• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.417-417
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• 2010

작은 직경의 외부 전극 형광램프와 냉음극 형광램프는 LCD-TV의 광원으로 사용하고 있다. 교류 전압으로 구동되는 외부전극 형광램프와 교류 및 직류 전압으로 구동되는 냉음극 형광램프에서 광 방출 신호를 관측하였다. 이러한 빛은 양광주의 고전압부에서 접지부로 $10^5-10^6\;m/s$의 속도로 전파한다. 램프에서 방출된 광이 양광주를 따라 전파하는 현상은 일반 형광등과 네온싸인관에서도 동일하게 관측된다. 이러한 빛의 전파 현상은 지난 70년의 형광 램프 역사상 처음 관측되었다. 양광주 영역의 플라즈마는 높은 전압과 수 십 kHz가 인가되는 전극부에서 발생한 고밀도 플라즈마의 확산으로 생성된다. 고전압이 인가된 전극부에서 발생한 고밀도의 플라즈마는 인가되어지는 구동 주파수에 해당하는 섭동으로 작용하여 플라즈마 파동으로 양광주 영역으로 전파된다. 이러한 플라즈마 파동은 고밀도 전극부에서 저밀도 양광주 영역으로 플라즈마 밀도의 차이에 의하여 된다. 이때 파동의 전파 속도는 관 전류에 따라 달라진다. 타운젠트 방전 이전의 저 전류일 때는 ${\sim}10^5\;m/s$이며, 타운젠트 방전 이후 글로우 방전에서의 전파 속도는 ${\sim}10^6\;m/s$로 증가한다. 또한 타운젠트 방전 이전의 저 전류에서는 파동이 감쇠하는 경향을 보이며, 고 전류에서의 파동의 감쇠는 매우 작다. 관측된 광신호의 결과로부터 전파되는 파동의 원인은 플라즈마 확산에 의한 밀도의 차이에 의한 것으로 해석된다. 즉, 수 십 kHz의 구동 주파수를 갖는 플라즈마 파동이 양광주의 플라즈마 밀도 구배에 의하여 전파된다. 이러한 파동은 높은 전압이 인가되는 전극부에서 낮은 전압부로 향하는 조류의 흐름과 같이 나타난다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.327-327
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• 2010

디스플레이 및 반도체 산업이 발전함에 따라 회로의 선폭이 점차 줄어들고 있으며, 이에 따라서 대표적인 오염원이 되는 오염입자의 임계 직경(critical diameter) 또한 작아지고 있다. 현재 반도체 및 디스플레이 산업에서 사용되는 측정방법은 레이저를 이용하여 공정 후 표면에 남아 있는 오염입자를 측정하는 ex-situ 방법이 주를 이루고 있다. Ex-situ 방법을 이용한 오염입자의 제어는 웨이퍼 전체를 측정할 수 없을 뿐만 아니라 실시간 측정이 불가능하기 때문에 공정 모니터링 장비로 사용이 어려우며 오염입자와 공정 간의 상관관계 파악에도 많은 제약이 따르게 된다. 이에 따라 저압에서 in-situ 방법을 이용한 실시간 오염입자 측정 기술 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 저압 환경에서 실시간으로 입자를 모니터링 할 수 있는 장비를 입자의 광산란 원리를 이용하여 개발하였다. 빛이 입자에 조사되면 크게 산란 및 흡수현상이 일어나게 되는데, 이 때 발생하는 산란광은 입자의 크기와 관계가 있으며 Mie 이론으로 널리 알려져 있다. 현재 이를 이용한 연구가 국내 및 국외에서 진행되고 있다. 수 백 nm 대의 입자를 측정하기 위해서는 빛의 강도가일정 수준 이상 되어야 하며, 이를 측정할 수 있는 수신부의 감도 또한 중요하다. 본 연구에서는 빛의 직경을 100 um 이하까지 집속할 수 있는 광학계를 상용 프로그램을 이용하여 설계하였으며, 강도가 약한 산란광 측정을 위하여 노이즈 제거 필터링 기술 등이 적용된 수신부 센서를 개발하여 전체 시스템에 적용하였다. 교정은 상압과 저압에서 수행 하였으며 약 5%의 측정효율로 최소 300 nm 이하의 입자까지 측정이 가능함을 확인 하였다. 또한, 타사의 실시간 입자 측정 센서와의 비교 실험을 통하여 성능평가를 수행하였다. 기존 광산란 방식 센서보다 높은 성능의 센서를 개발하기 위하여 추후 연구를 진행할 계획이며, 약 200 nm 이하의 입자까지 측정이 가능할 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.280-280
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• 2010

