• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.263-263
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• 2010

투명도전막(indium tin oxide; ITO)은 투명하면서도 전기 전도도가 높기 때문에, 액정표시소자(LCD; Liquid Crystal Display), 전자발광소자(ELD; Electroluminescent Display) 및 전자 크로믹 소자(Electrochromic Display)를 포함하는 평판형 표시 소자(FPD; Flat Panel Display)와 태양전지 등에 이용되고 있다. 낮은 비저항과 높은 투과율의 ITO 박막은 $300^{\circ}C$ 이상의 고온에서 코팅해야 하는 것으로 알려져 있다. 그러나 최근 플라스틱과 같은 연성 소자가 전자부품에 널리 이용되면서 ITO를 저온에서 증착해야할 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 ITO를 플라스틱에 적용하기 위한 저온 코팅 공정 및 시편의 전 후처리공정을 개발하여 박막의 특성을 알아보고자 한다. 실험에 사용된 기판은 고투과율의 고분자(polyethylene terephthalate; PET) 필름이며 $5\;{\times}\;10\;cm^2$의 크기로 절단하여 알코올로 초음파 세척을 실시하였고, 진공 용기에 장입한 후 펄스전원을 이용하여 3분간 in-situ 청정을 실시하였다. ITO 코팅은 마그네트론 스퍼터링을 이용하였으며, 코팅시간, 전처리, 후처리, 기판온도, 산소유량 등 코팅 조건에 따른 박막의 특성을 조사하였다. ITO 박막의 코팅 조건에 따른 박막의 결정구조 분석은 x-선 회절(x-ray diffraction; XRD)을 이용하였고, 박막의 표면형상과 두께 보정 및 단면의 미세조직과 결정 성장 여부 등은 투과전자 현미경(transmission electron microscope; TEM)을 이용하여 분석하였다. 또한 ITO 박막의 면저항과 분광특성은 four-point Probe (CMP-100MP, Advanced Instrument Technology), spectrophotometer (UV-1601, SHIMADZU)를 이용하여 측정하였다. ITO 박막의 광학특성 분석 결과 전광선 투과율은 두께에 따라 변화 하였지만, 색차와 Haze 값은 증착 조건에 따라 큰 차이는 보이지 않았다. 그리고 박막의 결정화에 영향을 주는 가장 중요한 인자는 기판온도이지만, 기판온도를 높이지 못할 경우 비평형 마그네트론(unbalanced-magnetron; UBM)에 의해서 플라즈마 밀도를 높이는 방법으로 유사한 효과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.24 no.3
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• pp.275-281
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• 2004

Socket weldment used to change the flow direction of fluid nay have flaws such as lack of fusion and cracks. Liquid penetrant testing or Radiography testing have been applied as NDT methods for flaw detection of the socket weldment. But it is difficult to detect the flaw inside of the socket weldment with these methods. In order to inspect the flaws inside the socket weldment, a ultrasonic testing method is established and a ultrasonic transducer and automated ultrasonic testing system are developed for the inspection. The automated ultrasonic testing system is based on the portable personal computer and operated by the program based Windows 98 or 2000. The system has a pulser/receiver, 100MHz high speed A/D board, and basic functions of ultrasonic flaw detector using the program. For the automated testing, motion controller board of ISA interface type is developed to control the 4-axis scanner and a real time iC-scan image of the automated testing is displayed on the monitor. A flaws with the size of less than 1mm in depth are evaluated smaller than its actual site in the testing, but the flaws larger than 1mm appear larger than its actual size on the contrary. This tendency is shown to be increasing as the flaw size increases. h reliable and objective testing results are obtained with the developed system, so that it is expected that it can contribute to safety management and detection of repair position of pipe lines of nuclear power plants and chemical plants.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.21 no.5
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• pp.564-569
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• 2010

Highly anti-reflective optical property has been focussed in the field of thin film and display because of increasing demands to the high transparency and clearness of optical component. In this study, to obtain anti-reflective property, the formation of aluminium oxide with nanoscaled flowerlike frame structure was introduced as oxide material monolayer on the substrate by hydrothermal synthesis through sol-gel method. The properties of coating layer were measured by the means of UV-Vis spectroscopy, FT-IR spectroscopy, XRD, and FE-SEM. The morphology of coating layer in alumina-sol coated samples was controlled by hydrothermal temperature and time with aid of ultrasound. It was found that high transparency and anti-reflective optical properties were obtained the formation of flowerlike nanoframe structure.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.15 no.5
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• pp.82-89
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• 1996

