• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.268-268
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• 2010

단일벽 탄소 나노튜브(SWCNT)는 그 뛰어난 전기적, 물리적 특성 때문에 반도체 공정에 있어서 중요한 p-type 채널 물질로 꼽히고 있다. 본 연구에서는 SWCNT를 성장하여 이를 이용한 전계효과 트랜지스터를 제작하고 또한, 부분적인 폴리머의 코팅으로 타입을 변화하는 연구를 보이고자 한다. Ferritin용액을 DI-water에 2000배 희석하여 SiO2 기판 위에 뿌린 뒤 Methanol을 이용하여 기판 표면에 촉매가 붙어있게 한다. 이 기판을 $900^{\circ}C$로 가열하여 유기물질을 제거한 뒤 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition)방법으로 SWCNT를 성장하게 된다. 이렇게 성장된 SWCNT는 촉매의 농도에 비례하는 밀도를 가지게 되며 이 위에 전극을 증착하고 back-gate를 설치하여 FET를 제작한다. 메탈릭한 SWCNT는 breakdown 공정을 통하여 제거한 뒤, 전자 농도가 높은 NADH를 전체적으로 코팅을 한다. NADH는 기존의 다른 폴리머(polyethyleneimine: PEI)에 비교하여 코팅 후 전자 제공 효과가 크며 그 성질의 재현성이 높고 공기 중에서 안정성을 유지하는 능력이 있다. 이러한 NADH의 코팅으로 n-type으로의 SWCNT FET를 제작하였으며 type conversion 현상을 이용하면 국부적인 NADH의 코팅으로 homojunction-diode의 제작 등 다양한 소자의 제작에 적용될 것으로 예상한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.357-358
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• 2011

Dichloro-(2,2)-paracyclophane을 출발 물질로 하여 화학기상증착법(CVD)을 이용해 우수한 투명성과 수분 투과성을 갖는 poly(p-xylylene) 코팅 막을 얻었다. 상기 코팅 막을 얻기 위한 최적의 공정 조건은 Deposition Pressure 0.02~0.04Torr, Vaporization temperature $110{\sim}150^{\circ}C$으로 확인 되었다. 이러한 공정 조건으로 500 mm*500 mm size의 PET bare film을 코팅 기재로 사용하여 $10{\mu}m$, $20{\mu}m$의 parylene 코팅 막을 얻었고 이를 특성 분석해 보았다. 상기 코팅 막은 전체적으로 ${\pm}1{\mu}m$의 thickness uniformity가 관찰 되었고 투과율은 90% 이상을 보였으며 수분 투과율은 기재 대비 상대적으로 40%의 향상이 기대 되었다. 또한 우수한 내식성, 내염기성, 내용제성을 갖고 있었으며 PET 기재에 대해 우수한 부착력을 가지고 있었다. surface morphology는 AFM을 통해 분석하였으며 Ra가 15.123, Rq가 22.859로 측정 되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.11a
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• pp.101-102
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• 2012

Thermal Diffusion Process(TD Process)을 통하여 베어링강 소재인 SUJ2 표면에 Vanadium Carbide를 석출시켜 표면 물성에 관한 연구를 진항하였다. $900{\sim}950^{\circ}C$ 온도와 2~6H 공정시간에 따라 TD Process에 의한 코팅층의 변화를 Micro Vikers Hardness Tester와 광학현미경, SEM, EDS를 통하여 관찰하였다. 그 결과 공정시간 및 온도는 코팅층 성장과 비례한다는 것을 확인 할 수 있었고 SUJ2 표면에 성장된 코팅층은 높은 경도값을 갖는 VC, CrC 코팅층임을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.53-53
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• 2008

기존의 Al 합금 소재의 단점을 보완한 Al-Mg 합금 소재를 이용해 다이캐스팅으로 만들어진 핸드폰 케이스에 적용하고자 titanium 타겟을 사용한 반응성 스퍼터링 공정을 연구하였다. 코팅특성은 스펙트로포토 미터를 이용하여 색상분석을 하였고, 미세표면이미지는 FE-SEM을 이용하였다. DC 마그네트론 스퍼터링에 의한 착색코팅은 산소유량이 많은 경우 밝기 L*값이 더 커졌다. 색상의 편차와 재현성을 나타내주는 ${\Delta}E^*ab$ 값을 비교해보면, 모든 경우 ${\Delta}E^*ab^*$<1로 매우 우수한 색상균일성을 보여준다. FE-SEM에 의한 표면이미지는 전반적으로 산소유량이 많은 0.8SCCM에서 코팅한 경우보다 산소유량이 적은 0.375SCCM에서 코팅한 경우가 결정립계의 구별이 확실하고 결정립 모양이 선명하고 결정립크기도 증가함을 확인할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.300.1-300.1
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• 2013

