• 동력기계공학회지
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• 제4권1호
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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.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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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.

• 한국진공학회지
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• 제7권4호
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• pp.403-409
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• 1998

본 연구에서는 자장강화된 유도결합형 플라즈마를 사용하여 이 플라즈마의 특성을 조사하고 또한 산화막 식각에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 자장 강화를 위해 4쌍의 영구자석이 사용되었고, 산화막 식각을 위해 $C_2F_6, CHF_3, C_4F_8$ 가스 및 이들 혼합가스가 사 용되었으며 첨가가스로 $H_2$를 사용하였다. 자장강화된 유도결합형 플라즈마 특성 분석을 위 해 Langmuir probe와 optical emission spectrometer를 이용하여 산화막 식각 속도 및 photoresist에 대한 식각 선택비를 stylus profilometer를 이용하여 측정하였다. 이온 밀도에 있어서 자장 유무에 따른 큰 변화는 관찰되지 않았으나 이온전류밀도의 균일도는 자장을 가 한 경우 웨이퍼가 놓이는 기판 부분에서 상당히 증가된 것을 알 수 있었다. 또한 자장이 가 해진 경우, 자장을 가하지 않은 경우에 비해 플라즈마 전위가 감소된 반면 전자온도 및 라 디칼 밀도는 크게 증가되는 것을 알 수 있었으며 산화막 식각시에도 높은 식각 속도와 식각 균일도를 보였다. 산화막 식각을 위해 수소가스를 사용한 가스조합중에서 C4F8/H2가스조합 이 가장 우수한 식각 속도 및 photoresist에 대한 식각 선택비를 나타내었으며 공정변수를 최적화 함으로써 순수 C4F8에서 4이상의 선택비와 함께 8000$\AA$/min의 가장 높은 식각속도 를 얻을 수 있었으며, 50%C4F8/50%H2에서 4000$\AA$/min의 산화막 식각 속도와 함께 15이상 의 식각 선택비를 얻을 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제30권5호
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• pp.307-318
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• 2020

기존의 바나듐 레독스 흐름전지(vanadium redox flow battery, VRFB)에서 사용하고 있는 과불소계이오노머인 나피온(Nafion)은 전해질에 존재하는 바나듐 이온의 투과도가 높아, 바나듐 이온이 분리막을 투과하여 반대쪽 전해질로 교차 이동하는 문제를 갖고 있다. VRFB에서 바나듐 이온의 투과는 서로 다른 산화수를 갖는 바나듐 이온이 부반응을 일으켜 충전, 방전 용량의 감소를 야기하고, 장기적인 성능 감소를 일으키는 원인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 SiO₂에 3-aminopropyl group이 도입된 나노입자(fS)를 Nafion에 분산시켜 바나듐 이온의 투과를 감소시키고, VRFB의 장기적인 성능의 향상을 도모하고자 하였다. SiO₂에 붙어 있는 아민기(-NH₂)가 Nafion의 술폰산 음이온(SO₃^-)과 이온결합을 형성함과 동시에, 암모늄 양이온(-NH₃⁺)의 양전하가 바나듐 이온에 대해 Gibbs-Donnan 효과를 나타내어 낼 것이라고 기대하였다. fS를 섞은 Nafion 용액의 pH와 Nafion-fS 막의 IEC 측정을 통해 암모늄 양이온과 술폰산 음이온의 이온결합이 존재하는 것을 확인하였고, fS의 양이 많아질수록 바나듐 이온의 투과도가 감소하는 것을 확인하였다. VRFB 단위 전지에 제조한 복합막을 도입하였을 때, 150 mA/㎠의 전류밀도에서 충방전 사이클을 200회 반복 진행하여도 방전용량을 최대 80%까지 유지할 수 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제11권3호
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• pp.151-158
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• 2002

