• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.164-164
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• 2017

해양환경 중 많이 사용되는 철강재료들은 그 가혹한 부식환경에 대응하기 위하여 일반적으로 피복 도장방식법이나 음극방식법이 적용되고 있다. 여기서 음극방식법은 선박 및 해양구조물의 해중부 부식에 대해 가장 효과적인 방식법으로 알려져 있다. 한편, 이와 같이 해수 중 철강재에 음극방식을 적용할 경우, 피방식체인 그 강재 표면에 해수 중 용존된 산소의 음극환원 반응이 일어나며 국부적인 알카리 표면 조건을 형성시켜 $Mg(OH)_2$와 $CaCO_3$의 막을 석출시킨다. 이와같이 음극방식 중 형성된 전착물은 방식해야 될 표면적을 감소시켜 방식전류밀도를 감소시키는 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 이렇게 석출된 전착물은 음극표면에 부분적으로 형성되고, 여러 가지 환경 조건 등의 영향을 받아 그 피막의 형성 정도도 가늠하기 어렵기 때문에 음극방식 설계 시 그 정도에 따른 영향을 고려-반영하기가 곤란하다. 또한 이 전착물은 그 형성 메커니즘에 관한 해석이나 강도, 균일한 밀착성, 장기적인 방식효과 및 효율성 등이 아직 충분히 입증되어 있지 않은 실정에 있다. 따라서 본 연구에서는 해수 중 다양한 전착 프로세스에 의해 제작된 전착물의 기간별, 도장코팅 종류별 특성변화를 분석 및 평가하고, 전착물에 의한 희생양극 소모전류 변화 측정 분석을 통해 전착막을 균일하고 치밀하게 형성시키기 위한 최적의 조건을 찾고자 하였다. 또한 석출속도, 밀착성 및 내식특성을 향상시키기 위해 해수 중 기체를 용해시켜 제작한 막의 특성을 분석-평가하였다. 본 연구에 사용된 강 기판은 일반구조용강(KS D 3503, SS400)으로 ${\varnothing}42.7{\times}1,000mm{\times}4.0t$의 형상으로 제작하였다. 인가된 전류밀도는 1, 3 및 $5A/m^2$이고 도장 코팅 종류별 전착 석출물의 형성차이 비교 분석을 위한 실험은 선박 및 해양구조물에 많이 사용되는 Universal Epoxy 도료 2종을 선정하여 진행하였다. 또한 Steel Wire Mesh의 영향을 알아보기 위해 Mesh를 설치하여 실험을 진행하였다. 기간별-도장 종류별 외관관찰, 전착물의 두께 측정, SEM, EDS 및 XRD를 통해 막의 모폴로지, 조성원소 및 결정구조를 분석하였으며, 전착물의 내식성과 내구성을 평가하기 위해 테이핑 테스트(Taping Test) 및 전기화학적 양극분극 시험을 실시하였다. 희생양극 소모율에 대한 전착물의 영향을 확인하기 위해 외부전원을 인가하여 전착 피막을 형성시킨 강 기판에 희생양극을 연결하여 희생양극 소모효율 측정 시험을 진행하였다. 전착물의 석출량은 시간 및 전류밀도의 증가에 따라 비례하여 증가하였으며, 음극전류 인가 시 금속과 용액 계면 사이의 확산층에서 발생한 $OH^-$ 이온으로 인해 금속과 용액 계면 사이 pH가 부분적으로 증가하여 $Mg(OH)_2$ 화합물이 많이 생성되는 것으로 확인되었다. 또한 Mesh의 부착으로 평활하지 않게 형성된 미세한 굴곡구조 및 표면적 증가로 인하여 단계적으로 피복되는데 필요한 시간이 지연되면서 $CaCO_3$에 비해 $Mg(OH)_2$ 화합물이 상대적으로 증가한 것으로 사료된다. $CaCO_3$(Aragonite) 구조는 견고한 피막으로 치밀하고 화학적 친화력이 높아 우수한 밀착성을 보였으며 전착물의 영향으로 양극 전류가 감소하였고, 이로인해 방식전류 절감효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• Membrane Journal
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• v.13 no.3
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• pp.143-153
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• 2003

