• Journal of Power System Engineering
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• v.4 no.1
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• pp.39-44
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• 2000

The purpose of this study is to investigate the flame structure and combustion characteristics in the model gas turbine combustor changing equivalence ratio. For this purpose, temperature and ion current were measured and these data were analyzed by the PDF and power spectra technique. We found that the flame length is longer while increasing the equivalence ratio in experimental condition, and especially ${\psi}=0.19$, combustion reaction was active by the stable swirl flow. and these flames were governed by the random three dimensional eddy.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.55-55
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• 2015

오늘날 전해동박은 리튬이온전지의 집전체, PCB, FPCB등의 핵심부품으로써, 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다. 그러나 전자 회로의 미세화로 인한 열 발생, 낮은 강도에 의한 신뢰성 하락 등이 문제가 되고 있는 실정이다. 구리에 나노 쌍정을 높은 밀도로 형성하게 되면, 전기 저항의 변화 없이 기계적 강도를 높이는데 도움이 된다. 특히 펄스 전해증착에서는 높은 전류밀도가 인가되기 때문에 고밀도의 나노쌍정을 얻을 수 있다는 점이 여러 논문에서 보고되었다. 이번 연구에서는 펄스도금 조건에서 온도 조건의 변화를 통해 강도가 향상됨을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.7 no.4
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• pp.403-409
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• 1998

In this study, the effects of multi-dipole type of magnets on the characteristics of the inductively coupled plasmas and $SiO_2$ etch properties were investigated. As the magnets, 4 pairs of permanent magnets were used and, to etch $SiO_2, C_2F_6, CHF_3, C_4F_8, H_2$, and their combinations were used. The characteristics of the magnetized inductively coupled plasmas were investigated using a Langmuir probe and an optical emission spectrometer, and $SiO_2$ etch rates and the etch selectivity over photoresist were measured using a stylus profilometer. The use of multi-dipole magnets increased the uniformity of the ion density over the substrate location even though no significant increase of ion density was observed with the magnets. The use of the magnets also increased the electron temperature and radical densities while reducing the plasma potential. When $SiO_2$ was etched using the fluorocarbon gases, the significant increase of $SiO_2$ etch rates and also the increase of etch uniformity over the substrate were obtained using the magnets. In case of gas combinations with hydrogen, $C_4F_8/H_2$ showed the highest etch rates and etch selectivities over photoresist among the gas combinations with hydrogen used in the experiment. By optimizing process parameters at 1000 Watts of inductive power with the magnets, the highest $SiO_2$ etch rate of 8000 $\AA$/min could be obtained for 50% $C_4F_8/50% H_2$.

• Membrane Journal
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• v.30 no.5
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• pp.307-318
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• 2020

Conventional perfluorinated sulfonic acid membrane, Nafion is widely used for vanadium redox flow battery (VRFB). It is desired to prevent vanadium ion permeation through a membrane to retain the capacity, and to keep the cell efficiency of a VRFB. Highly proton conductive and chemically stable Nafion membranes, however, suffer from high vanadium permeation, which induce the reduction in charge and discharge capacity by side reactions of vanadium ions. In this study, to resolve the issue, silica nanoparticles, which are functionalized with 3-aminopropyl group (fS) are introduced to enhance the long-term performance of a VRFB by lowering vanadium permeation. It is expected that amine groups on silica nanoparticles are converted to positive ammonium ion, which could deteriorate positively charged vanadium ions' crossover by Gibbs-Donnan effect. There is reduction in proton conductivity may due to acid-base complexation between fS and Nafion side chains, but ion selectivity of proton to vanadium ion is enhanced by introducing fS to Nafion membranes. With the composite membranes of Nafion and fS, VRFBs maintain their discharge capacity up to 80% at a high current density of 150 mA/㎠ during 200 cycles.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.11 no.3
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• pp.151-158
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• 2002