Application fields of ultrasonic transducers can be divided into two categories, a high ultrasonic resolution required field and a high ultrasonic power required field. This paper is aimed to determine the optimal properties of the matching layers of the transducer for each of the applications. Further, it is aimed to optimize the properties of the matching layers that show satisfactory performances for both of the application fields. Through the direct time domain analysis of the transmission and reflection behavior of the ultrasonic wave, apart from the conventional equivalent circuit analysis, and Fourier transformation of its results, we found the optimum acoustic impedances of the matching layers. The newly determined layers provide much better transducer performance-57% at most-than those obtained with conventional design methods. Based on the results, we also found the optimal acoustic impedances of the layers good for both of the application fields. For te optimization, we developed a new transducer performance evaluation parameter that can be applied to any type of ultrasonic transducers.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.136-136
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• 2003

카본나노튜브는 상용되는 기존의 센서에 비해 표면적이 넓어 감도가 놀고 응답속도가 빠르다. 또한 나노 스케일의 크기를 가지므로 고직접화를 실현할 수 있으며 기능복구성이 뛰어나 상온동작을 통한 저전력화가 가능하다. 본 실험에서는 아크방전법으로 합성한 카본나노튜브를 가스센서로 제작하여 상온에서 NH$_3$, NO 가스와의 반응 특성을 평가하였다. 또한 origin soot와 이를 정제한 purified CNT를 SEM(주사전자현미경), TEM(투과전자현미경), Raman scattering spectroscopy(라만 산란 분광기)를 통해 재료적 특성을 조사하고 이를 가스 감응 곡선과 연관하여 비교, 분석하였다. 전극에 CNT막을 형성시키기 위해 3g의 N,N dimethylformamide 용액에 CNT 10mg을 분산시킨 후 2시간동안 초음파 처리하였다. 이 용액을 mask를 이용해 전극 위에 막을 형성시킨 후 20$0^{\circ}C$에서 열처리하였다. 이렇게 제조된 origin soot와 purified CNT센서는 flow system을 이용하여 측정하였고 $N_2$분위기 하에서 센서를 안정화시킨 후 측정가스와의 반응을 살펴보았다 센서의 반응속도, 회복속도, 감도 등의 측정결과 origin soot는 NH$_3$ 25ppm에서 20%, purified CNT는 1%의 감도를 보여 20배 높은 감도를 보았다. NO 25ppm의 경우에도 origin soot가 8%, purified CNT는 0.8%의 감도를 보여 10배 높은 감도를 보였다. 이는 탄소입자가 많은 origin soot가 purified CNT 보다 표면적이 넓어 보다 많은 가스 흡착 싸이트를 가지기 때문이다. 하지만 origin soot는 반응시간과 회복속도가 Purified CNT 보다 2배 이상 느려 표면적 증가에 따른 가스 흡착과 탈착 능력이 떨어짐을 알 수 있었다. 또한 CNT와 가스사이의 전하 이동 방향에 따라 NH$_3$는 양의 감도를 NO는 음의 감도를 보였다 이는 전하의 이동 방향에 따라 전하와 캐리어 사이의 결합 및 해리가 일어나게 되고 결국 카본나노튜브 내의 캐리어 수를 증감시킴에 따라 나타나는 현상이다. 이러한 가스의 감도는 농도에 따라 증가하였으며 origin soot를 이용하여 1ppm이하의 NH$_3$ 가스를 검출할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.33-33
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• 2000

