• 한국자기학회지
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• 제25권4호
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• pp.117-122
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• 2015

고감도 바이오센서용 거대자기저항-스핀밸브(Giant magnetoresistance-spin valve; GMR-SV) 박막소자의 미세패턴 공정으로 인한 교환결합력과 보자력 약화 문제를 해결하고자 전자사이크로트론 공명(Electron Cyclotron Resonance) Ar-이온 밀링을 이용하여 GMR-SV 박막에 지름 $35{\mu}m$인 원형 모양의 홀(Hole)을 패턴닝 하였다. GMR-SV를 4-단자법으로 측정한 자기저항 곡선으로부터 홀 개수가 많아질수록 자기저항비와 자장감응도는 홀이 없을 때 측정된 초기값과 같은 값을 유지하였고, 교환결합세기와 보자력은 120 Oe에서 190 Oe, 10 Oe에서 41 Oe로 크게 향상되었다. 이러한 현상은 GMR-SV 박막내의 자화용이축과 같은 방향을 띄고 센싱 전류의 방향과 수직인 공간에 위치하는 용이 자구영역(Easy magnetic domain; EMD)의 역할에 기인하는 결과를 보여주었다. GMR-SV 바이오 소자 제작시 폭을 넓게 하고 소자내부에 홀의 개수를 증가시켜 발생하는 EMD 효과가 자기저항특성을 향상시킬 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제25권3호
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• pp.95-104
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• 2022

상용 리튬이온전지의 에너지밀도 한계와 안전성 이슈로 불연성 전고체전지 개발이 현안이 되고 있다. 특히, 전기자동차를 위한 차세대 이차전지에 황화물 고체전해질의 적용 가능성이 높아지면서, 고체전해질의 대량생산과 저가격화를 위한 노력 또한 활발해 진행되고 있다. 황화물 고체전해질에 관한 현재까지의 대부분의 연구에서는 조성 및 불순물 제어가 용이하고 균질화와 열처리 시간을 줄일 수 있는 고에너지 기계적 밀링법을 이용하여 열역학적으로 안정한 상 및 준-안정한 상에 대한 탐색을 수행해 왔다. 이를 통해 액체 전해질의 리튬이온전도도를 능가하는 다양한 황화물 고체전해질이 보고되어, 고에너지밀도 고안전성 전고체전지 구현에 대한 기대가 커지고 있다. 그러나, 고에너지 기계적 밀링법은 대량생산에 따른 동일 물성 획득이 쉽지 않고, 입도나 형상 제어가 용이하지 않으며, 분쇄-분급 과정에서 물성의 열화가 발생하는 단점이 알려져 있다. 이에 비해 대량생산과 저가격화에 유리한 습식 합성기술은 아직 다양한 고체전해질 제조에 응용되지는 못하고 있다. 습식 합성기술에서는 입자형, 용액형, 또는 혼합형으로 전구체를 합성하고 용매를 제거한 후 열처리하는 공정을 통해 제조하고 있으나, 전구체의 형성 메커니즘에 대한 명확한 규명도 아직 이루어지지 않고 있다. 본 총설에서는 용매 내 원료들의 반응 메커니즘을 중심으로 한 황화물 고체전해질의 습식 합성기술 동향을 살펴보고자 한다.

• 한국자기학회지
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• 제15권2호
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• pp.61-66
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• 2005

서브 마이크론 크기의 셀을 제조하기 위하여 종래의 방식인 전체시료구조를 증착한 후 이온밀링 방식으로 제조하는 대신에 Pt 스텐실 마스크 공정과 e-beam 리소 및 습식 식각 공정을 이용하여 배치형 submicron 셀을 lift-off 방식으로 제조하였다. $500nm{\times}500 nm,\;200nm{\times}300 nm$ 크기에 $CoFe(30 {\AA})/Cu(100{\AA})/CoFe(120{\AA}$) 3층 구조를 셀내에 증착하고 수직전류를 인가하여 자기저항 특성을 조사하였다. 자기저항 특성은 두 자성층의 보자력 차이를 이용하여 스핀의 반평형 구조를 유도하여 슈도 스핀밸브이며 각 셀의 크기에서 1.1, $0.8{\%}$의 자기저항비가 얻어졌다. 또한 전류인가에 따른 저항변화로부터 스핀전달 효과에 따른 스위칭 변화가 일어남을 확인하였으며, 이 구조에서 저항의 변화로부터 측정된 임계전류밀도는 약 $7.65{\times}10^{7}A/cm^2$였다.