Fabricated were ultra-shallow $p^+-n$ junctions on n-type Si(100) substrates using decaborane $(B_{10}H_{14})$ ion implantation. Decaborane ions were implanted at the acceleration voltages of 5 kV to 10 kV and at the dosages of $1\times10^{12}\textrm{cm}^2$.The implanted specimens were annealed at $800^{\circ}C$, $900^{\circ}C$ and $1000^{\circ}C$ for 10 s in $N_2$ atmosphere through a rapid thermal process. From the measurement of the implantation-induced damages through $2MeV^4 He^{2+}$ channeling spectra, the implanted specimen at the acceleration voltage of 15 kV showed higher backscattering yield than those of the bare n-type Si wafer and the implanted specimens at 5 kV and 10 kV. From the channeling spectra, the calculated thicknesses of amorphous layers induced by the ioin implantation at the acceleration voltages of 5 kV, 10 kV and 15 kV were 1.9 nm, 2.5 nm and 4.3 nm, respectively. After annealing at $800^{\circ}C$ for 10 s in $N_2$ atmosphere, most implantation-induced damages of the specimens implanted at the acceleration voltage of 10 kV were recovered and they exhibited the same channeling yield as the bare Si wafer. In this case, the calculated thickness of the amorphous layer was 0.98 nm. Hall measurements and sheet resistance measurements showed that the dopant activation increased with implantation energy, ion dosage and annealing temperature. From the current-voltage measurement, it is observed that leakage current density is decreased with the increase of annealing temperature and implantation energy.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.559-559
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• 2013

KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) 장치는 차세대 에너지원 중의 하나인 핵융합로를 위한 과학기술 기반을 마련하기 위해 개발된 중형급 토카막 실험장치로서 토카막 운전 영역의 확장과 안정성 확보, 정상상태 운전 도달을 위한 방법 연구, 최적화된 플라즈마 상태와 연속 운전 실현 등을 주요 목표로 하고 있다. 이를 위해 핵융합 반응에 의한 점화조건과 가까운 상태로 플라즈마를 가열해주어야 하며, 토카막 장치의 저항가열 이외에도 외부에서 추가 가열이 반드시 필요하다. 중성 입자빔 입사 장치는 현재 토카막에서 사용되고 있는 가열장치 중 가장 신뢰성있는 추가 가열 장치라 할 수 있으며 한국 원자력연구원에서는 1997년부터 KSTAR 토카막 실험 장치에 사용될 중성 입자빔 입사 장치를 개발해왔었다. 중성빔 입사 장치는 크게 이온원, 진공함, 열량계, 진공 펌프, 중성화 장치, 이온덤프와 전자석으로 이루어져 있으며, 이중 이온원은 중성빔의 성능을 좌우하는 핵심적인 장치라 할 수 있다. 최근 한국원자력연구원에서는 2 MW 중성 입자빔 입사장치용 이온원 개발을 완료하여 KSTAR 토카막 장치에 설치하였으며, 2013년 현재 KSTAR에는 총 두 개의 이온원이 장착되어 최대 약 3 MW 이상의 중수소 중성 입자빔을 입사하여 KSTAR 토카막 실험의 H-mode 달성과 운전 시나리오 연구에 많은 기여를 하고 있다. 한국원자력연구원에서 최초로 개발된 이온원은 미국 TFTR 장치에서 사용되었던 US LPIS (Long Pulse Ion Source)를 기본으로 하여 국내 개발을 수행하였다. 이 온원은 크게 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부와 발생된 이온을 인출 및 가속시키는 가속부로 구성되는데, 개발과정에서 가장 먼저 KSTAR의 장주기 운전에 적합하도록 플라즈마 방전부와 가속부의 냉각회로를 요구되는 열부하에 맞게 설계 수정하였다. 그 후 플라즈마 방전부는 방전 시간과 안정성, 플라즈마 밀도의 균일도, 정격 운전, 방전 효율 등을 고려하여 수정 보완하며 개발을 진행하여왔다. 가속부의 경우 국내 제작기술의 한계를 극복하기 위해 빔 인출그리드를 TFTR의 US LPIS 모델의 슬릿형 그리드 타입에서 원형 인출구 타입으로 변경하였으며, 이후 가속 전극의 고전압 내전력 문제, 빔 인출 전류와 전력, 인출 빔의 광학적 질(quality), 빔 인출 시간 동안의 안정성 등을 위해 그리드의 크기와 간격, 모양 등을 변경하여 개발을 수 행하여 왔다. 이 논문은 한국원자력연구원에서 개발이 진행되어 왔던 이온원들을 시간적으로 되짚어 보면서 현재까지의 성과와 문제점, 그리고 앞으로의 개발 방향에 대해 논의하고자 한다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.16 no.3
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• pp.157-161
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• 2013