일반적으로 GaN-based light emitting diodes(LEDs)는 Top layer위에 금속박막으로 contact을 형성하고 있으며 광소자 구성에 있어 빛은 이러한 금속 contact을 통과할 수 없다. 그러나 만약 이러한 contact이 투명전도막으로 구성될 수 있다면 보다 효율적인 광소자의 구성이 기대되어진다. 특히 GaN photodetector, GaN-based LEDs, GaN vertical cavity surface emitting lasers(VCSELs)등의 소자형성에 있어 투명전도막 contact은 매우 중요하며 그 응용에 앞서 기본적인 구조적, 전기적, 광학적 특성에 대한 연구가 반드시 선행되어져야 한다. 따라서 본 실험에서는 이러한 투명전도막으로써 Indium Tin Oxide(ITO)를 사용하였으며 박막형태의 contact으로 제조하여 n-GaN, p-GaN와 corning glass위에 e-beam evaporation법로써 제조하였다. 또한 각 n-, p-type과 corning glass위에 증착된 ITO박막의 구조적 특성을 분석하기 위하여 x-ray diffractometry(XRD)와 Auger electron spectroscopy(AES)등을 사용하였으며 전기적 특성을 측정하기 위하여 four point probe를 사용하였고 그들의 I-V 곡선을 측정하였다. 또한 UV spectrometry를 사용하여 그들의 광학적 특성을 측정하고자 하였다. ITO 박막의 제조에 있어 기판은 초음파 유기세정 후 HCl과 H2O2(1:1)의 혼합용액을 사용하여 GaO2를 제거하고자 하였으며 이후 초순수로 세척하여 사용하였다. 초기 진공도는 3$\times$10-5 Torr이하였으며 기판온도 50$0^{\circ}C$에서 0.6 /s의 증착속도로 약 2000 증착하였다. 이렇게 제조된 ITO 박막은 5$\times$10-5 Torr이하의 진공분위기에서 $600^{\circ}C$로 열처리를 실시하였으며 열처리 시간의 변화에 따른 그들의 전기적, 구조적, 광학적 특성을 측정하였다. 열처리 과정을 통한 ITO박막은 투과도는 420nm의 영역에서 80%이상을 나타내었으며 이때의 면저항은 약 50ohm/ 이었다. 또한 I-V 곡선 측정에 의한 contact특성의 측정결과 열처리 전의 ITO contact은 n-GaN와 n-GaN에 대해 각각 ohmic과 schottky contact의 일반적인 contact 특성을 나타내었다. 그러나 이러한 contact 특성은 열처리 시간의 변화에 따라 변화하는 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.469-469
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• 2011

고효율 염료감응형 태양전지(DSSC, Dye-Sensitized Solar Cell)의 구현을 위해서 유용한 방법중 하나는 정렬된 기공 (pore)을 $TiO_2$막 내에 형성시키는 것이다. 메조포러스 (mesoporous) $TiO_2$막은 dip coating이나 spin coating과 같은 방법으로 주로 증착되고 있으며, P123이나 F127과 같은 amphiphilic triblock copolymer를 메조포러스 구조를 만들기 위한 뼈대로 사용하고 있다. 또한, 이렇게 생성된 구조에서 amphiphilic triblock copolymer는 열처리 공정을 통하여 쉽게 제거될 수 있다. 고효율 태양전지를 구현하는 또 다른 방법으로는 패턴 된 기판을 사용하는 것이다. 패턴 된 기판은 빛의 반사를 억제하여 흡수율을 높이는 역할을 한다. 그러나 패턴 된 기판 위에서 메조포러스 $TiO_2$막의 형성에 관한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 spin coating 방법으로 패턴 된 Si (111) 기판 위에 메조포러스 $TiO_2$를 성장하고 그 미세구조를 분석하였다. 패턴 된 기판은 nanosphere lithography(NSL) 법으로 mask를 증착한 후 건식 식각 (dry etching) 공정을 통해서 제작되었으며, 마스크와 불순물 등 은 초음파 세척 등으로 제거되었다. 메조포러스 $TiO_2$막은 1-propanol, P123, titanium isopropoxide와 HCl을 섞어 만든 용액으로 1 cm${\times}$1 cm 기판 위에 3000 rpm과 4000 rpm으로 각각 증착하였으며, 5일 동안 4도에서 에이징한 후 350도에서 3시간 열처리하였다. 이렇게 형성한 메조포러스 막의 형상과 미세구조적 특성이 주사전자현미경(SEM, scanning electron microscope), X-선 회절(XRD, X-ray diffraction) 등을 이용하여 연구되었다. 특히, 증착 조건에 따른 메조포러스 $TiO_2$박막의 형성 기구에 관한 고찰이 진행되었다. 나아가, $TiO_2$박막과 패턴 사이에 형성되는 계면 구조에 관한 연구를 투과전자현미경을 이용하여 진행하였다.

