• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.230-230
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• 2010

질화갈륨 기반의 III족-질화물 계열의 반도체 물질은 녹색-자외선 영역의 발광다이오드에 응용되어 왔으며 고효율, 고휘도 발광소자의 구현 및 성능 향상을 위해 많은 연구가 진행되었다. 일반적으로 널리 사용되어온 c축 방향으로 성장된 질화갈륨 기반 발광다이오드에서는 활성층의 에너지 밴드구조가 내부전기장에 의해 변형되어 전자와 정공의 재결합 확률이 저하된다. c축 방향으로 형성되는 내부전기장은 축방향으로의 자발적 분극화와 높은 압전 분극 현상에 기인한다. 이와 같은 분극 성장에서의 내부양자효율 저하 현상을 해결하기 위하여 내부 전기장이 존재하지 않는 a축과 m축과 같은 무분극 방향으로의 성장이 집중적으로 연구되고 있다. 현재 사파이어 기판위에서 무분극 성장된 박막은 높은 밀도의 결함이 발생하여 고품위의 발광다이오드 동작에 어려움을 겪고 있다. 최근 결함 밀도를 낮추고 높은 결정성을 갖는 무분극 질화갈륨 박막을 성장하기 위하여 2-단계 성장 방법, 나노구조층 삽입, 산화규소 마스크 패턴 등 다양한 성장 방법들이 연구되어 주목할 만한 연구 결과들이 보고되고 있다. 다양한 성장 방법들에 의해 성장된 박막들은 고유한 특성들을 보이는데, 특히 박막 성장방법에 따라 박막 내부에 형성되는 깊은 준위의 특성들은 발광다이오드의 소자 특성에도 큰 영향을 미치게 되므로 무분극 박막에서의 깊은 준위에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 금속-유기 화학기상증착 방법으로 r면의 사파이어기판 위에 a면의 질화갈륨을 성장시켰다. 고품질의 결정성을 구현하기 위해 저온 핵형성층, 3차원 성장층, 2차원 중간온도 성장층, 2차원 성장층의 4개 버퍼층을 사용하였으며, 질화규소 나노구조층을 삽입함으로써 고품 위의 a면 질화갈륨 박막을 구현하였다. 성장된 a면 질화갈륨 박막에 형성된 깊은 준위들은 접합용량과도분광법을 이용하여 분석되었으며 질화규소 삽입층의 유무에 따른 깊은 준위의 특성 차이에 대한 연구를 수행하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권2호
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• pp.217-223
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• 1999

본 연구에서는 질화규소에 지르코니아 첨가량에 따른 효과를 조사하였다. 0 wt%~40 wt%의 지르코니아를 포함하는 세라믹 복합체 재료를 토대로 하는 질화규소를 $1750^{\circ}C$에서 172 MPa의 질소가스압으로 한 시간동안 유지하는 조건으로 hot isostatic pressing (HIP)하였다. 소결된 시편의 기계적 특성과 마모 특성을 조사하였다. 질화 규소-지르코니아 복합체는 지르코니아 양이 증가함에 따라 경도와 굽힘강도는 감소하였으나 밀도는 증가하였다. 그리고, 지르코니아 첨가량이 증가함에 따른 공기 중에서의 마모량은 감소하였으며, 공기 중에서의 마모 거동은 microcracking에 유관하였다.

• 한국재료학회지
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• 제5권4호
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• pp.468-475
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• 1995

활성금속 브레이징 방법으로 스테인레스 스틸과 질화규소를 접합하여 기계적 특성 및 유한요소법을 사용하여 접합체에서 발생되는 잔류응력의 크기를 조사하였다. 고강도 접합체를 제조하기 위하여 연성금속인 Cu 및 Cu/Mo 적층체를 중간재로 사용하였으며, 중간재의 두께 및 구조에 따라 접합체에서 발생되는 잔류응력의 크기 및 분포가 접합강도에 미치는 영향에 관하여 조사하였다.중간재인 Cu의 두께가 0.2mm 일대 세라믹스에 발생되는 최대 잔류응력의 크기가 급격히 감소하였으며, 최대 접합강도가 나타났다. Cu/Mo 다층 중간재를 사용한 접합체에서는 Cu/Mo 두께비가 감소할수록 접합강도는 증가되었다. 스테인레스 스틸/질화규소 접합체에서 Cu/Mo 중간재의 사용은 Cu 중간재 사용보다 접합강도를 증가시키는데 효과적이었으며, 최대 접합강도는 450Mpa 정도이었다. Cu/Mo 중간재를 사용한 접합체에서는 Mo에 최대 인장방향의 잔류응력이 발생하여 강도 측정시 Mo의 지배적인 소성변형으로 잔류응력이 감소되어 접합체의 접합강도를 향상시키는 것으로 생각된다.

