• 한국재료학회지
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• 제15권9호
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• pp.566-576
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• 2005

This paper describes an ab Initio study on interface energies, misfit strain energies, and electron structures at coherent interfaces Fe(bcc structure)/MCs(NaCl structure M=Ti, Zr, Hf). The interface energies at relaxed interfaces Fe/TiC, Fe/ZrC and Fe/HfC were 0.263, 0.153 and $0.271 J/m^2$, respectively. It was understood that the dependence of interface energy on the type of carbide was closely related to changes of the binding energies between Fe, M and C atoms before and after formation of the interfaces Fe/MCs with the help of the DLP/NNBB (Discrete Lattice Plane/ Nearest Neighbour Broken Bond) model and data of the electron structures. The misfit strain energies in Fe/TiC, Fe/ZrC and Fe/HfC systems were 0.390, 1.692 and 1.408 eV per 16 atoms(Fe: 8 atoms and MC; 8 atoms). More misfit energy was generated as difference of lattice parameters between the bulk Fe and the bulk MCs increased.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.47-47
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• 2009

용착금속의 미세조직은 크게 Acicular ferrite(AF), Ferrite with aligned second phase(FS), Primary ferrite(=Grain boundary Ferrite) 등으로 나눌 수 있다. 이 중 침상형 페라이트(AF)는 인성과 강도를 동시에 증가시킬 수 있으므로 이를 다량 확보하는 것이 용접산업의 관건이다. 본 연구에서는 침상형 페라이트 발생에 기여한다고 알려진 Ti 함량을 용착금속에서 단계적으로 조절하여 나타나는 미세조직과 특성변화를 관찰하였다. 모재는 HSB-600을 사용하였으며 용접재료는 ER100S-G급의 Ti가 함유되어 있는 것(A)과 미함유된 것(B)을 사용하였다. 모재 성분의 희석을 방지하기 위해 V-Groove 가공 후 Buttering 용접을 실시하였다. 중앙에 가공된 V-그루브에 이들 재료를 적절히 조합하고 용접(입열량 20kJ/cm)하여 Ti함유량을 총 4가지(0.002~0.025% Ti)로 제어하였다. 용접 후 각각의 시편에 대해 미세조직, 충격시험, O/N분석, 성분분석 등의 시험을 진행하였다. 미세조직 관찰결과 Ti함량이 증가할수록 AF는 증가하고 FS는 감소함을 확인할 수 있었으며 충격시험결과 Ti가 많이 함유된 시편일수록 더 낮은 연성취성 천이온도(DBTT)를 나타내었다. EDS와 SEM으로 관찰한 결과 Ti함량 증가에 따라 비금속개재물의 크기는 작아지고 밀도는 높아지는 것을 확인할 수 있었으며 개재물 내에서의 Ti함량도 더 많아지는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제10권7호
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• pp.499-504
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• 2000

최근에 고온용 항공기 구조 재료로 Ti, Zr, V, Nb 및 Ta 등의 천이금속을 첨가한 Al 합금계 제조와 특성에 관한 연구가 되어져 왔다. 본 연구에서는 Al-Nb합금에 Zr을 첨가하여 상형성거동을 연구하였다. Al-1.3at.%(Nb+Zr) 합금에서 Nb와 Zr의 원자비를 1:3, 1:1 및 3:1로 하여 기계적합금화하였다. 기계적합금화하는 동안 Al-Nb-Zr의 형태변화와 미세구조를 SEM, XRD 및 TEM으로 관찰하였다. X-선 회절 시험에 의하여 $Nb_2Al$ 과 $Al_3Zr_4$가 생성됨을 확인하였다. $500^{\circ}C$에서 1시간동안의 진공열처리에 의하여 $Al_3Zr$, $Al_3Zr_4$ 등의 금속간화합물을 형성하였다. 30시간동안 기계적 합금화한 분말을 열처리하여 TEM으로 관찰한 결과 100nm 이하의 금속간화합물 입자들을 관찰하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.967-975
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• 2006

본 논문에서는 40 GHz 대역에서 동작하는 IEEE 802.16 고정 무선 통신을 위한 천이, 소형 TDD 송수신 모듈의 front-end 모듈을 설계하고 구현하는 방법을 제안한다. 제안된 모듈은 저손실과 소형화를 동시에 달성하기 위하여 캐비티 공정을 가지는 다층 LTCC 기술을 이용하여 제작되었다. 스위치의 입출력단에 와이어본드 정합회로의 설계 및 안테나와의 연결을 위한 도파관 천이 구조를 통해 저손실의 천이를 얻었으며, 기존 금속 도파관 필터를 대체한 유전체 도파관 필터를 사용함으로써 소형화를 달성하였다. 이를 구현하기 위해 유전율 7.1, 두께 100 um인 총 6층의 LTCC 기판을 사용하였으며 제작된 소형 front-end 모듈의 크기는 $30{\times}7{\times}0.8mm^3$이다. 그리고 송수신 삽입 손실 < 5.3 dB, 이미지 신호 제거 > 49 dB의 우수한 천이를 얻을 수 있었다.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권4호
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• pp.242-247
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• 2009