The effects of bipolar interface formed on the surface of cation-exchange membrane on water splitting phenomena were investigated. Results showed that the formation of immobilized bipolar interface resulted in significant water splitting during electrodialysis. In particular, the immobilized bipolar interface was easily created on the cation-exchange membrane surface in the electrodialytic systems where multivalent cations served as an electrolyte. Multivalent cations with low solubility product resulted in violent water splitting because they were easily precipitated on the membrane surface in hydroxide form. Therefore, the bipolar interface consisting of H- and OH-affinity groups were formed on the membrane-solution interface. Apparently, water splitting was largely activated with the help of strong electric fields generated between the metal hydroxide layer and fixed charge groups on the membrane surface. Likewise, the accumulation of large molecular counter ions on the membrane surface led to the formation of a fixed bipolar structure that could cause significant water splitting in the over-limiting current region. Therefore, the prevention of the immobilization of bipolar interface on the membrane surface is very essential in improving the process efficiency in a high-current operation.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.3 no.3
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• pp.162-168
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• 2000

The influence of phenolsulfunate concentrations on electroplating characteristics and electrochemical behaviors was investigated with a viewpoint of electrolyte aging using the circulation cell and potentiostate And comparison of tinplate coating appearance such as glossiness and Image clarify has been also studied with varying of phenolsulfonic acid (PSA) solutions. As the aging of electrolyte proceeded, the limiting current density was moved to a lower current density region by the limitation of mass transfer, and higher phenolsulfunate concentrations resulted in the narrower optimum current density range and deterioration of coating surface of tinplates. The difference of the limiting current density was not remarkable with increasing electrolyte temperature. Thus the electrolyte aging was attributed to the limitation of thermally-activated process such as mass transfer of reducible ions. It has also been considered that the accumulation of phenolsulfonate suppressed normal electrotinning reaction by reducing the mobility of stannous ions, taking into account of the smaller effect of electrolyte aging. Experiments showed similar polarization behavior between the electrolyte of high phenolsufonate solution and the aged one, which comes to conclude that the accumulation of phenolsulfonate is one of the major causes of electrolyte aging.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.8 no.6
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• pp.1022-1028
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• 1997

This work was performed to study the characteristics of electrochemical intercalation reactions occurring at the interface between the organic electrolyte and tungsten trioxide thin film (thickness of $4000{\AA}$) prepared by e-beam evaporation method as cathodically coloring oxide with regard to the electrochromism by the intercalating reactions of the lithium cation in the 1M $LiClO_4/PC$ organic solution. The characteristics of electrochemical intercalation reactions were investigated by various DC electrochemical methods such as cathodic Tafel polarization test, multiple and the single sweep cyclic voltammetry and the coulomety titrations method. The surfaces of thin films were observed with the patterns of X ray diffraction after the coloring and bleaching reactions. In comparison with the previous results that $WO_3$ thin film intersely detached from the surface of electrode when the hydrogen cation was intercalated into $WO_3$ thin film in the o.1N $H_2SO_4$ aqueous solution, the intercalation reaction of lithium cation into $WO_3$ thin film in the 1M $LiClO_4/PC$ organic solution was shown that the stable bleaching and coloration was appeared within 1.0V of the applied overpotential. When the overpotential of electrochromic reaction for lithium cation in the 1M $LiClO_4/PC$ organic solution had been applied up to 1.5V, the accumulation phenomenon of lithium in amorphous $WO_3$ thin film layer occurred because the inserted lithium into amorphous $WO_3$ thin layer for coloring process was not fully removed from the thin layer to the electrolyte during bleaching process. It was found that there is a limitation of applied overpotential for coloring process by the reduction of the current densities of bleaching and coloration after few number of coloring and bleaching cycles.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.30 no.4
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• pp.499-503
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• 2019