태양전지의 효율을 증가시키는 방법에는 표면 패시베이션, 접촉면적의 가변, back contact의 두께 가변 등이 있다. 특히, back contact 두께의 가변을 통하여 open circuit voltage의 감소를 최소화 할 수 있을 것이라고 전망 되고 있다. open circuit voltage 은 회로가 개방된 상태로, 무한대의 임피던스가 걸린 상태에서 빛을 받았을 때 태양전지의 양단에 전위차가 형성된다. 본 연구에서는 back contact 두께 가변에 따른, open circuit voltage의 변화를 확인하고 분석하는 것에 그 일차적인 초점을 두었다. 또한, open circuit voltage 뿐만 아니라, short circuit current density, fill factor, series resistance 등의 분석을 하였으며, efficiency를 계산하여 back contact 두께의 가변에 따른 소자 특성의 변화 분석을 통하여 최적화된 back contact위 두께를 연구하였다. 접촉면적에 따른 소자의 성능 변화는 후면 $SiN_X$ 70nm가 open circuit voltage를 15mV ~ 20mV 감소시키는 것을 확인 할 수 있었다. 그 이유는 $SiN_X$가 너무 두꺼우면 BSF 덜 형성되기 때문이다. 최종적으로 $SiN_X$ 두께를 얇게하면 open circuit voltage 의 감소를 최소화 할 수 있을 것이라는 판단을 할 수 있다. 이에, back contact인 $SiN_X$ 두께 가변에 따른 open circuit voltage의 변화를 확인하였다. $SiN_X$ 두께가 증가함에 따라, Positive charges 와 Hydrogen 함유량이 증가하며, 이에 BSF 두께 감소하였다. 또한, $SiN_X$ 두께가 감소함에 따라 Doping barrier로서 역할을 못하게 되어 후면에 n+층 형성되어 open circuit voltage가 급격히 하락하였다. 본 연구에서는 back contact인 $SiN_X$ 두께를 10nm, 30nm, 50nm, 80nm 로 가변하며 실험을 진행하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.422-422
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• 2010

유기 발광 소자는 전색 디스플레이, 액정디스플레이의 백라이트유닛 및 조명으로의 사용가능성 때문에 많은 관심을 받아 왔고 지속적으로 발전하여 디스플레이 뿐 아니라 조명 시장에서 관심을 갖게 되었다. 그러나 유기 발광 소자의 효율은 무기 발광 소자의 효율보다 낮고 제작하는 데 고비용을 요하기 때문에 조명시장으로의 원활한 진입을 위해서는 지속적인 연구가 필요적이다. 발광층에 삼원색을 혼합하여 백색 유기 발광 소자를 제작하는 방법은 그 제조 공정이 복잡하고 공정 단가가 크게 상승할 우려가 있고 발광 물질의 수명을 동시에 고려해주어야 하는 문제점이 있다. 이 문제를 해결하기 위하여 청색 유기 발광 소자를 제작하고 색변환층으로 적색 형광체를 사용하면 그 단순한 구조에 기인한 간단한 공정으로 인해 가격과 소자성능의 안정성을 가지는 장점을 가질 수 있다. 색변환층의 두께를 통해 유기 발광 소자의 발광 스펙트럼을 아주 용이하게 조절할 수 있어 높은 연색지수를 갖는 백색 발광 유기 소자의 제작이 가능하여 조명으로의 적용 가능성이 아주 크다. 이를 바탕으로 높은 휘도를 갖는 청색 유기 발광 소자의 유리 기판 반대편에 적색 형광체층을 두께별로 도포하여 백색 유기 발광 소자를 제작하였다. 색변환층으로 사용될 적색 형광체는 $CaAl_{12}O_{19}:Mn^{4+}$ 화합물로써 졸-겔 방법을 사용하여 제작하였다. 제작한 $CaAl_{12}O_{19}:Mn^{4+}$ 화합물에 대한 X 선 회절 패턴은 형성된 형광체의 구조임을 알 수 있었다. 각기 다른 형광체의 도포 조건에 따른 구조적 성질과 색변환 효율의 변화를 알아보기 위해 주사전자 현미경 측정으로 확인하였다. 제작된 적색 형광체와 청색 유기 발광 소자는 광루미네센스 스펙트럼과 전계 발광루미네센스 스펙트럼 결과를 사용하여 발광 메커니즘을 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.282-282
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• 2010