On the Transient Liquid Phase Bonding (TLPB) phenomenon with the MBF-50 insert metal at narrow gap (under 100), it takes long time for the bonding and the homogenizing. Typically, isothermal solidification is controlled by the diffusion of depressed element of B and Si. However, the amount of B and Si in the MBF-50 filler metal is large. This is reason of the long bonding time. Also, the MBF-50 filler metal did not contained Al and Ti which are ${\gamma}^{\prime}$ phases former. This is reason of the long homogenizing time. From the bonding phenomenon with the MBF-50 insert metal, we search main factors on the bonding mechanism and select several insert-metals for using the wide-gap TLPB. New insert-metals contained Al and Ti which are ${\gamma}^{\prime}$ phases former and decrease the B then the MBF-50. When the new insert-metal was used on the TLPB, the bonding time was decreased about 1/10 times and homogenizing heat treatment was no needed. In spite of the without homogenizing, the volume fraction of ${\gamma}^{\prime}$ phases in the boned interlayer was equal to homogenizing heat treated specimen which was TLPB with the MBF-50. Finally, the new insert metal named WG1 for the wide-gap TLPB is more efficient then the MBF-50 filler metal without decreasing the bonding characteristic.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.113-113
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• 2000

직접천이형 wide band gap(3.4eV) 반도체중의 하나인 GaN를 청색 및 자외선 laser diode, 고출력 전자장비 등으로 응용하기 위해서는 낮은 접합저항을 갖는 Ohmic contact이 선행되어야 한다. 그러나 만족할만한 p-type GaN의 Ohmic contact은 아직 실현되고 있지 못하며, 이는 GaN와 접합 금속과의 구체적인 반응의 연구를 필요로 한다. 본 연구에서 앞서 Pt, Pt, Ni등의 late transition metal을 p-GaN에 접합시킨 결과 이들은 접합 당시 비교적 평탄하나 후열 처리과정에서 비교적 낮은 온도에서 기판과 열팽창계수의 차이로 인하여 평탄성을 잃어버리면서 barrier height가 증가한다는 사실을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 이러한 열적 불안정성을 극복하기 위하여 Ni과 Pd를 차례로 증착하고 가열하면서 interfacial reaction, film morphology, Fermi level의 움직임을 monchromatic XPS(x-ray photoelectron spectroscopy) 와 SAM(scanning Auger microscopy) 그리고 ex-situ AFM을 이용하여 밝히고자 하였다. 특히 후열처리에 의한 계면 반응에 수반되는 구성 금속원소 간의 합금현상과 금속 층의 평탄성이 밀접한 관계가 있다는 것을 확인하였다. 이러한 합금과정에서 나타나는 금속원소들의 중심 준위의 이동을 체계적으로 규명하기 위해서 Pd1-xNix와 Pd1-xGax 합금들의 표준시료를 arc melting method로 만들어 농도에 따른 금속원소들의 중심 준위의 이동을 측정하여, Pd/Ni/p-GaN 및 Ni/Pd/p-GaN 계에서 열처리 온도에 따른 interfacial reaction을 확인하였다. 그 결과 두 계가 상온에서 nitride 및 alloy를 형성하지 않고 고르게 증착되고, 열처리 온도를 40$0^{\circ}C$에서 $650^{\circ}C$까지 증가시킴에 따라 계면반응의 부산물인 metallic Ga은 증가하고 있으마 nitride는 여전히 형성되지 않는 것을 확인하였다. 증착당시 Ni이 계면에 있는 Pd/Ni/p-GaN의 경우에는 52$0^{\circ}C$까지의 열처리에 의하여 Ni과 Pd가 골고루 섞이고 그 평탄성도 유지되고 barier height의 변화도 없었다. 더 높은 $650^{\circ}C$ 가열에 의해서는 surface free energy가 작은 Ga의 활발한 편석 현상으로 인해 표면은 Ga이 풍부한 Pd-Ga의 합금층으로 덮이고, 동시에 작은 pinhole들이 발생하며 barrier height도 0.3eV 가량 증가하게 된다. 반면에 증착당시 Pd이 계면에 있는 Ni/Pd/p-GaN의 경우에는 40$0^{\circ}C$의 가열까지는 두 금속이 그들 계면에서부터 섞이나, 52$0^{\circ}C$의 가열에 의해 이미 barrier height가 0.2eV 가량 증가하기 시작하였다. 더 높은 $650^{\circ}C$가열에 의해서는 커다란 pinhole, 0.5eV 가량의 barrier height 증가, Pd clustering이 동시에 관찰되었다. 따라서 Ni과 Pd의 일함수는 물론 thermal expansion coefficient가 거의 같으며 surface free energy도 거의 일치한다는 점을 감안하면, 이렇게 뚜렷한 열적 안정성의 차이는 GaN와 contact metal과의 반응시작 온도(disruption onset temperature)의 차이에 기인함을 알 수 있었다. 즉 계면에서의 반응에 의해 편석되는 Ga에 의해 박막의 strain이 이완되면, pinhole 등의 박막결함이 줄어 들고, 이는 계면의 N의 out-diffusion을 방지하여 p-type GaN의 barrier height 증가를 막게 된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.683-683
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• 2013

