• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.253.2-253.2
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• 2013

탄소나노튜브(CNT)는 나노미터의 직경과 마이크로미터의 길이를 갖는 기하학적 구조와 우수한 전계방출 특성으로 디지털 엑스선 소스와 같은 차세대 전자소스 소자에 활용되고 있다. 본 발표에서는 고밀착성의 CNT 에미터와 진공 브레이징 공정 개발을 기초로 설계, 제작된 CNT 기반 디지털 엑스선 튜브에 대해서 논의한다. 나노 필러를 함유한 페이스트를 제조하여 캐소드 기판에 대한 CNT 에미터의 밀착성을 향상시켰으며, 진공 브레이징을 고온에서 최적화함으로써 진공 밀봉된 엑스선 튜브내의 진공도를 안정적으로 확보하였다. 유방암 진단을 위한 디지털 단층합성 시스템용으로 50 mA 이상의 고전류 엑스선 튜브를 제작함과 아울러 근접 암치료 또는 강내형 엑스선 영상용으로 6 mm 이하의 직경을 갖는 초소형 엑스선 튜브를 제작하였다. 개발된 CNT 기반 엑스선 튜브는 우수한 안정성과 신뢰성을 보이며, 에너지와 강도를 쉽게 제어할 수 있는 디지털 특성도 잘 나타냈다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2011.12b
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• pp.600-603
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• 2011

볼텍스 튜브는 고압의 가스를 이용하여 고온 가스와 저온 가스로 에너지를 분리하거나 입자상 물질의 분리에 사용 할 수 있는 장치이다. 본 연구에서는 컨버징튜브($D_{in}$=10mm, $D_{out}$=6mm)와 다이버징튜브($D_{in}$=6mm, $D_{out}$=10mm)의 성능을 비교, 분석하였다. 기존에 제작된 베이스튜브(D=6, 10mm)를 기준으로 하여 컨버징 튜브와 다이버징 튜브의 에너지분리 특성 실험을 수행하였다. 결과적으로 튜브의 입구직경보다 출구직경이 커지는 다이버징 튜브에서 우수한 성능을 확인 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2013.05a
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• pp.63-63
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• 2013

다양한 분야에서의 차세대 응용이 기대되고 있는 단일벽 탄소나노튜브(Single-walled carbon nanotubes, SWNTs)의 직경을 합성단계에서 제어할 수 있다면, SWNTs의 전도성을 제어하는 것이 훨씬 수월하게 되어 차세대 나노전자소자의 실현을 크게 앞당길 수 있게 된다. SWNTs의 직경제어를 위한 기초연구로서, 본 연구에서는 나노사이즈 직경의 정렬된 기공을 갖는 제올라이트를 합성 템플레이트로 이용하여 SWNTs를 합성하고, 합성조건 및 제올라이트의 종류에 따른 SWNTs의 직경 변화를 규명하고자 하였다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.74-74
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• 2009

카본나노튜브(CNT) 복합체는 우수한 기계적 성질을 가지고 있어 다양한 분야에서 연구되고 있다. 본 연구에서는 카본나노튜브(CNT)를 간단한 볼밀공정을 사용하여 Sn3.5Ag solder ball과 SAC305 powder 표면에 혼합하고 이를 통해 접합부 특성을 관찰하였다. 볼밀을 실시하기 전 카본나노튜브(CNT)는 초음파을 이용하여 분산을 실시하였다. Sn3.5Ag solder ball의 직경은 450um이고 SAC305 powder의 직경은 약 30um이었으며 이때 사용한 볼밀볼의 직경은 각각 3mm, 1mm이다. 볼밀 회전속도는 약 300rpm이고 6, 12, 18, 24시간동안 볼밀을 실시하였다. 24시간 볼밀 후에도 solder ball과 solder powder의 모양은 크게 변하지 않았다. SEM을 통해 표면을 관찰한 결과 분산된 카본나노튜브(CNT)는 solder ball과 solder powder의 표면에서 관찰되었다. 카본나노튜브(CNT)가 삽입된 solder ball은 BGA coupon 위에 놓고 Reflow를 실시하여 접합하였고 solder powder은 flux를 첨가하여 paste로 제조하여 2012 chip에 대한 접합특성을 관찰하였다. 카본나노튜브(CNT)는 solder ball 내부의 표면근처에서 관찰되었으며 카본나노튜브(CNT)가 혼합된 solder ball은 Aging 실시 후에 IMC 두께가 카본나노튜브(CNT)가 혼합되지 않은 solder ball에 비해 두께가 작고 접합강도는 약 10% 증가하였다. 또한 카본나노튜브(CNT)가 혼합된 solder paste와 카본나노튜브(CNT)가 혼합되지 않은 solder paste를 비교한 결과 인쇄성은 모두 양호하였으며 카본나노튜브(CNT)가 혼합된 paste를 사용한 chip의 전단강도가 높게 나타났다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.17 no.4
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• pp.365-373
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• 2008