결정질 태양전지는 상대적으로 고효율이 보장되며, 낮은 공정 비용 등의 이유로 널리 사용되고 있는 기술이다. 결정질 태양전지의 효율을 증가시키는 공정 방법에는 표면 구조화, 도핑 농도, 반사방지막, 금속전극 형성 등이 있다. 특히, 도핑 공정에서 도핑 농도를 변화시킬 수 있으며, 이에 의하여 면 저항값을 변화 시킬 수 있다. 본 연구에서는 결정질 태양 전지에서 도핑 농도의 조절에 의한 이상적인 sheet resistance를 얻기 위한 실험을 진행하였다. 3개의 실험 set을 두고 각각의 경우를 실험하였다. 본 연구에서는 Pre-deposition과 drive-in 방법을 사용한 doping의 2가지 step으로 실험을 진행하였다. pre-deposition의 시간 condition은 21분으로 하였다. $N_2$ 분위기에서 $O_2$와 $POCl_3$ 의 비율을 각각 100sccm, 200sccm으로 하여 실험을 진행하였다. 변수인 온도의 경우는 각각의 set에 대하여, $830^{\circ}C$, $840^{\circ}C$, $850^{\circ}C$ 로 가변하였다. pre-deposition을 끝낸 뒤, sheet resistance의 값은 각각 $75{\sim}90\;\Omega/square$, $68{\sim}75\;\Omega/square$, $56{\sim}63\;\Omega/square$의 값을 나타내었다. 도핑의 경우에는 drive-in 방법을 사용하였으며, 모든 경우에서 20분에서 $890^{\circ}C$에서 진행하였다. 최종 sheet resistance의 값은 각각의 경우 최대 $33\;\Omega/square$, $34\;\Omega/square$, $30\;\Omega/square$의 값을 나타내었다. $40{\sim}45\;\Omega/square$ 정도의 sheet resistance가 많은 연구에서 이상적인 sheet resistance로 연구되고 있다. 본 연구에서 두 번째 조건이 이상적인 sheet resistance에 가장 접근 하였음을 확인 할 수 있다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.112-112
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• 2003

최근 자성반도체(diluted magnetic semiconductor; DMS)를 이용한 소자 개발이 가긍해짐에 따라 국내외에서 활발한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구실에서는 GaN-단일전구체를 이용하여 상온에서 자기적 특성을 나타내는 p-type GaMnN를 성장시켰다 극한 환경에서의 자성반도체 재료의 물성 변화를 알아보기 위해, 본 연구에서는 세계 최초로 중성자 빔의 조사에 따른 자성반도체의 구조적, 자기적 특성 및 열처리에 따른 특성 변화를 관찰 및 분석하였다. Molecular beam epitaxy(MBE)를 이용하여 Mn cell 온도가 각각 77$0^{\circ}C$, 94$0^{\circ}C$인 GaMnN 박막을 성장시켰다. 성장된 박막 시편에 한국원자력연구소 하나로 HTS공에서 중성자 빔을 각각 20min(4.17$\times$$10^{16}$n/$\textrm{cm}^2$), 24hour(3.0$\times$$10^{18}$n/$\textrm{cm}^2$)씩 조사하였다 중성자 빔을 조사한 시편은 진공분위기 하에서 100$0^{\circ}C$, 30초간 열처리하였다.(rapid thermal annealing;RTA, 승온속도: 8$^{\circ}C$/sec) 중성자 빔을 조사한 GaMnN 박막의 구조적인 특성은 X-ray diffraction(XRD) 측정을 통해 관찰하였고, 박막의 자기적 특성은 superconducting quantum interference device(SQUID)를 통해 측정하였다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.19 no.2
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• pp.146-157
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• 2009

