• Korean Journal of Materials Research
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• v.15 no.9
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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.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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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.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.10 no.7
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• pp.499-504
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• 2000

Recently there have been many investigations on the synthesis and properties of transition metal trialuminides based on Ti, Zr, V, Nb and Ta for use aircraft structure materials in an elevated environment. The effect of Zr additions on the formation behaviour of Al-Nb alloy was investigated. Al-1.3at.%(Nb+Zr) alloys with different Nb to Zr atomic 1:3, 1:1 and 3:1 were prepared by mechanical alloying(MA). The morphological changes and microstructural evolution of Al-Nb-Zr powders during MA were investigated by SEM, XRD and TEM. The intermetallic compound phase of $Nb_2Al\; and\; Al_3Zr_4$ was identified by X-ray diffraction. The intemetallic compound of $Al_3Zr,\; Al_3Nb$ and $Al_3Zr_4$ were formed by heat treatment for 1 hour at $500^{\circ}C$. The size of intermetallic compounds observed by TEM were approximately below 100nm, when they were heat treated after mechanically alloying for 30 hours.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.17 no.10 s.113
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• pp.967-975
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• 2006

In this paper, design and implementation of a very compact and cost effective front-end module are presented for IEEE 802.16 FWA(fixed Wireless Access) in the 40 GHz band. A multi-layer LTCC(Low Temperature Co-fred Ceramic) technology with cavity process to achieve excellent electrical performances is used to fabricate the front-end module. The wirebond matching circuit design of switch input/output port and waveguide transition to connect antenna are optimally designed to keep transmission loss low. To reduce the size of the front-end module, the dielectric waveguide filter is developed instead of the metal waveguide filter. The LTCC is composed of 6 layers(with the thickness of a layer of 100 um) having a relative dielectric constant of 7.1. The front-end module is implemented in a volume of $30{\times}7{\times}0.8mm^3$ and shows an overall insertion loss < 5.3 dB, and image rejection value > 49 dB.

• Korean Journal of Metals and Materials
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• v.47 no.4
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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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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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.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.10 no.5
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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.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.07c
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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$^{\circ}C$.

• Journal of Powder Materials
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• v.12 no.6 s.53
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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.