• 자원리싸이클링
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• 제19권1호
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• pp.27-32
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• 2010

리튬이온전지의 양극 전자전도도를 향상시키기 위하여 탄소제를 첨가할 때 기존의 혼합법과는 다르게 abrasive milling에 의하여 $LiCoO_2$ 양극 활물질에 흑연을 균일하게 분산시켜서 충방전시 용량감소를 줄이고자 하였다. 밀링 조건은 300 rpm, 10min으로 하였으며, 흑연 농도는 전기 전도성 향상과 용량의 관계를 고려해 볼 때, 1 wt% 경우가 가장 우수한 전극특성을 보여주었다. Abrasion법은 기존 혼합법에 비하여 10% 이상 capacity retention의 향상을 가져올 수 있었으며, 비가역적인 용량에 있어서도 초기 방전 용량의 효율도 높아 비가역 용량이 감소되는 효과를 얻을 수 있었다. 이는 첨가한 흑연이 균일하게 혼합되고 일부는 $LiCoO_2$ 표면에 코팅되어 전자전도도를 향상시키고 산화물인 활물질의 용해를 억제하기 때문으로 생각된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제10권2호
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• pp.100-104
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• 2000

다이아몬드 박막을 마이크로웨이브 플라즈마 방법을 이용하여 실리콘 기판위에 증착하였다. 증착된 다이아몬드 박막과 실리콘 기판의 단면을 이온 밀링 방법으로 식각한후, 경계면을 투과 전자 현미경으로 분석하였다. 다이아몬드 박막은 실리콘 기판위에 직접 성장되거나 또는 중간층이 형성된후 성장됨을 알 수 있었다. 중간층의 구성은 주로 Sic 또는 무정형 탄소로 이루어졌으며 중간층의 두께는 경계면을 따라 다르게 변하였다. 전자 회절 패턴으로부터, 경계면 주위에 잘 발달된 실리콘 기판과 다이아몬드의 결정면들이 서로 적합하게 성장되었고 있음을 알 수 있었다. 이 결과들로부터 실리콘 기판위에 성장되는 다이아몬드 박막의 초기 성장 형태를 추론할 수 있었다.

• 신재생에너지
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• 제2권2호
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• pp.69-74
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• 2006

본 연구는 페라이트의 Fe 양이온 일부를 Ni, Mn, Co등으로 치환하여 M-ferrite를 제조하여 열화학적 2단계 물 분해 반응의 특성을 비교 평가하였고, XRD, SEM, GC등의 분석으로 각 금속산화물의 특성을 확인하였다. M-ferrites 는 고상법으로 제조하였다. 각각의 M-ferrite에 대한 열적환원은 1573K 에서 진행하였고 물 분해 반응은 1273K 에서 실시하였다. 이 반응에서 생성된 가스는 전량 포집하여 GC를 통해 분석하였다. 반응 전후의 시료에 대하여 SEM, XRD를 분석하여 GC결과와 함께 금속산화물의 산화환원반응 특성을 고찰하였다. 그 결과로서 물 분해 반응 후 M-ferrite (M=Co, Ni, Mn)의 생성을 XRD를 통하여 확인할 수 있었고, 물 분해 반응과의 비교결과 격자상수의 증대가 M-ferrite내의 산소의 환원에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. SEM결과에서는 4cycle의 물 분해 반응 후 Mn-ferrite의 심한 sintering 현상을 확인 할 수 있었다.