We have succeeded in synthesizing vertically aligned thin multi-walled carbon nanotubes (VA thin-MWCNTs) by a catalytic chemical vapor deposition (CCVD) method onto Fe/Al thin film deposited on a Si wafers using an optimum amount of hydrogen sulfide ($H_2S$) additive. Scanning electron microscope (SEM) images revealed that the as-synthesized CNT arrays were vertically well-oriented perpendicular to the substrate with relatively uniform length. Transmission electron microscope (TEM) observations indicated that the as-grown CNTs were nearly catalyst-free thin-MWCNTs with small outer diameters of less than 10nm. The average wall number is about 5. We suggested a possible growth mechanism of the VA thin-MWCNT arrays. The VA thin-MWCNTs showed a low turn-on electric field of about $1.1\;V/{\mu}m$ at a current density of $0.1\;{\mu}A/cm^2$ and a high emission current density about $2.5\;mA/cm^2$ at a bias field of $2.7\;V/{\mu}m$. Moreover, the VA thin-MWCNTs presented better field emission stability without degradation over 20 hours (h) at the emission current density of about $1\;mA/cm^2$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.299.1-299.1
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• 2013

넓은 표면적을 갖는 탄소나노튜브(CNT)는 기체 분자의 흡착 성능이 기존의 다른 흡착제에 비해 우수한 것으로 알려져 있으나, CNT의 물리/화학적 성질은 튜브의 직경과 기하 구조에 의해 큰 차이를 나타내며 정제가 매우 까다롭다는 단점을 가지고 있다. CNT와 외형적으로 매우 흡사한 질화붕소 나노튜브(BNNT)의 경우, 구조와 직경에 상관없이 열적, 화학적 안정성이 우수하여 $CO_2$를 비롯한 다른 공해 물질들의 제거제나 흡착제로서 응용 가능성이 매우 높다. 본 연구진은, BN-결함을 도입한 BNNT 벽면에서의 $CO_2$ 흡착 반응과 $CO_2$를 에너지 물질인 HCOOH와 $H_2CO_3$로 전환하는 반응에 대한 양자화학 이론 계산 연구를 수행하였다. 그 결과, $CO_2$에 대한 $B_N$-BNNT 흡착 성능이 튜브의 직경에 상관없이 매우 우수하였고, $B_N$-BNNT 벽면상에 흡착된 $CO_2$가 물 분자와 반응할 경우 HCOOH와 $H_2CO_3$로의 전환반응이 효과적으로 진행되었다. 이러한 이론 계산 연구 결과는 BN-BNNT가 $CO_2$ 흡착제 및 에너지 전환 촉매로의 응용 가능성을 훌륭히 제시하고 있다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2011.12b
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• pp.596-599
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• 2011

볼텍스 튜브는 고압의 가스를 이용하여 고온 가스와 저온 가스를 분리하거나 입자상 물질의 분리에 사용할 수 있는 장치이다. 본 연구에서는 직경 8mm 볼텍스 튜브의 길이변화가 에너지분리 특성에 미치는 영향을 실험을 통하여 분석하였다. 결론적으로 튜브길이 변화에 따른 영향력은 미미하였으나, 그 중 가장 짧은 튜브길이 64mm에서 고온 출구 측의 온도차가 가장 우수한 성능을 나타내었다. 반면, 저온 출구 측에서는 거의 영향을 미치지 못하는 것을 확인하였다. 본 연구는 볼텍스 튜브의 기초설계자료로 활용될 예정이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.193.1-193.1
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• 2016