• Polymer(Korea)
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• v.27 no.6
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• pp.542-548
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• 2003

Nanoparticles with unsaturated poly(hydroxyalkanoate)s (UPHAs) biosynthesized with Pseudo-monas oleovorans were prepared by spontaneous emulsification solvent diffusion method. The influence of nanoparticle formation was investigated with various experimental parameters such as sonication conditions, sol-vent, surfactant and polymer contents, etc. The physical and chemical properties of UPHAS and its nanoparticles were characterized using $^1$H- and $\^$13/C-nuclear magnetic resonance spectroscopies, attenuated total reflection infrared spectroscopy, differential scanning calorimetry and gel permeation chromatography. The morphology of particles was observed using scanning electron microscope and the size and distribution of nanoparticles were measured with electrophoretic light scattering spectrophotometer. The mean diameter of particles decreased with increasing sonication amplitude and time. The addition of ethanol into UPHAS chloroform solution decreased the particle size presumably due to increased solvent diffusion into water phase. The particle size increased with increased the concentration of UPHAS solution. Under the 2-4％ poly(vinyl alcohol) (PVA) aqueous solution the minimum mean diameter of particles was shown. The higher degree of hydrolysis and degree of polymerization of PVA increased the mean diameter of particles.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.266-266
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• 2010

마그네트론 스퍼터링을 이용하여 질소와 탄소를 함유한 티타늄 화합물을 합성하고, 조성 변화에 따른 색상 변화를 통해 티타늄 화합물로 구현할 수 있는 색상에 대해서 알아보았다. 스퍼터 타겟은 4"X1/4" 크기의 고순도(99.99%) 티타늄을 사용하였다. 시편은 알코올과 아세톤에서 각각 5분간 초음파 세척된 SUS304를 사용하여, 진공용기에 시편을 장착하고 압력을 $3{\times}10^{-6}\;Torr$까지 배기한 후, Ar 가스를 주입하여 진공도가 $2{\times}10^{-2}\;Torr$에 이르면 펄스 전원 공급 장치를 이용하여 800 V의 전압으로 1시간 동안 글로우 방전을 시켜 시편 청정을 실시하였다. 시편 청정이 끝나면 다시 $3{\times}10^{-6}\;Torr$까지 진공배기를 실시하고, Ar 가스를 진공용기 내로 공급하여 $1{\sim}3{\times}10^{-3}\;Torr$에서 스퍼터링을 실시하여 완충층으로 티타늄 박막을 코팅하였다. 티타늄 화합물은 티타늄을 스퍼터링 하면서 진공용기 내에 질소와 메탄가스를 적절한 비율로 공급함으로써 코팅하였다. 박막 증착 시 시편 온도는 $200^{\circ}C$, 타겟과의 거리는 12 cm를 유지하였으며, 시편을 회전시켜 코팅하였다. 티타늄 화합물의 두께와 미세구조, 조성 그리고 색상은 투과전자현미경(transmission electron microscope, TEM), 글로우 방전 분광기(glow discharge light spectroscope, GDLS), 및 색차계(spectrophotometer)를 사용하여 각각 분석하였다. TEM 분석결과 TiN의 박막 두께는 약 300 nm로 공극이 존재하지 않는 치밀한 다결정 구조를 나타내었고, TiCN은 약 600 nm로 TiN과 두 배의 두께 차이를 보였다. 이는 탄소의 공급원인 메탄가스의 주입으로 증착률이 증가한 것으로 판단된다. 또한 소량의 질소와 메탄가스의 유량 조절로 화합물의 조성을 변화시킬 수 있었으며, 이러한 조성 변화는 화합물의 색상변화로 나타났다. 따라서 본 연구에서 얻어진 결과를 외관 코팅 분야에 응용한다면 다양한 색상 구현과 외관의 경도, 내마모성, 내식성의 향상 등 많은 장점을 가질 것으로 판단된다.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.9 no.1
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• pp.75-82
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• 2007

As one of the main support systems, rock bolts play a crucial role in the reinforcement of tunnels. Numerical and experimental studies using a transmission method of ultrasonic guided waves are performed to evaluate the integrity of rock bolts encapsulated by grouting paste. Numerical simulations using "DISPERSE" are carried out for the selection of the optimal experimental setup, i.e. non-destructive testing (NDT) system of the rock bolt. Based on results of the numerical simulation, the calculated frequency range for NDT testing is between 20kHz and 70kHz with the first longitudinal L(1) mode. Laboratory transmission tests are performed by attaching the piezo electric sensor at the tip of the rock bolt before embedding. Both of analytical and experimental results show that the amplitude of signals as well as the wave velocity increases with increase in the defect ratio of grouting paste. The defect in grouting paste means that the space around the rock bolt is not fully filled with the grouting paste. Experimental results also show that the increase of the wave velocity is more sensitive to the defect ratio increase than that of the amplitude. This study demonstrates that the transmission technique of ultrasonic guided waves may be a valuable tool in the evaluation of the rock bolt integrity.