Characteristics of solar cells employing a lattice matched GaInP/GaAs quantum well (QW) structure in a single N-AlGaInP/p-InGaP heterojunction (HJ) were investigated and compared to those of solar cells without QW structure. The epitaxial layers were grown on a p-GaAs substrate with $6^{\circ}$ off the (100) plane toward the <111>A. The heterojunction of solar cell consisted of a 400 nm N-AlGaInP, a 590 nm p-GaInP and 14 periods of a 10 nm GaInP/5 nm GaAs for QW structure and a 800 nm p-GaInP for the HJ structure (control cell). The solar cells were characterized after the anti-reflection coating. The short-circuit current density for $1{\times}1mm^2$ area was $9.61mA/cm^2$ for the solar cell with QW structure while $7.06mA/cm^2$ for HJ control cells. Secondary ion mass spectrometry and external quantum efficiency results suggested that the significant enhancement of $J_{sc}$ and EQE was caused by the suppression of recombination by QW structure.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.128-128
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• 2010

중적외선 영역은 장애물에 의해서 파장의 흡수가 거의 일어나지 않기 때문에 적외선 소자에서 널리 이용되고 있다. 현재 대부분의 중적외선 소자에는 HgCdTe (MCT)가 사용되고 있지만, 3성분계 화합물이 가지는 여러 문제를 가지고 있다. 반면에, 2성분계 화합물인 인듐안티모나이드 (InSb)는 중적외선 영역 ($3-5\;{\mu}m$) 파장 대에서 HgCdTe와 대등한 소자 특성을 나타냄과 동시에 낮은 기판 가격, 소자 제작의 용이성, 그리고 야전과 우주 공간에서 소자 동작의 안정성 때문에 HgCdTe를 대체할 물질로 주목을 받고 있다. InSb는 미국과 이스라엘과 같은 일부 선진국을 중심으로 연구가 되었지만, 국방 분야의 중요한 소자로 인식되었기 때문에 소자 제작에 관한 기술적인 내용은 국내에 많이 알려지지 않은 상태이다. 따라서 본 연구에서는 InSb 소자 제작의 기초연구로 절연막과 pn 접합 형성에 대한 연구를 수행하였다. 절연막의 특성을 알아보기 위해, InSb 기판위에 $SiO_2$와 $Si_3N_4$를 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)로 증착을 하였다. 절연막의 계면 트랩 밀도는 77K에서 C-V (Capacitance-Voltage) 분석을 통하여 계산하였으며, Terman method 방법을 이용하였다.[1] $SiO_2$는 $120-200^{\circ}C$의 온도 영역에서 계면 트랩 밀도가 $4-5\;{\times}\;10^{11}cm^{-2}$범위를 가진 반면, $240^{\circ}C$의 경우 계면 트랩 밀도가 $21\;{\times}\;10^{11}cm^{-2}$로 크게 증가하였다. $Si_3N_4$는 $SiO_2$ 절연막에 비해서 3배 정도의 높은 계면 트랩 밀도 값을 나타내었으며. Remote PECVD 장비를 이용하여 $Si_3N_4$ 절연막에 관한 연구를 추가적으로 진행하여 $7-9\;{\times}\;10^{11}cm^{-2}$ 정도의 계면 트랩 밀도 값을 구할 수가 있었다. 따라서 InSb에 대한 절연막은 $200^{\circ}C$ 이하에서 증착된 $SiO_2$와 Remote PECVD로 증착 된 $Si_3N_4$가 적합하다고 할 수 있다. 절연막 연구와 더불어 InSb 소자의 pn 접합 연구를 진행하였다. n-InSb (100) 기판 ($n\;=\;0.2-0.85\;{\times}\;10^{15}cm^{-3}$ @77K)에 $Be^+$이온 주입하여 p층을 형성하여 제작 되었으며, 열처리 조건에 따른 소자의 특성을 관찰 하였다. $450^{\circ}C$에서 30초 동안 RTA (Rapid Thermal Annealing)공정을 진행한 샘플은 -0.1 V에서 $50\;{\mu}A$의 높은 암전류가 관찰되었으며, 열처리 조건을 60, 120, 180초로 변화하면서 소자의 특성 변화를 관찰하였다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.10 no.4
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• pp.79-86
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• 2006