Porous $LiMn_{0.6}Fe_{0.4}PO_4$ (LMFP) was synthesized by a sol-gel process. Uniform dispersion of the conductive carbon source throughout LMFP with uniform carbon coating was achieved by heating a stoichiometric mixture of raw materials at $600^{\circ}C$ for 10 h. The crystal structure of LMFP was investigated by Rietveld refinement. The surface structure and pore properties were investigated by SEM, TEM and BET. The LMFP so obtained has a high specific surface area with a uniform, porous, and web-like nano-sized carbon layer at the surface. The initial discharge capacity and energy density were 152 mAh/g and 570 Wh/kg, respectively, at 0.1 C current density, and showed stable cycle performance. The combined effect of high porosity and uniform carbon coating leads to fast lithium ion diffusion and enhanced electrochemical performance.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.8
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• pp.807-812
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• 2015

Li-ion batteries are energy sources that are widely used in applications such as notebooks, cellular phones, power tools, and vehicles. They are devices in which stored chemical energy is changed to electrical energy by electrochemical reactions. They have a high energy density, small size, and are lightweight. In particular, power tools and vehicles require high charge/discharge rates. Therefore, in this paper, we perform electrochemical simulations using a commercial finite-element analysis program to determine the high discharge-rate characteristics of Li-ion cells. In addition, by performing high discharge-rate simulations, we found that the limited discharge current was 63 A. Based on the results obtained, we investigate the behavior of Li-ion cells with a high rate of discharge.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.10 no.6
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• pp.822-827
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• 1999

The specific capacitance characteristics which were of the electric double layer capacitors(ELDC) made of phenol based activated carbon fiber(ACF) electrodes and organic electrolytes has been investigated with respect to different specific surface area of electrodes and different kinds of organic electrolytes. Throughout charge-discharge cell tests, it has been found that larger surface area and larger pore diameter of electrodes contribute to increase the specific capacitance. Binary mixture of organic solvent with propylene cabonate(PC) and tetrahydrofuran(THF) for 1 M-$LiClO_4$ electrolyte has a higher specific capacitance than single solvent of PC or mixed solvent with PC and diethyl cabonate(DEC). Also, even though 1 M-tetraethylamonium perchlorate(TEAPC) of organic electrolyte shows higher specific capacitance, it has longer charge time because of its lower ion mobility.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.161-161
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• 2012

질화티타늄(Titanium Nitride, TiN)은 화학적 안정성이 우수하고, N/Ti 원소 비율에 따라 열전도성 및 전기전도성이 변화하는 특성을 가지고 있어서 Metal Insulator Silicon (MIS) 나 Metal Insulator Metal (MIM) capacitor의 metal electrode 물질로 적용되고 있다. $TiCl_4$와 $NH_3$ gas를 이용하여 $500^{\circ}C$ 이상의 고온 조건에서 Chemical Vapor Deposition (CVD) 법으로 TiN 박막을 증착하는 방식이 가장 널리 사용되고 있으나, TiN 박막 내의 Chlorine (Cl) 원소가 SiO2 두께와 누설전류 밀도를 증가시키는 요인으로 작용하므로 Cl의 거동 및 함량 제어를 통한 전기적인 특성의 향상 평가가 요구되고 있다[1-3]. 본 실험에서는 $SiO_2$ 위에 TiN을 적층 한 구조에서 magnetic sector type의 Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS)를 이용하여 Cl 원소의 검출도 개선 방법을 연구하였다. 일반적인 $Cs^+$ 이온을 이용하여 $Cl^-$ 이온을 검출할 경우에는 TiN 하부에 $SiO_2$가 존재함에 따른 charging effect와 mass interference가 발생되는 문제점이 관찰되었다. 이를 개선하기 위해 Cl과 Cs 원소가 결합된 $ClCs^+$ cluster ion을 검출하는 방법을 시도하였으나, Cl- 이온 검출 방식에 비해 오히려 낮은 검출도를 나타내었으나 Cl 원소가 속하는 halogen 족 원소의 높은 전자 친화도 특성을 이용한 $ClCs_2^+$ cluster ion을 검출하는 방법[4]을 적용한 경우에는 $ClCs^+$ 방식에 비해 검출도가 3order 개선되는 결과를 확보하였으며, 이 결과를 토대로 Cl dose ($atoms/cm^2$) 와 Rs (ohm/sq) 간의 상관 관계에 대해 고찰하고자 한다.