An experimental study of accelerated weathering on mudstone sample specimens from Haman, Gyeongnam was performed to investigate the variations of physico-mechanical properties of deteriorated rocks due to freeze-thaw weathering. Each complete cycle of freeze and thaw lasted 24 hours, comprising 2 hours of saturating in vacuum chamber, 8 hours of freezing at $-16{\pm}1^{\circ}C$ and 14 hours of thawing at room temperature. Total of 55 cycles of freeze-thaw were completed with measuring the index properties as well as geometries of microfractures. The measured specific gravity and P-wave velocity found to decrease with increasing freeze-thaw cycles. On the other hand, absorption ratio and effective porosity were continuously increased with increasing freeze-thaw cycles. It was found that the index properties of deteriorated sample specimen depend on its initial properties and flaws in rock. The size and density of the traces of the microfracture on slab specimen exhibited abrupt changes after 30 cycles of freeze-thaw weathering. The results obtained in this study show that the box fractal dimension($D_B$) given in this paper has the strong capability of quantifying the size and density of the microfracture.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.10 no.6
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• pp.409-414
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• 2000

Three different white cast irons alloyed with Cr, V, Mo and W were prepared in order to study their transformation behavior of matrix structures in heat-treated conditions. The specimens were produced using a 15kg-capacity high frequency induction furnace. Melts were super-heated to $1600^{\circ}C$, and poured at $1550^{\circ}C$ into Y-block pepset molds. Three combinations of the alloying elements were selected so as to obtain the different types of carbides and matrix structures : 3%C-10%Cr-5%Mo-5%W(alloy No. 1), 3%C-10%V-5%Mo-5%W(alloy No. 2) and 3%C-17%Cr-3%V(alloy No. 3). The heat-treatments were conducted as follows: frist of all, as-cast specimens were homogenized at $950^{\circ}C$ for 5h under the vacuum atmosphere. Then, they were austenitized at $1050^{\circ}C$ for 2h and followed by air-hardening in air. The air-hardened specimens were tempered at $300^{\circ}C$ for 3h. The observation of morphology of the matrix structures was carried out in the states of as-cast(AS), air-hardened(AHF) and tempered(AHFT). The matrix structures of each alloy were almost fully pearlitic in the as-cast state but it was transformed to martensite, tempered martensite and retained austenite by the heat-treatments such as air-hardening and tempering.

• Composites Research
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• v.33 no.5
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• pp.296-301
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• 2020

Laminated composite materials have excellent in-plane properties, but are vulnerable in thickness directions, making it easy to delamination when bending and torsion loads are applied. Thickness directional reinforcement methods of composite materials that delay delamination include Z-pinning, Stitching, Tufting, etc., and typically Z-pinning and Stitching method are commonly used. The Z-pinning is reinforcement method by inserting metal or carbon pin in the thickness direction of prepreg, and the conventional stitching process is a method of reinforcing the mechanical properties in the thickness direction by intersecting the upper and lower fibers on the preform. In this paper, I-fiber stitching method, which complement and improve weakness of Z-pinning and Stitching method, was proposed, and the static strength of composite single-lap joints using I-fiber stitching process were evaluated. The single-lap joints were fabricated by a co-curing method using an autoclave vacuum bag process. The thickness of the composite adherend was fixed, and 5 types of specimens were manufactured with varying the stitching pattern (5×5, 7×7) and angle (0°, 45°). From the test, the failure load of the specimen reinforced by the I-fiber stitching process was increased by up to 143% compared to that of specimen without reinforcement.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.16 no.3
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• pp.172-180
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• 2007

A new diagnostics of plasma electron temperature and plasma density is introduced with the observation of the light emission along the tube of external electrode fluorescent lamps. With two different methods operating an external electrode fluorescent lamp of outer diameter 4.0 mm and length 860 mm for the back-light source of 37-inch LCD-TVs, the lighting modes and the plasma properties are investigated. In the center balance operation, the light-emission propagates simultaneously from both sides of the high voltage electrodes to the center of the lamp, while in conventional operation the light-emission propagates from the one end of a high voltage to the other ground electrode. In the operation value of luminance $10,000{\sim}15,000cd/m^2$, the electron plasma thermal energy $(kT_e)$ is about $1.3{\sim}2.7eV$ with the electron density $(n_e)$ is about $(1.6{\sim}3.6){\times}10^{16}m^{-3}$.