Decaborane ($B_{10}H_{14}$) 이온 주입법으로 n-type Si (100) 기판에 ultra-shallow $p^{+}-n$ 접합을 형성시켰다. 이온 주입에너지는 5kV와 10kV, 이온 선량은 $1\times10^{12}\textrm{cm}^2$와 $1\times10^{13}\textrm{cm}^2$로 decaborane을 이온 주입시켰다. 이온 주입된 시료들은 $N_2$ 분위기에서 $800^\{\circ}C$, $900^{\circ}C$, $1000^{\circ}C$에서 10초 동안 RTA(Rapid Thermal Annealing) 처리를 하였다. 또한 가속에너지에 따른 결함을 확인하기 위해서 15 kV의 이온 주입 에너지에서 $1\times10^{14}\textrm{cm}^2$만큼 이온 주입하였다. 2 MeV $^4He^{2+}$ channeling spectra에서 15 kV로 주입된 시료가 bare n-type Si와 5 kV, 10 kV의 에너지로 주입된 시료보다 주입시 생긴 결함에 의해 backscattering yield가 더 높게 나타났으며 spectra로부터 얻은 이온 주입으로 인한 비정질층의 두께는 표면으로부터 가속전압이 5kV, 10kV, 15kV일 때 각각 1.9nm, 2.5nm, 4.3nm였다. 10 kV에서 이온 주입된 시료를 $800^{\circ}C$ 열처리 한 결과 결함의 회복으로 인해 bare Si와 비슷한 backscattering yield를 보였으며 이때의 계산된 비정질 층의 두께는 0.98 nm이었다. 홀 측정과 면저항 측정은 dopant의 활성화가 주입된 에너지, 이온 선량, 열처리 온도에 따라 증가함을 보여주었다. I-V 측정 결과 누설 전류 밀도는 열처리 온도가 $800^{\circ}C$에서 $1000^{\circ}C$까지 증가함에 따라 감소하였고 주입에너지가 5kV에서 10kV까지 증가함에 따라 증가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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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.

• 전기화학회지
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• 제16권3호
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• pp.157-161
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• 2013

다공성 $LiMn_{0.6}Fe_{0.4}PO_4$ (LMFP)를 졸-겔법을 이용하여 합성하였고, 원료물질을 양론비로 혼합한 후 혼합물을 $600^{\circ}C$에서 10시간 동안 가열하여 입자 표면 전체에 전도성 탄소물질이 균일하게 형성된 LMFP을 제조하였다. LMFP의 결정구조는 리트펠트법에 의해 조사하였고, 표면구조와 기공특성은 주사전자현미경, 투과전자현미경, BET로 분석하였다. 제조된 LMFP는 표면적이 크고, 입자 표면에는 웹(web) 형태의 다공성 탄소층이 균일하게 형성되어 있는 것을 확인하였다. 상온에서 LMFP를 양극으로 사용하여 0.1 C의 전류밀도에서 초기방전용량은 152 mAh/g, 에너지밀도는 570 Wh/kg로 높았고 사이클 성능도 장기적으로 안정적이었다. 졸-겔법에 의해 제조된 LMFP는 높은 기공도와 균일한 탄소코팅에 의한 시너지효과로 이온확산이 용이하여 우수한 전기화학적 특성을 나타내었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권8호
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• pp.807-812
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• 2015

리튬 전지는 에너지 밀도가 높고, 소형화 및 경량화가 가능한 이차전지로서 저장된 화학 에너지를 전기화학적 반응을 통해 전기 에너지로 변환하는 장치로 노트북, 휴대폰, 파워-툴 및 자동차 등에 널리 사용되고 있는 에너지원이다. 특히, 파워-툴이나 자동차와 같은 응용분야에서는 고율 충방전을 필요로 하는데, 본 논문에서는 리튬 전지의 고율 방전 특성에 대해서 상용 유한요소 해석 프로그램을 이용하여 전기화학 시뮬레이션을 진행하여 실험 결과와 유사한 전기화학 모델을 완성하게 되었다. 또한, 이러한 전기화학적 해석 모델을 이용하여 고율 방전용 리튬 전지의 한계 방전 전류가 63A 정도라는 것을 해석적으로 예측 할 수 있었고, 이를 바탕으로 고율 방전 시 리튬 전지의 거동에 대해서 이해할 수 있게 되었다.

• 공업화학
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• 제10권6호
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• pp.822-827
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• 1999

본 연구에서는 에너지 밀도가 큰 초고용량 캐패시터를 제작하기 위한 기초 연구로서 활성탄소섬유의 물성과 유기 전해질의 특성이 초고용량 캐패시터의 전기화학적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 유기성 전해질의 경우는 이온의 크기가 수용성 전해질 보다 훨씬 크기 때문에 탄소전극의 세공크기에 많은 영향을 받으며, 용량을 발현할 수 있는 유효세공의 크기가 커야 한다는 것을 알 수 있었다. 혼합용매를 이용한 전해액의 조성은 큰 비축전용량과 빠른 충전속도, 그리고 낮은 ESR 및 방전전류의 세기에 대한 높은 비축전용량 유지성 등의 우수한 충방전 특성을 나타내는 것을 알 수 있었고, 전해질의 높은 이온전도도가 용량발현 및 자가방전 특성에 큰기여를 하고 있으며, 전해질 이온의 크기는 충전속도에 많은 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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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.