극미량의 fluoride 이온이 첨가된 전해질을 사용하여 Ti 기판 위에서 양극산화를 하여 형성된 TiO2 나노 튜브는 광촉매, 태양전지, 에너지 저장 및 변환 장치 뿐 아니라 의료용 재료로 많이 연구되고 있다. 양극산화를 통해 형성된 TiO2의 구조는 fluoride 이온의 농도, 용매의 종류 등과 같은 전해질조건, 온도, 교반등과 같은 환경조건, 전압 또는 전류로 대표되는 전기적 조건에 의하여 제어 된다. 대표적인 구조적 특징인 나노튜브의 직경은 전압에 의하여 제어되어지는데 전압이 높을수록 직경이 커진다고 알려져 왔다. 하지만 대부분의 보고는 외경에 대한 제어일 뿐 내경에 대한 보고는 찾기가 쉽지가 않다. 더욱이 일반적인 양극산화 조건에서는 외경 역시 최대 150nm 이상으로 넓이기는 쉽지가 않다. 본 발표에서는 다양한 전해질 조건과 전기적 조건의 변화를 통하여 TiO2 나노 튜브의 외경 뿐 아니라 내경도 제어 할 수 있음을 보였다. 또한 최적 조건에서는 그 내경이 최대 350nm를 가지는 TiO2 나노 튜브를 형성 할 수 있게 되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.492-492
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• 2011

단일벽 탄소나노튜브(Single-Walled Carbon Nanotubes, SWCNTs)는 매우 우수한 전기적, 광전자적 특성을 가지고 있어 차세대 나노 전자소자 물질로 각광받고 있다. 특히, 이들의 전기적 특성은 직경과 카이랄리티(chirality)에 따라 금속성(metallic)과 반도체성(semiconducting)으로 구분된다. 각 특성에 따라 금속성은 투명전극, 반도체성은 전계효과 트랜지스터(CNT-FET)로 활용가능성이 높다. 하지만, 일반적으로 단일벽 탄소나노튜브는 이 두 가지의 특성이 혼재되어 합성되기 때문에, 그들의 선택적 분리는 나노튜브 기반 전자소자 응용을 위해 매우 중요한 과정 중 하나이다. 최근에는 반응 가스를 이용한 선택적 제거, 밀도차를 이용한 원심분리법(density gradient ultracentrifugation) 등 다양한 방법들이 보고된 바 있다. 본 연구는 대기 중에서 마이크로웨이브 조사하여 금속성 나노튜브만을 선택적으로 제거하였다. 마이크로웨이브 조사는 CVD 방법과 전기 방전법으로 성장된 단일벽 탄소나노튜브에 800W로 조사 시간을 변화하며 수행하였다. 실험 결과, 조사 시간이 증가할수록 두 종류의 나노튜브에서 반도체성 나노튜브는 남아있는 반면 금속성 나노튜브는 점차 제거되었다. 이러한 원인은 각 전기적 특성에 따른 유전상수 차이에 의하여 기인한 것이다. 전기적 특성과 결정성은 라만 분광법(Raman spectroscopy)을 통하여 분석하였으며, 직경 및 분산정도는 주사전자현미경(scanning electron microscope), 투과전자현미경(tunneling electron microscope)으로 관찰하였다.

• Clean Technology
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• v.29 no.3
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• pp.217-226
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• 2023

The amount of hydrogen adsorbed in arrays of single walled carbon nanotubes (SWNTs) was studied as a function of nanotube diameter and distance between the nearest-neighbor nanotubes on square arrangements using a grand canonical Monte Carlo simulation. The influence of the geometry of a triangle array with the same diameters and distances was also studied. Hydrogen-carbon and hydrogen-hydrogen interactions were modeled with Lennard-Jones potentials for short range interactions and electrostatic interactions were added for hydrogen-hydrogen pairs to consider quantum contributions at low temperatures. At 194.5 K, Type I isotherms for large-diameter SWNTs and Type IV isotherms without hysteresis between adsorption and desorption processes for wider tube separations were observed. At 200 bars, the gravimetric hydrogen storage capacity of the SWNTs was reached or exceeded the US Department of Energy (DOE) target, but the volumetric capacity was about 70% of the DOE target. At 77 K, a two-step adsorption was observed, corresponding to a monolayer formation step followed by a condensation step. Hydrogen was adsorbed first to the inner surface of the nanotubes, then to the outer surface, intratubular space and the interstitial channels between the nanotube bundles. The simulation indicated that SWNTs of various diameters and distances in a wide range of configurations exceeded the DOE gravimetric and volumetric targets at under 1 bar.