• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.502-502
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• 2011

기존 연구에서는 단일 타겟으로부터 증착된 코팅층 내에 다상으로 이루어진 나노 복합구조를 형성하기 위하여, 나노 합금분말을 방전플라즈마 소결법 등으로 급속 소결하여 타겟을 제조하는 방법이 고려되어 왔다. 반면, 비정질 재료가 우수한 비정질 형성능을 가지는 경우 주조 방법에 의해서도 타겟 제조가 가능하며, 특히 최근 들어 금속 비정질 합금에서 합금의 주요 구성 원소들이 양의 혼합열을 가지는 경우, 액상 또는 과냉각 액상에서 상분리 현상이 발생한다는 것이 밝혀졌다. 이러한 사실에 기초하면, 우수한 비정질 형성능을 가지는 합금 시스템에 합금 구성 원소와 양의 혼합열 관계를 갖는 원소를 첨가함으로써, 비정질 기지 내에 화학적 불균일성을 유도하여 다상으로 이루어진 복합 구조를 형성시키는 것이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 합금 설계법을 이용하여, 비정질 기지 내에 존재할 수 있는 불균일성 정도를 합금 조성과 주조 조건의 변화를 통하여 나노 크기에서 원자 크기까지 조절하고, 이에 따른 재료 특성과의 상관관계를 밝히고자 하였다. 이를 위하여 우수한 비정질 형성능을 가지는 Cu-(Zr, Hf)-Al 벌크 비정질 합금계에서 (Zr, Hf)과 (Y, Gd)간의 양의 혼합열 관계에 주목하여 Cu-(Zr, Hf)-(Y, Gd)-Al 벌크 비정질 형성 합금계를 설계하였으며, 이 합금계 내에서 조성과 냉각속도의 조절에 따라 나타나는 불균일성의 정도와 특성변화의 영향을 체계적으로 고찰하였다. 결과로서, Cu-(Zr, Hf)-Al 합금계에서 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 15 at.% 이상 치환한 경우, Cu-(Zr, Hf)-rich 와 Cu-(Y, Gd)-rich 비정질상으로 이상분리가 일어났으며, 이렇게 생성된 비정질-비정질 복합재는 응력 하에서 소성 변형을 거의 보이지 않았다. 반면, 5 at.% 이하로 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 치환한 경우에는 비정질 기지에 SAXS 혹은 WAXS로 확인 가능한 원자 크기의 불균일성이 나타났으며, 이 경우 비정질 합금의 점성 유동의 변화를 통해 합금의 연신 특성이 향상되었다. 특히, 본 연구에서는 비정질 기지내 불균일 제어를 통한 기계적 특성 향상을 위해서 조성 제어뿐 아니라 동역학적인 요소를 고려한 냉각속도 조절을 통한 원자단위 불균일성의 최적화가 필요함을 규명하였다. 이러한 연구 결과는 분말화 및 소결 과정을 배제하고 제조된 단일 타겟을 통해 코팅층에 다수의 합금원소를 혼합하고 나노/원자 스케일의 복합구조 형성 및 고집적화가 가능한, 타겟 모물질 설계의 새로운 방향을 제시함으로써 다기능성 복합소재 코팅층의 연구에 크게 기여할 것으로 사료된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.43.1-43.1
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• 2011

Cu(In,Ga)$Se_2$, $CuInS_2$ 등의 CIS계 화합물 박막 소재를 활용한 태양전지는 높은 광흡수 계수, 상대적으로 높은 변환 효율 및 미래의 잠재적 변환 효율, 화학적 안정성, 도시적인 미관 등의 장점으로 인하여 활발한 연구 및 양산화가 진행 중에 있다. CIGS 박막 태양전지 내에서 광생성된 캐리어들의 재결합 메커니즘을 이해하고 태양에너지의 변환 중 에너지 손실을 더욱 줄이기 위해서는 CIGS 태양전지의 결함 특성에 대한 규명이 중요하며, 이차상의 분리, 셀렌화, Na 확산 등과 같이 CIGS 화합물 박막이 성장하는 동안 일어나는 현상들과 결함발생 사이의 관계에 대한 체계적인 연구가 필수적이다. 특히, CIGS 박막 성장 공정 중 Se flux는 CIGS 막의 성장과 소자의 전기적 파라미터에 영향을 미치므로, Se 조절 및 이에 관련된 결함들을 이해하는 것은 CIGS 박막 태양전지의 전기적 특성을 향상시키는 중요한 열쇠가 된다. 본 연구에서는 3단계 동시증발공정을 이용하여 CIGS 박막 태양전지를 제조 분석하여, 공정 중기판온도 및 Se flux가 CIGS 박막 성장에 미치는 영향을 파악하고자 하였으며, 이를 통한 공정조건 최적화로 CIGS 박막 태양전지의 특성을 향상시키고 고효율을 달성할 수 있음을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제9권4호
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• pp.341-344
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• 1999