반사방지막 코팅(Anti-reflection coating)은 태양전지(Solar cell), 발광다이오드(LED) 등의 반사율을 낮추어 효율을 증대시키기 위하여 사용되고 있다. 본 실험에서는 유리 기판 위에 실리콘 타겟을 이용한 Reactive magnetron sputtering 장비를 활용하여, 50~100 mTorr의 높은 공정 압력(High pressure)에서 증착하여 SiO2 반사방지막 코팅층을 형성하였다. Ellipsometer를 이용하여 SiO2 박막층의 굴절률(Refractive index)을 측정한 결과, 공정 압력에 따라 SiO2 박막이 다양한 굴절률을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, UV-Vis spectrometer를 이용하여, 450~600 nm 파장에서의 반사율(Reflectance)과 투과율(Transmittance)을 측정하여 비교, 분석하였다. 나아가 증착된 SiO2 반사방지막을 비정질 실리콘 박막 태양전지에 적용하여 효율 향상 효과를 실험하였다. 이를 활용하여 낮은 굴절률을 갖는 반사방지용 SiO2 코팅층을 형성하여 태양전지의 광 변환 효율을 상승 시킬 수 있고, 발광다이오드의 광 추출 효율을 증가시킬 있을 것으로 여겨진다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.298.2-298.2
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• 2016

가공이 까다로운 소재를 가공하기 위한 공구에 적용하기 위해서 Al의 함량이 높은 AlTiN 소재가 개발되어 적용되고 있으며, 이 소재는 공구의 수명향상을 위한 표면처리 소재로 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 음극 아크 증착 시 거대입자가 박막에 증착되어 결함을 만들기 때문에 그 밀도를 낮추기 위해서 음극 아크 증착을 이용하여 공정 변화에 따른 AlTiN 박막의 표면형상을 관찰하고 특성을 평가하였다. 또한 빗각 증착을 적용하여 제작한 AlTiN 박막의 특성을 평가하였다. Al-25 at.%Ti 합금타겟을 음극 아크 소스에 장착하여 AlTiN 박막을 코팅하였다. 시편은 스테인리스 강판(SUS304)과 초경(tungsten carbide; WC)을 사용하였다. 음극 아크 소스에 인가되는 전류가 낮을수록 AlTiN 박막 표면에 거대입자의 밀도가 낮아졌으며, 기판 전압과 공정압력이 높을수록 AlTiN 박막의 표면에 존재하는 거대입자의 밀도가 낮아지는 경향을 보였다. 이를 통하여 거대입자밀도를 낮추는 기초공정을 도출하였다. AlTiN 박막 제작 시 빗각을 적용한 결과 $60^{\circ}$의 빗각을 적용한 다층 박막에서 약 33 GPa의 경도를 보였다. 본 연구를 통해 음극 아크 증착을 이용하여 거대입자의 밀도가 낮은 박막을 제작할 수 있는 공정을 도출하였고, 빗각증착을 적용하면 경도가 향상되는 결과를 확인하였다. 이를 통해 절삭공구 등과 같이 고경도의 코팅물성 유지를 위한 코팅분야에 응용이 가능할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.78-79
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• 2015

