• Journal of Welding and Joining
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• v.24 no.2
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• pp.71-78
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• 2006

It has been reported that good quality weld beads are not easily obtained during the $CO_2$ CW laser welding of primer coated plate. However, by introducing a small gap clearance in the lap position, the zinc vapor can escape through it and sound weld beads can be acquired. Therefore, this study examines for keyhole behavior by observing the laser-induced plasma and investigates the relation between keyhole behavior and formation of weld defect. Laser-induced plasma has accompanied with the vaporizing pressure of zinc ejecting from keyhole to surface of primer coated plate. This dynamic behavior of plasma was very unstable and this instability was closely related to the unstable motion of keyhole during laser welding. As a result of observing the composition of porosity, much of Zn element was found from inner surface of porosity. But Zn was not found from the dimple structure fractured at the weld metal. By analyzing of vaporizing element in laser welding, a component ratio of Zn was decreased by introducing a small gap clearance. Therefore we can prove that the major cause of porosity is the vaporization of primer in lap position. Mechanism of porosity-formation is that the primer vaporized from the lap position accelerates dynamic behavior of the key hole and the bubble separated from the key hole is trapped in the solidification boundary and romaines as porosity.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.18 no.2
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• pp.142-147
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• 2007

In this study, mesoporous tin oxide was synthesized by sol-gel method using $C_{16}TMABr$ surfactant as a template in a basic condition. The optimum conditions for the synthesis of mesoporous $SnO_2$ were investigated and the obtained samples were characterized by XRD, nitrogen adsorption and TEM analysis. A mesoporous and nanostructured $SnO_2$ gas sensor with Au electrode and Pt heater has been fabricated on alumina substrate as one unit via a screen printing process. Sensing abilities of fabricated sensors were examined for CO and $CH_4$ gases, respectively, at $350^{\circ}C$ in the concentration range of 1~10,000 ppm. Influence of loading amount of palladium impregnated on $SnO_2$ was also tested in detection of those gases. High sensitivity to detecting gases and the fast response speed with stability were obtained with the mesoporous tin oxide sensor as compared to a non-porous one under the same detection conditions.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.387-387
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• 2012

결정 Si 및 비정질 Si 태양전지는 환경친화적이며 안정적인 물질로 전력변환 및 에너지 저장 장치에 중요하기 때문에 연구가 활발하게 진행되고 있다. 고효율 Si 태양전지를 제작하여 상용화하기에는 여러 가지 문제점이 있다. 공기와 비교하여 높은 굴절률을 갖고 있기 때문에 발생하는 반사를 줄이기 위해서 필요한 무반사 코팅층(Anti-reflective coating; ARC)은 주로 SiO2 와 SiNx 와 같은 유전체를 이용하여 사용하지만 이들 ARC 증착은 PECVD와 같은 진공장비를 사용하므로 제작 비용이 높아지는 단점이 있다. 나노선 또는 나노 팁과 같은 sub-wavelength 구조를 표면에 만들어 반사율을 줄이는 작업을 통해 ARC 공정비용을 감소하고 효율을 증진하는 연구가 활발히 진행되고 있다. CdS 양자점을 태양전지 표면에 형성함으로 ARC로 해결할 수 없는 단파장영역에 해당하는 부분을 줄이는 연구가 진행되었으며, 비정질의 경우 원기둥 형태의 태양전지 형태와 더불어 지름 방향으로의 PN 접합 나노로드 배열을 만들어 흡수면을 증가하여 효율을 증가한 연구도 진행되었다. 태양전지 표면의 형태를 V-groove 형태로 형성하여 입사하는 태양전지의 광밀도를 증가하는 이론적 결과도 발표되었다. 본 연구에서는 Si 태양전지의 표면변형에 따른 태양전지의 전력변환효율의 변화를 관찰하기 위하여 태양전지 표면의 texture 지름을 $3{\sim}15{\mu}m$, 간격을 $5{\sim}20{\mu}m$로 변화하고, 태양전지 표면의 나노 패턴을 2~10 nm 로 변화하여 반사율과 전력변환효율을 비교하였다. 나노와 마이크로 패턴은 각각 polystyrene nanosphere 와 photo mask를 이용하여 제작하였으며 PN junction Si 태양전지는 spin on dopant 방식으로 제작하여 성능을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.327-327
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• 2011