We reported compositional separation(CS) into Co-enriched and Cri-enriched components inside the grains of Co-Cr based thin films prepared by rf sputtering. CS strongly depends on the sputtering conditions of substrate temperature and target composition. Tuning the microstructure of the Co-Cr films is important in order to employ the CS for high-density magnetic recording. We investigated the origin of CS from thermodynamic viewpoint. We employ a spinodal decomposition-like model to describe the origin of the CS in Co-Cr films. We consider the total free energy of the Co-Cr films as the sum of several free energies of; 1) thermodynamic mixing entropy of a binary solid solution, 2) magnetic ordering interaction(MOI) energy below the Curie temperature, and 3) excess interaction energy(XS) caused by the sputtering process as a function of temperature and composition. Those energies distorted the total free energy like the spinodal decomposition and caused the compositionally separated fine microstructure inside the grains. If the second derivative of the total free energy with respect to Cr composition becomes negative at a given substrate temperature, we may observe a metastable compositional separation inside the Co-Cr alloy films. We expect to exploit the microstructure of CS for ultra-high density magnetic recording.

• 한국재료학회지
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• 제10권12호
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• pp.819-824
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• 2000

본 연구에서는 Electron Cyclotron Resonance plasma etching system 을 이용한 Ta 박막의 미세 식각 특성을 연구하였다. 염소 plasma를 사용하여 microwave power, RF Power, working pressure, gas chemistry 등의 변화에 따른 식각 profile의 영향을 조사하였고, pattern density가 증가함에 따라 발생하는 microloading 현상을 $0.2{\mu\textrm{m}}$ 이하의 패턴에서 확인 하였다. 이를 개선하기 위하여 식각 과정을 두 단계로 분리하는 2단계 식각 공정을 수행하였으며 이를 통해 우수한 식각 profile을 얻을 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제20권1호
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• pp.62-67
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• 2001

직선집속 PVDF 초음파 트랜스듀서를 이용하여 누설탄성표면파 (Leaky Surface Acoustic Wave: LSAW)의 전파속도를 측정하고, 그 결과를 이론해석 결과와 비교하였다. 시료로는 등방성 재료인 구리, 알루미늄 및 용융석영, 이방성 재료인 Z-cut α/sup-/수정을 사용하였다. 측정방법으로는 초점면에 위치한 시료를 트랜스듀서 쪽으로 접근시켰을 때 LSAW가 트랜스듀서의 중심축을 통과한 후 시료표면에서 직접 반사되어오는 종파와 분리되어지는 현상을 이용하였다. 음속의 측정결과는 이론 해석결과와 오차 1％이내에서 잘 일치하였으며,α/sup-/수정의 (0,0,1)면에서는 LSAW 외에 의사누설탄성표면파 (Leaky Pseudo Surface Acoustic Wave : LPSAW)가 전형적인 6-fold 이방성을 가지고 전파됨을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권1호
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• pp.98-101
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• 2022

Liquid-based Triboelectric nanogenerator (L-TENG) is one of the alternatives to solid-based Triboelectric nanogenerator (S-TENG) because of the absence of surface damage which can decrease the durability of the generator. However, the L-TENG also has an obvious drawback of significantly lower output than that of S-TENG. This article produces water-sloshing-based electricity generating device (W-ED) with a new design of L-TENG that improves electrical output in portable form. The dual-electrode system, consisting of closed-loop circuit and inner electrode which enables water to contact directly in the bottle, can generate the open-circuit voltage and the short-circuit current of up to 348 V and 5.1 mA, respectively. By investigating the motion of water for each frequency, we propose that W-ED is suitable device for a variety of human motions. We expect that W-ED can be applied in small electrical devices or sensors in daily-use items.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.200-200
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• 2003