This study was investigated to corrosion resistance of Cr-bearing rebars to macrocell corrosion caused by concrete with crack. Ten types of steel bars having different Cr contents were embedded in concretes with imitation crack. The corrosion resistance of the Cr-bearing rebar was examined by measuring half-cell potential, macrocell corrosion current, corrosion area and weight loss up to 105 cycles of salt spray testing. The results revealed that the Cr content required for corrosion resistance in a macrocell corrosion environment caused by chloride ion gap of $3kg/m^3$ was 9% or more. The corrosion-resisting performance of Cr-bearing rebar was particularly noticeable with a Cr content of 11% or more.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.4 no.1
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• pp.92-99
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• 1994

Diamond thin film was deposited on n type (100) Si substrate by MPECVD(Microwave plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition). For the increase in nucleation density of diamond, Si substrate was pretreated by diamond powder or negative bias voltage was applied to the substrate during the initial deposition. In the case of retreated Si substrate, the diamond thin film quality was enhanced with increasing the total pressure in the range of 20~150 Torr. For the negative bias voltage, the formation condition of the diamond was seriously affected by $CH_4$ concentration and total pressure. The formation condition will be discussed with electrical current of substrate generated by plasma ions which depend on $CH_4$concentration, bias voltage, and total pressure.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.3 no.3
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• pp.221-228
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• 1993

The general requirements of recording media include recording performance, environmental stability, runnability on the drive or deck, and manufacturability. CoCrMo thin films were prepared using RF sputtering system for a study on chemical stability. Surface degradation of the CoCrMo thin film was studied by SEM, XPS and AES. Surface degradation was found to be dependent of sputtering condition and Mo content. Addition of Mo to CoCr thin film improved dramatically its surface degradation resistance in dilute sulfuric acid, as indicated by active-passive transition appeared in electrochemical polarization curve. Futhermore, the passive current density was decreased with increasing Mo content. The reduction in a number density of corrosion sites by Mo addition vms observed, after accelerated corrosion test. AES survey indicated that corrosion occured on the site with Cr depletion and highly concentrated chloride ions.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.183.1-183.1
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• 2013

70 MeV 사이클로트론의 인젝션 빔 라인은 Multi-CUSP 이온원에서 인출된 H- 빔을 펄스 또는 번칭하여 인플렉터를 통해 사이클로트론의 가속영역인 Dee로 전송하는 역할을 한다. 이 때, 빔을 번칭 시킴으로써 가속효율을 높이고, 손실을 줄여 높은 전류의 빔을 공급할 수 있도록 해야한다. 인젝션 시스템은 einzel lens, chopper, buncher, solenoid 등으로 구성된다. Einzel lens는 빔을 buncher의 중심으로 집속시켜 buncher의 번칭 효율을 높이고, buncher는 전기장을 이용하여 빔을 진행방향으로 집속시키는 기능을 갖는다. Chopper는 번칭된 빔을 일정 주기로 편향을 시켜 펄스 빔의 형태로 전송하는 역할을 한다. 솔레노이드는 적절한 자기장을 이용하여 빔을 집속시켜 인플렉터로 전송한다. 본 연구에서는 사이클로트론의 고전류 인젝션 시스템을 구축하고 각각의 구성요소에서 빔 envelope를 계산하고 비교하였다. SIMION code는 user가 지정한 특성을 가진 개별 입자의 궤도를 추적하는 프로그램으로 인젝션 시스템을 구성하는 각각의 컴포넌트에서의 입자의 진행모습과 buncher를 이용하여 빔의 전송 밀도가 향상됨을 확인하였다. 아울러 TRANSPORT 및 TURTLE 프로그램을 이용하여 SIMION을 통해 계산된 빔의 envelope과 비교하였다.