DLC 필름은 바이오 적합성, 특히 생체 적합성이 뛰어나기 때문에 바이오 코팅분야에서 널리 이용된다. 많은 연구 결과에 의하면 세포와 장기 등이 바이오 재료 표면에 적절히 접합할 수 있도록, 재료 표면을 산소나 질소를 이용하여 플라즈마 처리로 초친수성 표면으로 개질하고 있다. 하지만, 시간이 지남에 따라서 친수성 표면은 점차 재료의 표면 처리 전의 성질인 소수성을 회복하게 된다. D실제 생체에 적용하기 위해서 이러한 시효 효과에 대한 정확한 평가가 이루어져야 한다. 따라서 산소와 질소 플라즈마 처리 후의 친수성 성질이 소수성 성질로 변해가는 거동을 조사하는게 중요하다. 13.56 MHz의 plasma assisted chemical vapor deposition (PACVD) 법을 이용하여 DLC와 Si-DLC를 500 ${\mu}m$ 두께의 P-type 실리콘(100) 기판에 증착하였다. 박막 증착 과정에 사용한 기체는 벤젠과 희석된 silane이 사용되었다(SiH4/H2=10:90). 박막 증착은 -400 V의 바이어스 전압을 인가하였으며, 이때 증착 압력은 1.33Pa으로 일정하게 유지하여, 두께 $0.55{\pm}0.01{\mu}m$로 증착하였다. X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) 법을 이용하여 실리콘 함량을 측정하였으며, 증착 된 Si-DLC의 실리콘 함량은 0~4.88 at. %였다. 이후에 질소와 산소 플라즈마를 이용하여 챔버 압력을 1.33 Pa로 유지하여, -400 V의 바이어스 전압을 인가하여 10분간 표면 처리를 하였다. 표면 처리된 DLC와 Si-DLC 표면 위에서의 물방울(water droplet)의 젖음각을 20일간 측정하였다. 플라즈마 표면 처리 된 모든 시편에서 초기 젖음각은 $10{\sim}20^{\circ}$의 친수성 성질을 보였지만, 점차 젖음각이 상승하여 산소 플라즈마 처리 된 Si-DLC를 제외하고는 5일이 지나면서 거의 소수성 표면으로 회복되었다. 산소 플라즈마 처리 된 Si-DLC의 경우, 젖음 각 측정 기간(20일) 동안 $15^{\circ}$ 미만의 친수성 성질을 유지하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.475-475
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• 2012

백색 유기발광소자는 매우 얇고, 가볍고, 저전력 구동이 가능하다는 점에서 전색 디스플레이나 조명 시장에서 많은 관심을 끌고 있다. 고효율을 가진 백색 유기발광소자의 제작을 위해서는 일반적으로 쉐도우 마스크를 사용하여 발광 패턴을 만들기 때문에 제작 비용이 비싸다는 단점을 가진다. 본 논문에서는 제작 공정이 간단하고, 저비용의 장점을 가지는 용액 공정을 사용하여 나노 구멍 구조를 가지는 적색 고분자와 청색 저분자의 혼합 발광층으로 백색 유기발광소자를 제작하였다. 이 나노 구멍 구조를 가지는 poly[2-methoxy, 5-(2'-ethyl-hexyloxy)-p-phenylene vinylene] (MEH-PPV)/ 2-methyl-9,10-di(2-naphthyl)anthracene (MADN) 혼합 발광층의 전기적, 광학적 특성을 분석하기 위하여 MEH-PPV/MADN 적층 구조를 가지는 백색 유기발광소자를 제작하여 비교, 분석하였다. 나노 구멍 구조를 가지는 혼합 발광층의 발광 스펙트럼에서 적층 구조보다 청색 파장대의 빛의 비율을 높일 수 있었다. 그 이유는 나노 구멍 구조를 가지는 혼합 발광층에서 정공수송층인 poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) 층과 청색 발광층 사이의 일부분 접합부분의 정공 주입 때문이다. 또한, 혼합 발광층을 가진 백색 유기발광소자의 전류 밀도와 휘도는 구멍을 가진 MEH-PPV 층 때문에 상당히 증가하는 것을 알 수 있다. 혼합 발광층을 가진 백색 유기발광소자의 적색과 청색의 균형은 나노 구멍의 크기를 통해서 조절이 가능하고, 색 안정성은 정공 주입층과 청색 발광층 사이의 직접 접촉에 의한 구동 전압의 변화를 따라 증가시킬 수 있었다. 그 결과, 혼합 발광층을 가지는 백색 유기발광소자에서 적색과 청색 발광층의 발광 균형은 스핀 코팅 속도가 3,000 rpm일 때, 최적의 결과를 나타내었다. 이러한 실험 결과들은 저분자/고분자로 이루어진 혼합 발광층을 가진 백색 유기발광소자에서의 전자와 정공의 전달 및 발광 메커니즘을 분석할 수 있었다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.26 no.4
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• pp.50-54
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• 2008

