펴보았을 때, 25인치 SXGA급 패널에 적용 가능함을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제26권3호
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• pp.21-26
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• 2022

아연은 인체에 유해한 카드뮴을 대체하여 금속재료에 수소가스가 침투하거나 금속재료 내부로부터 수소가 누출되는 것을 방지하기 위한 친환경 코팅 재료로 주목받고 있다. 일반적으로 수성 및 산성 분위기에서 수행되는 아연(Zn) 및 아연 합금의 전기도금은 낮은 쿨롱 효율, 부식 및 수소 누출과 같은 단점이 있어 산업적 이용이 어렵다. 본 연구에서는 염화콜린과 에틸렌글리콜을 이용하여 Deep-eutectic solvent를 합성하고 이를 용매로 사용하여 아연 도금용 전해질을 제조하여 STS 304 기판 위에 전기 도금하였다. 주사전자현미경(SEM)과 원자힘현미경(AFM)을 이용하여 표면 미세구조와 조도를 관찰하였다. X선회절분석(XRD)을 이용하여 도금 막의 결정구조를 분석하였다. 마지막으로 수소를 주입한 STS 304 기판에 최적화된 Zn 도금액을 코팅한 시료의 수소 방출 방지 효과를 분석하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권10호
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• pp.41-47
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• 2008

This study aims to obtain machining characteristics during AFM (Atomic force Microscope) machining of silicon wafers and to monitor the machining states using acoustic emission. As in micro scale machining, two distinct regimes of deformation, i. e. ploughing regime and cutting regime were observed. First, the transition between the two regimes are investigated by analyzing the "pile-up" during machining. As far as in process monitoring is concerned, in the ploughing repime, no chips have been formed and related AE RMS values are relatively low, In the mean time, in the cutting regime, the RMS values are significantly higher than the ploughing regime, with apparent chip formation. From the results, we found out that the proposed scheme can be used for the monitoring of nanomachining, especially for the characterization of nanocutting mode transition.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.294-297
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• 2012

In this work, local oxidation behavior in phosphorous ion-implanted 4H-SiC has been investigated by using atomic force microscopy (AFM). The AFM-local oxidation (AFM-LO) has been performed on the implanted samples, with and without activation anneal, using an applied bias (~25 V). It has been clearly shown that the post-implantation annealing process at $1,650^{\circ}C$ has a great impact on the local oxidation rate by electrically activating the dopants and by modulating the surface roughness. In addition, the composition of resulting oxides changes depending on the doping level of SiC surfaces.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.413-418
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• 2005

This paper proposes a measurement method for the surface of micro-parts by using AFM(Atomic Force Microscope). To this end, two techniques are presented to extend the capacity of AFM. First, the measurement range is extended by using an image matching method based on correlation coefficients. To account for the inaccuracy of the coarse stage implemented in AFM's, the image matching technique is applied to two neighboring images intentionally overlapped with each other. Second, a method to measure the shape of relatively large specimen is presented by using the inherent trigger mechanism due to the atomic force. The proposed method is proved effective through a series of experiments.