고체산화물 연료전지(SOFC)에서 사용되는 연결재의 주 기능은 각 단위 셀의 연료극과 다음 셀의 공기극을 전기적으로 연결하여, 공기와 사용연료의 분리역할을 하기 위하여 사용된다. SOFC용 연결재는 다른 구성요소 소재보다, 높은 전자 전도성, 낮은 이온전도성, 우수한 기계 적강도가 요구되며, SOFC는 고온에서 작동되기 때문에, 상온에서 작동온도까지 다른 요소 소재들과 유사한 열팽창계수와 물리, 화학적으로 안정성이 요구된다. 현재 연결재 제조기술은 EVD, CVD, plasma spraying, tape casting 등 다양하게 연구되고 있으며, 본 연구는 세라믹 연결재 증착방법 중 저렴한 비용으로 대량 생산이 용이한 습식법(dip coaling)을 적용하여, 연료극 지지체식 flat-tube형 고체산화물 연료전지의 지지체를 위해 세라믹 연결재를 제조하고, 그 특성을 연구하였다. 세라믹 연결재로써 선정한 합성조성은 LaCr $O_3$에 Ca이 치환 고용된 L $a_{0.6}$C $a_{0.41}$Cr $O_3$으로 pechini법으로 합성하였다. 합성된 조성은 100$0^{\circ}C$에서 5시간 하소후 가속 Ball Milling하여 0.5$\mu\textrm{m}$의 평균입자크기를 얻을 수 있었다. XRD 상분석결과 perovskite상 (L $a_{1-x}$ Ca/x/Cr $O_3$)과 CaCr $O_4$를 얻을 수 있었다. slurry를 제조하여 막의 밀착성을 증진시키기 위해 sand blasting시킨 flat tube지지체에 진공펌프를 이용하여 소재내부와 외부의 압력차로 dip coating한 후, 140$0^{\circ}C$로 소결 하였다. coating 결과 박리현상은 없었으나, 표면과 단면의 SEM분석결과 다소 porous한 박막층이 형성되었으며, Ca이온이 지지체로 permeation되는 현상이 발생하였다. 이와 같은 결과로부터 보다 치밀한 박막생성을 위해, slurry 제조조건을 변화시켰으며, Ca이온의 migration을 막기 위해 barrier layer를 이용하였다 완전 소결된 지지체는 가스투과도와 전기전도도측정을 통하여 특성을 평가하였다.였다.다.

• 비파괴검사학회지
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• 제18권4호
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• pp.278-291
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• 1998

연속섬유강화 복합재료의 경우 보강섬유의 파괴, 모재의 파괴, 섬유와 모재의 분리, 층간파괴 등의 복합적인 파괴현상이 동반되고 특히 균열성장과 균열성장 정지가 균열가교 현상 때문에 반복되므로 안정성장과 불안정성장이 불규칙하게 반복된다. 따라서 주균열 성장의 개시점과 불안정 파괴점에서의 파괴인성치를 정확하게 결정한다는 것은 매우 어려운 것이다. 본 연구에서는 CFRP에 대하여 파괴인성 실험과 병행하여 실시간으로 결함을 검출하는 새로운 방법인 AE분석법 및 비디오 마이크로 스코프를 이용하여 파괴과정을 기록하여 검토, 분석함으로서 손상의 정도와 파괴기구를 규명하였을 뿐만 아니라 주균열 성장의 개시점, 균열가교 역할을 하는 섬유다발의 파단점, 균열의 불안정 파괴 개시점을 찾아 이를 기초로 균열진전 저항곡선에 의한 파괴인성치를 평가하여 신뢰성 있는 파괴인성 측정법을 제시하였다.

• 한국재료학회지
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• 제5권8호
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• pp.936-944
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• 1995

본 논문에서는 저압 유기금속 기상성장(low pressure metal organic vapor phase epitaxy) 장치에 의해 성장된 InGaAsP/InP 구조의 상(phase) 분리현상(Spinodal 분해)이 photoluminescence (PL)의 강도와 반치폭(full-width at half maximum, FWHM)에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 시료의 격자부정합은 double crystal x-ray diffractometer를 사용하여 측정하였고, InGaAsP에피막의 Spinodal분해조직은 투과전자현미경 (transmission electron microscopy, TEM)을 사용하여 관측하였다. 격자부정합에서 도출된 부정합응력과 Spinodal 모듈레이션의 주기(periodicity)와 밀접한 관계가 있음이 밝혀졌다. 또한 이러한 InGaAsP에피막의 미세조직 구조와 시료의 광전 특성이 어떤 관계가 있는지 알기 위해 PL 실험을 수행했으며, PL강도와 FWHM이 조성 모듈레이션의 주기에 강하게 의존한다는 것을 알 수 있었다. 이 현상을 심층적으로 연구하기 위해 부정합응력이 야기할 수 있는 interaction 탄성변형 에너지라는 새로운 함수를 유도하였으며 이에 의하여 실험결과를 설명할 수 있었다.

• 콘크리트학회지
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• 제14권2호
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• pp.70-76
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• 2002

지하철, 고속철도, 신공항, 공동구, 지하보도, 지하차도, 하수도, 도로 및 철도 등 의 지하구조에는 일반적으로 박스형태의 콘크리트 구조물이 건설되고 있다. 1990년 대 중반 이후 시공 및 사용중인 지하 박스 콘크리트 구조물의 균열 및 누수 등의 문제점이 사회적인 문제로 부각되기 시작하였다. 이러한 지하 박스 콘크리트 구조물에 발생할 수 있는 문제점은 크게 결함(defect), 손상(damage), 열화(deterioration)의 3가지로 구분될 수 있으며, 이들 원인은 구조물에 균열(cracking), 누수(leakage), 처짐(deflection), 부동침하(settlement) 재료분리(segregation) , 박리(delamination), 부식(corrosion), 박락(spalling)등의 현상으로 나타난다.(중략)