In this research, anode for SOFC has been manufactured from two different kinds of feedstock materials through thermal spraying process and the properties of the coatings were characterized and compared. One kind of feedstock was manufactured from spray drying method which includes nano-components of NiO, YSZ (300 nm) and graphite. And the other is manufactured by blending the micron size NiO coated graphite, YSZ and graphite powders as feedstock materials. Microstructure, mechanical properties and electrical conductivity of the coatings as-sprayed, after oxidation and after hydrogen reduction containing nano composite which is prepared from spray-dried powders were evaluated and compared with the same properties of the coatings prepared from blended powder feedstock. The coatings prepared from the spray dried powders has better properties as they provide larger triple phase boundaries for hydrogen oxidation reaction and is expected to have lower polarization loss for SOFC anode applications than that of the coatings prepared from blended feedstock. A maximum electrical conductivity of 651 S/cm at $800^{\circ}C$ was achieved for the coatings from spray dried powders which much more than that of the average value.

• Journal of Powder Materials
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• v.13 no.1 s.54
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• pp.18-24
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• 2006

The brazing adhesion properties of Ag coated W-Ag electric contact on the Cu substrate have been investigated in therms of microstructure, phase equilibrium and adhesion strength. Precoating of Ag layer ($3{\mu}m$ in thickness) on the $W-40\%Ag$ contact material was done by electro-plating method. Subsequently the brazing treatment was conducted by inserting BCuP-5 filler metal (Ag-Cu-P alloy) layer between Ag coated W-Ag and Cu substrate and annealing at $710^{\circ}C$ in $H_2$ atmosphere. The optimum brazing temperature of $710^{\circ}C$ was semi-empirically calculated on the basis of the Cu atomic diffusion profile in Ag layer of commercial electric contact produced by the same brazing process. As a mechanical test of the electric contact after brazing treatment the adhesion strength between the electric contact and Cu substrate was measured using Instron. The microstructure and phase equilibrium study revealed that the sound interlayer structure was formed by relatively low brazing treatment at $710^{\circ}C$. Thin Ag electro-plated layer precoated on the electric contact ($3{\mu}m$ in thickness) is thought to be enough for high adhesion strength arid sound microstructure in interface layer.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.24-24
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• 2015