• 유변학
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• 제2권1호
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• pp.67-78
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• 1990

세라믹 분말의 사출성형성을 평가하기 위하여 다양한 혼합체 시스템에 대한 혼합도 와 유변학적 성질을 질화규소 미세분말의 부피비를 변화시키면서 조사하였다. 열가소성 결 합체 시스템은 폴리에틸린 폴리에틸렌 왁스 그리고 미소량의 첨가제를 혼합하여 사용하였 다. 혼합성능을 평가하기 위하여 비분산혼합에서는 총접촉면적비를 그리고 분산혼합에서는 총파괴표면적비를 혼합척도로서 사용하여 정성적으로 모형화하였다. 사용된 혼합기내의 유 동장을 해석하기 위하여 뉴우톤유체를 가정하여 유동해석을 수행하였다. 혼합물의 혼합도는 각각 5분 30분 동안 혼합된 시편을 주사전자현미경 사진에 의해 관찰하여 평가하였다. 또한 혼합물의 사출성형성 그리고 혼합질 점도 토우크 곡선 사이의 관계를 규명하기 위하여 전단 변형를 속도를 따른 점도를 모세관 점도계를 사용하여 측정하였으며 질화규소의 부피비가 60%일 때까지는 만족할 만한 성형성과 혼합질을 가짐을 알 수 있었다.

• 한국세라믹학회:학술대회논문집
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• 한국세라믹학회 2002년도 추계총회 및 연구발표회 초록집
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• pp.23.1-23
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• 2002

• 한국재료학회지
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• 제7권3호
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• pp.224-228
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• 1997

2종류의 질화규소에 대하여 Ring형시험편을 이용하여 접촉피로시험을 하였다. 질화규소는 금속재료에서와 같은 형태의 피로현상을 나타냈고, 파면해석 및 관찰결과 접촉피로에 있어서 균열의 발생은 고탄소크롬강의 경우와 같이 표면하의 반복전단응력에 의한 것으로 밝혀졌다. 그리고 시험펴 파단면에서 표면하의 Heltz전단응력의 변동이 최대로 되는 깊이의 위치에 다수의 균열이 관찰되었다.

• 한국재료학회지
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• 제6권9호
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• pp.878-884
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• 1996

본 연구는 가스압소결 질화규소의 혼합모드에 있어서 파괴거동을 실온 및 100$0^{\circ}C$에서 조사하였다. 실험은 누프압흔을 도입한 시험편을 사용하여 소둔처리에 의해 잔류응력을 제거하고, 4점굽힘법을 이용하였다. 실험결과, 종래 제창되고 있는 파괴기준과 일치하지 않고, 그래서 새롭게 4차관수의 근사식을 제안하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제35권1호
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• pp.48-54
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• 1998

Part I에 이어서 질화규소로 코팅된 질화규소-질화붕소 시스템에 있어서 접촉하중에 의한 코팅층의 파괴에 대한 코팅층의 두께의 영향을 고찰하였다. 코팅층과 기판층간의 elastic/plastic mismatch가 큰 경우 코팅층의 균열생성을 방지하는 어느 임계 두께가 존재한다는 사실을 발견하였으며, mismatch가 감소할수록 이러한 요구 임계두께가 감소하였다. 또한 가해진 하중이 증가할수록 요구 임계두께는 증가하여야 함을 알 수 있었다. 따라서 코팅층의 파괴를 방지하기 위해서는 코팅층과 기판층간의 mismatch와 사용환경(가해지는 하중)을 고려한 적정 임계두께늬 설계가 요구된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권1호
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• pp.111-116
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• 1998

질화규소는 고경도, 고인성 세라믹 재료이기 때문에, 기계적 가공성은 매우 나쁘며, 또한 질화규소는 높은 전기 저항을 갖는다. 매우 높은 전기저항을 띠는 질화규소에 30wt% 이상의 TiN 분말이 첨가되었을 때 전도성 세라믹 복합체가 된다. 높은 전기 전도도를 가질 때 세라믹을 방전가공방법(EDM)을 이용하여 정밀한 가공을 할 수 있다. 높은 전기 전도도를 갖는 $Si_3N_4-TiN$ 세라믹 복합체는 EDM 방법을 이용하여 금속 가공 tool을 만드는데 이용되며, 이러한 tool 재료들은 산화뿐만 아니라 심각한 마모문제를 갖는다. 상압소결후 post HIP 소결방법으로 $Si_3N_4-TiN$ 복합체를 만들었으며, TiN의 양의 변화에 따른 $Si_3N_4$ 복합체의 마모특성을 상온의 대기중에서 조사하였다. 경도, 파괴인성, 강도값을 마모량과 비교하였다. 마모흔의 SEM 관찰로 $Si_3N_4-TiN$ 복합체의 마모기구를 설명하였다.

• 연구논문집
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• 통권34호
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• pp.131-138
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• 2004

Porous silicon nitride ceramics were prepared by Self-propagating High Temperature Synthesis from silicon powder, silicon nitride powder and the pore-forming precursor. The microstructure, porosity and the flexural strength of the porous silicon nitride ceramics were varied according to the Si/$Si_3N_4$ ratio, size and amount of the pore-forming precursors. Some samples exhibited as high flexural strength as $162\pm24$ MPa. The high strength is considered to result from the fine pore size and the strong bonding among the silicon nitrid particles.