박막태양전지의 일종인 CIGS 태양전지는 직접천이형 반도체로 광흡수계수가 $1{\times}10^5cm^{-1}$로 매우 높고, 전기광학적 안정성이 우수하여 실리콘 결정질 태양전지를 대체할 고효율 태양전지로 각광받고 있다. CIGS 태양전지는 광흡수층 공정방법에 따라 다양한 결정구조 및 효율 차이가 나타난다. 본 실험에서는 Sputtering방법으로 금속전구체를 증착하고, Sequential process를 이용하여 고온에서 셀렌화 열처리를 수행하였다. Soda-lime glass 기판에 배면전극으로 Mo를 증착하고, 1단계로 CuIn0.7Ga0.3 조성비의 타겟을 이용하여 Sputtering법으로 $1.0{\sim}1.2{\mu}m$두께의 CIG 전구체를 증착하였다. 2단계로 CIG 전구체에 분자빔증착기를 이용하여 Se를 증착하고, 열처리를 통하여 CIGS 화합물 구조의 박막을 형성시켰다.증착된 CIGS 박막은 광전자분광분석기로 원소의 화학적 결합상태를 확인하고, in-situ 엑스선회절분석을 통해 Se층의 증착두께와 열처리 온도 변화에 따른 CIGS 층의 결정구조 및 결정화도 변화를 분석하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제10권5호
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• pp.104-109
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• 2011

Bulk metallic glasses (BMG) have been greatly improved by the advance of synthesis process during last three decades. It was also found that the Glass Forming Ability (GFA) strongly depends on the glass transition temperature. When the temperature approaches to a critical value, the crystals nucleation from the supercooled liquid can be suppressed so that bulk glass formation possible. Egami and others found that the local glass transition temperature depends on the volumetric strain of each atom and suggested the critical transition temperature. In this paper, we explore the strain dependency of local glass transition temperature using the atomic strain defined by the deformation tensor for the Voronoi polyhedra.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1588-1590
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• 2004

The composites were fabricated, respectively, using 61vol.% SiC - 39vol.% $TiB_2$ and using 61vol.% SiC 39vol.% WC powders with the liquid forming additives of 12wt% $Al_2O_3+Y_2O_3$ by pressureless annealing at 1800$^{\circ}C$ for 4 hours. Reactions between SiC and transition metal $TiB_2$, WC were not observed in this microstructure. The result of phase analysis of composites by XRD revealed SiC(6H), $TiB_2$ and YAG($Al_5Y_3O_{12}$) crystal phase on the SiC-$TiB_2$, and SiC(2H), WC and YAG($Al_5Y_3O_{12}$) crystal phase on the SiC-WC composites. ${\beta}{\rightarrow}{\alpha}$-SiC phase transformation was ocurred on the SiC-$TiB_2$, but ${\alpha}{\rightarrow}{\beta}$-SiC reverse transformation was not occurred on the SiC-WC composites. The relative density, the flexural strength showed respectively value of 96.2%, 310.19Mpa in SiC-WC composites. The electrical resistivity of the SiC-$TiB_2$ and the SiC-WC composites is all positive temperature cofficient resistance(PTCR) in the temperature ranges from 25$^{\circ}C$ to 500$^{\circ}C$.

• 한국분말재료학회지
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• 제12권6호
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• pp.399-405
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• 2005

Nanopowders of titanium dioxide $(TiO_2)$ incorporating the transition metal element(s) were synthesized by flame synthesis method. Single element among Fe(III), Cr(III), and Zn(II) was doped into the interior of $TiO_2$ crystal; bimetal doping of Fe and Zn was also made. The characteristics of transition-metal-doped $TiO_2$ nanopowders in the particle feature, crystallography and electronic structures were determined with various analytical tools. The chemical bond of Fe-O-Zn was confirmed to exist in the bimetal-doped $TiO_2$ nanopowders incorporating Fe-Zn. The transition element incorporated in the $TiO_2$ was attributed to affect both Ti 3d orbital and O 2p orbital by NEXAFS measurement. The bimetal-doped $TiO_2$ nanopowder showed light absorption over more wide wavelength range than the single-doped $TiO_2$ nanopowders.