최근 생체재료의 개발이 눈부시게 발전되고 생체적합성이 우수한 표면을 요구함에 따라 생체재료의 표면처리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Laser Deposition법은 항공기 부품제조 분야에 주로 사용되고 있으며 최근에 오하이오 주립대 타이타늄합금연구센터를 중심으로 표면처리에 관한 연구가 주로 이루어졌다. 특히 이를 이용하여 치과재료의 표면처리에 응용을 시도하였다. 치과에서 응용될 수 있는 경우는 주로 임플란트는 부분 또는 완전 무치악 환자의 보철수복에 사용되는 보철물의 제작등에 사용될 수 있으며 이중에서도 특히 생체용 임플란트의 표면처리응용으로 임플란트와 조직간의 접합성을 개선하는 표면처리법으로 연구되었다. 임플란트의 성공과 실패는 물성적인 측면에서 임플란트의 형태, 표면거칠기 및 표면처리방법, 초기하중 등에 의하여 좌우되며 임플란트 재료에 작용하는 응력차폐는 생체적합성을 좌우하는 큰 요인이 되고 있다. 이를 위하여 저 탄성계수합금을 설계하지만 하중을 버티는 강도가 낮아지는 단점이 있어 레이저증착법을 이용하여 임플란트재료인 Ti6Al4V합금에 탄성계수가 낮은 Ta, Nb등을 코팅하는 방법을 통하여 이를 해결하고자하는 시도가 이루어지고 있다. 이 방법은 최근의 3D 프린팅의 원리가 되고 있다. 따라서 발표에서는 Laser Deposition방법을 이용하여 치의학분야에서 응용되고 있는 예를 강연하고 응용 가능 분야에 대하여 토론 하고자한다. 또한 펨토레이저를 이용하여 생체합금의 표면처리는 생체활성화를 더욱 증진시키며 이를 위하여 많은 연구 수행되고 있다. 본 발표에서는 매식용 합금 표면에 펨토레이저를 이용하여 텍스춰링하여 세포가 잘 성장 할 수 있는 크기의 조절함으로써 기존의 표면처리와는 다른 효과를 얻을 수 있는 장점을 알아본다. 펨토레이저를 이용하면 여러 가지 형태의 텍스춰링이 가능하며 원형, 사각형등등 자유자제로 형태의 묘사가 가능하고 깊이 또한 쉽게 조절할 수 있는 장점이 있다. 지금까지는 표면 개질에 사용되는 레이저는 주로 Nd:YAG 레이저의 파장을 반으로 줄인 녹색레이저 (${\lambda}=532nm$)를 사용하거나, 자외선파장영역의 레이저를 사용하는 경우가 일반적으로 가장 보편화되었다. 이를 이용하여 제조된 Ti합금에 펨토 초(10-15 second) 펄스폭 대역을 갖는 레이저를 이용하여 나노크기의 미세 요철을 표면에 형성한 후, 나노튜브를 형성하여 그 표면특성의 변화를 알아보고 펨토레이저가 의료분야에 적용되고 있는 예를 살펴보고자 한다.

• Conservation Science in Museum
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• v.18
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• pp.51-64
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• 2017

The Bracket clock in the collection of the Korean Christian Museum at Soongsil University underwent conservation treatment for a special exhibition. The compositional analysis showed that the body was made of brass plated with gold by fire-gilding(gold amalgam process), while the dial was identified as pure copper coated with enamel. The hands were made of steel. Remnants of adhesive tape on the dial were cleaned, followed by the addition of a protective coating. In order to restore it to a condition as similar to its original form as possible, replacements for missing parts were newly constructed out of brass and were connected to the hands and the dial. The dial was then fixed to the body using an acrylic support. The compositional analysis and conservation treatment have left the clock in stable condition and readily available for exhibitions and future studies.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.26 no.2
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• pp.84-89
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• 2016

We present the rectifying and nitrogen monoxide (NO) gas sensing properties of an oxide semiconductor heterostructure composed of n-type zinc oxide (ZnO) and p-type copper oxide thin layers. A CuO thin layer was first formed on an indium-tin-oxide-coated glass substrate by sol-gel spin coating method using copper acetate monohydrate and diethanolamine as precursors; then, to form a p-n oxide heterostructure, a ZnO thin layer was spin-coated on the CuO layer using copper zinc dihydrate and diethanolamine. The crystalline structures and microstructures of the heterojunction materials were examined using X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The observed current-voltage characteristics of the p-n oxide heterostructure showed a non-linear diode-like rectifying behavior at various temperatures ranging from room temperature to $200^{\circ}C$. When the spin-coated ZnO/CuO heterojunction was exposed to the acceptor gas NO in dry air, a significant increase in the forward diode current of the p-n junction was observed. It was found that the NO gas response of the ZnO/CuO heterostructure exhibited a maximum value at an operating temperature as low as $100^{\circ}C$ and increased gradually with increasing of the NO gas concentration up to 30 ppm. The experimental results indicate that the spin-coated ZnO/CuO heterojunction structure has significant potential applications for gas sensors and other oxide electronics.