• 한국초전도학회:학술대회논문집
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• 한국초전도학회 1999년도 High Temperature Superconductivity Vol.IX
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• pp.87-90
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• 1999

We have studied the annealing effects of 570 (SrTiO$_3$) single crystal substrate and the I-V properties of step-edge junctions after Ar ion milling. YBa$_2Cu_3O_7$ (YBCO) thin films are fabricated on the substrates by using pulsed laser deposition (PLD) and photolithography. The surface of Ar ion milled substrate was characterized with atomic force microscope (AFM) and scanning electron microscope (SEM) images. After the substrate was damaged by milling, the critical current density of YBCO thin films deposited on the substrate was lowered. The annealing of the damaged substrate at about 1000 $^{\circ}C$ recovered the critical current density to that before the milling. Futhermore the annealing helped junction formation due to high quality film and increased the yield rate for the fabrication of high quality step-edge junction.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.242-248
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• 2002

SnCo alloy powder prepared by high energy ball milling is examined as an anode material for lithium-ion batteries. As the ball-milling time increased, the crystallinity of SnCo decreased. XRD and TEM SADP showed that nanocrystalline and amorphous phase coexisted after 16 h ball-milling. As the crystallinity decreased, the cycleability increased. At first cycle, there are 4 plateau potentials. The observation of voltage plateau at about 0.68 V confirms the formation of Sn-Li alloy and Co metal. It is considered that The plateau potentials below 0.68 V were reaction between Li and Sn. The change of chemical diffusion coefficient showed that the structure of SnCo alloy abruptly changed at first cycle, and maintained after 2nd cycle.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.43-46
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• 2006

본 연구는 페라이트의 Fe 양이온 일부를 Ni, Mn, Co등으로 치환하여 M-ferrites를 제조하여 열화학적 2단계 물 분해 반응의 특성을 비교 평가하였고, XRD, SEM, GC등의 분석으로 각 금속산화물의 특성을 확인하였다. M-ferrites는 고상법으로 제조하였다. 각각의 M-ferrites에 대한 열적환원은 1573K에서 진행하였고 물 분해 반응은 1273K에서 실시하였다. 이 반응에서 생성된 가스는 전량 포집하여 GC를 통해 분석하였다. 반응 전후의 시료에 대하여 SEM, XRD를 분석하여 GC결과와 함께 금속산화물의 산화환원반응 특성을 고찰하였다. 그 결과로서 물 분해 반응 후 M-ferrite (M=Co, Ni, Mn)의 생성을 XRD를 통하여 확인할 수 있었고, 물 분해 반응과의 비교결과 격자상수의 증대가 M-ferrite내의 산소의 환원에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. SEM결과에서는 4cycle의 물 분해 반응 후 Mn-ferrite의 심한 sintering 현상을 확인 할 수 있었다.

• Applied Microscopy
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• 제40권4호
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• pp.177-183
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• 2010

집속이온빔장치(focused ion beam, FIB)는 전자보다 무거운 양이온빔을 이용하여 시료를 10~100 nm 정도로 깎아 낼 수 있는 장비로 주로 재료분야에서 활용되어 왔다. 최근 세계적으로 의생물 분야에서의 활용이 점차 늘어나고 있는 추세에 있어 국내연구자들의 이해를 돕기 위해 간단히 기기의 메커니즘과 그 활용예를 기술 하고자 한다. FIB에 주로 사용되는 갈륨(Ga)빔의 특성 때문에 시료의 표면을 효과적으로 쳐 낼 수 있고, 전계 방사형 주사전자현미경(FESEM)을 이용하면 그 표면의 영상을 얻을 수 있다. 이 두 가지 시스템을 하나의 시스템으로 묶어낸 것을 dual beam system이라고 한다. 최근 이러한 시스템을 이용하여 효모, 병원균에 감염된 식물 등이 소개되었으며, 통상적으로 경도가 높아 처리하기 힘든 상아나 어패류의 껍질 등의 시료를 효과적으로 분석한 연구도 있다. 또한 FIB를 이용한 밀링과 FESEM을 이용한 절단면 촬영을 반복하여 얻는 영상을 이용하여 신경계의 연결망을 재구성하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. FIB/FESEM dual beam은 의생물학 분야의 다양한 연구에 활용될 수 있는 유용한 도구며, 의생물 시료의 3차원 연구에 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다.