PVD 공정에서 다성분으로 이루어진 나노복합 코팅을 형성하는 것은 원소들간의 합금화 문제로 인해 어렵다. 따라서 일반적으로 두 개 이상의 원소타겟 또는 멀티타겟을 이용한 PVD+PECVD 의 융합공정에 의해 제조된다. 하지만 멀티타겟을 사용한 공정은 공정의 복잡화가 뒤따르며 신뢰성이 떨어진다. 본 연구에서는 멀티타겟의 단점을 보완하기 위해 Ti-Al-X(Cr, Si, B, V) 단일 합금 타겟을 제작하여 나노복합 코팅을 형성하고자 하였다. 기계적 합금화법을 통해 합금분말을 제조하였으며, 방전플라즈마소결법으로 합금 타겟을 제작하였다. 제작된 타겟을 이용하여 스퍼터링 장치를 통해 박막을 형성 하였다. 그 결과 분말은 밀링 시간 20시간에서 정상상태에 도달하였으며, 더 이상 분말의 입자는 줄어들지 않았다. 이때 분말의 입자크기는 $5{\sim}6{\mu}m$ 이었으며 결정립의 크기는 16~20nm 이었다. 소결을 통해 99% 이상의 진밀도를 갖는 합금타겟을 제작하였으며, 이때 결정립의 크기는 매우 미세하였다. 박막의 경우 모두 30GPa 이상의 고경도 특성을 나타냈다.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.38 no.6
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• pp.1561-1567
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• 2021

In this study, we have studied synthesis of zirconia-alumina composite coating materials via a low-temperature sol-gel process. The zirconia-alumina composites were prepared by coating zirconia precursor, alumina precursor, and organosilane mixture on a polyethylene terephthalate substrate through three steps: sol-gel process, low-temperature photocuring process, and heat treatment process. The structural properties and element analysis of the composites were confirmed by FT-IR and XPS. The coated composite showed a transmittance of 96% or more in the visible light region with a wavelength of 420 nm or more and pencil hardness of 9H or more. In case of the composite of the molar ratio of zirconia and alumina of 1:4, the highest nanoindentation hardness was measured with 1.212 GPa.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.2
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• pp.219-225
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• 2013

In this study, the tribological characteristics of silver films that were deposited on a glass substrate by electroless plating were investigated. The electroless-plating method has many notable advantages. It is easy and economical to obtain solid films using this coating process, and it can be applied to both nonconducting and conducting substrates. In this study, silver was selected as the electroless-plating material because it is one of the most common materials used as a solid lubricant. The mechanical properties of silver electroless-plated specimens were investigated for various coating conditions. The thickness of the coating could be controlled by varying the electroless-plating time. The properties of the coatings were investigated using AFM, SEM, and a tribotester.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.166-166
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• 2011

연료전지 핵심 부품 가운데 하나인 분리판(Bipolar plate)는 막전극체(MEA), 기체확산층(GDL)과 함께 발생한 전류의 수집 및 전달, 반응 가스의 수송, 반응/생성물의 수송 및 제거, 반응열 제거 등을 위한 냉각수 전달 등의 다양한 역할을 담당한다. 이러한 역할을 위하여 분리판은 우수한 전기전도성, 열전도성, 화학적 안정성이 요구되어 진다. 기존의 연료전지용 분리판은 흑연계 소재 및 수지와 흑연을 혼합한 복합 흑연 재료를 통해 제조하여 요구 되어지는 물성을 만족시켜 왔으나 흑연계 분리판의 경우 강도 및 가스 밀폐성 측면에서 낮은 특성을 보이며 특히 고가의 제조 공정 비용과 낮은 양산성으로 인하여 자동차 연료전지 상용화에 수많은 해결 과제를 안고 있었다. 흑연계 분리판의 이러한 문제점을 대체하기 위한 연구로 최근 금속계 분리판의 적용 및 개발이 활발하게 진행되고 있다. 특히 금속계 분리판은 양산 제조 공정이 적용 가능하여 대량생산이 가능하며 자동차 연료전지 스택의 경량화 및 박판화가 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 박판의 스테인리스강을 소재로 적용한 금속분리판의 양산을 위하여 반드시 선행되어야 할 연구가 바로 금형 코팅 연구이다. 일반 자동차 생산 금형을 평균 약 50만타로 예측한다면 연료전지 금속계 분리판 성형 금형의 현재 수명은 약 10만타로 추정 가능하다. 이러한 원인은 고하중의 프레스 사용과 정밀 금형으로 인한 극한 공정 조건으로 야기된 결과이며 문제 해결을 위하여 성형 금형에 PVD 코팅 적용 연구를 진행하였다. 성형 금형의 PVD 코팅 적용을 통하여 금형 교체 주기 감소를 통한 생산 원가 절감 및 이형성 개선을 통한 성형성 확보를 목표로 본 연구를 진행하였다.