• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.26 no.2
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• pp.119-127
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• 2013

Borosilicate glass dissolution is an important chemical process that impacts the glass durability as nuclear waste form that may be used for high-level radioactive waste disposal. Experiments reported that the glass dissolution rates are strongly dependent on the bulk composition. Because some relationship exists between glass composition and molecular-structure distribution (e.g., non-bridging oxygen content of $SiO_4$ unit and averaged coordination number of B), the composition-dependent dissolution rates are attributed to the bulk structural changes corresponding to the compositional variation. We examined Na borosilicate glass structures by performing classical molecular dynamics (MD) simulations for four different chemical compositions ($xNa_2O{\cdot}B_2O_3{\cdot}ySiO_2$). Our MD simulations demonstrate that glass surfaces have significantly different chemical compositions and structures from the bulk glasses. Because glass surfaces forming an interface with solution are most likely the first dissolution-reaction occurring areas, the current MD result simply that composition-dependent glass dissolution behaviors should be understood by surface structural change upon the chemical composition change.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.19 no.1
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• pp.61-66
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• 2012

Chemical Mechanical Planarization (CMP) is a polishing process used in the microelectronic fabrication industries to achieve a globally planar wafer surface for the manufacturing of integrated circuits. Pad conditioning plays an important role in the CMP process to maintain a material removal rate (MRR) and its uniformity. For metal CMP process, highly acidic slurry containing strong oxidizer is being used. It would affect the conditioner surface which normally made of metal such as Nickel and its alloy. If conditioner surface is corroded, diamonds on the conditioner surface would be fallen out from the surface. Because of this phenomenon, not only life time of conditioners is decreased, but also more scratches are generated. To protect the conditioners from corrosion, thin organic film deposition on the metal surface is suggested without requiring current conditioner manufacturing process. To prepare the anti-corrosion film on metal conditioner surface, vapor SAM (self-assembled monolayer) and FC (Fluorocarbon) -CVD (SRN-504, Sorona, Korea) films were prepared on both nickel and nickel alloy surfaces. Vapor SAM method was used for SAM deposition using both Dodecanethiol (DT) and Perfluoroctyltrichloro silane (FOTS). FC films were prepared in different thickness of 10 nm, 50 nm and 100 nm on conditioner surfaces. Electrochemical analysis such as potentiodynamic polarization and impedance, and contact angle measurements were carried out to evaluate the coating characteristics. Impedance data was analyzed by an electrical equivalent circuit model. The observed contact angle is higher than 90o after thin film deposition, which confirms that the coatings deposited on the surfaces are densely packed. The results of potentiodynamic polarization and the impedance show that modified surfaces have better performance than bare metal surfaces which could be applied to increase the life time and reliability of conditioner during W CMP.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.18 no.2
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• pp.127-134
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• 2005

Although the bulk composition of materials is one of the major considerations in extractive metallurgy and environmental science, surface composition and topography control surface reactivity, and consequently play a major role in determining metallurgical phenomena and pollution by heavy metals and organics. An understanding of interaction mechanisms of different chemical species at the mineral surface in an aqueous media is very important in natural environment and metallurgical processing. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) has been used as an ex-situ analytical technique, but the material to be analyzed can be any size from $100\;{\mu}m$ up to about 1 cm. It can also measure mixed solids powders, but it is impossible to ascertain the original source of resulting x-ray signals where they were emitted from, since it radiates and scans the macro sample surface area. The study demonstrated the ability of TOF-SIMS to detect individual organic species on the surfaces of mineral particles from plant samples and showed that the TOF-SIMS techniques provides an excellent tool for establishing the surface compositions of mineral grains and relative concentrations of chemicals on mineral species.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.17 no.6
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• pp.586-590
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• 2006

As one of electro active polymers for soft smart materials, the ionic polymer metal composites (IPMC) are easy to produce through chemical reduction processing and show high displacements at low voltage. When the IPMC actuates, the deformation depends on a few factors including the structure of based membrane, species and morphology of the metal electrodes, the nature of cations and the level of hydration. As previously published, we have been studying on improvement of actuation through surface electrode modification of IPMC to grasp the effect of electrode morphology on actuation. This study is comparative experiments through the chemical reaction and deposition by ion beam assisted deposition (IBAD) in order to prepare the very thin and homogeneous surface electrode of IPMC. The IPMCs were prepared with different surface roughness of polymer membrane, and the influence of the surface roughness on the actuation was studied. By investigating the electrical properties and driving displacement, the actuating properties of IPMC with different surface roughness were studied.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.5 no.3
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• pp.111-116
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• 2002

Electrochemical scanning tunneling microscopy was employed to study the evolution of surface morphology during electrochemical preparation of Si(111)-H from Si(111) oxide. Anodic dark current of cyclic voltammogram in 0.2M $NH_4F$ solution (pH 4.7) decreased as the number of cycles increased and remained nearly constant after the second cycle. Then, the Si(111) oxide was entirely stripped, which was followed by H termination on the Si(111) surface. Hydrides at kink and step sites were etched more rapidly than on the terrace, which remained triangle pits with [112] oriented steps where existed stable monohydride. Then, triangle pits deepened. During chronomamperometry at 0.4V anodic dark current shoulder appeared and decreased slowly, indicated the stripping of Si(111) oxide and the formation of stable (112) oriented steps with monohydride. Additionally, the etching mechanism of Si(111)-H in 0.2M $NH_4F(pH 4.7)$ solution at +0.4V was discussed.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.24 no.6
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• pp.3-18
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• 2021

가역적인 표면 젖음성의 제어가 가능한 스마트 표면은 첨단 센서, 기능성 멤브레인 등 여러 산업분야에 적용될 수 있는 계면제어 기술로써 많은 관심을 받을 것으로 기대된다. 표면의 젖음성은 표면의 화학적 구조와 기하학적 입체 구조에 의해 영향을 받는 데, 특히 외부자극에 의해 소재 물성을 가변시킬 수 있는 스마트 고분자 소재를 나노구조가 제어된 표면에 도입함으로써 표면의 젖음성을 초발수에서 초친수로 가역적으로 전환시킬 수 있는 스마트 표면을 효과적으로 구현할 수 있다. 자극 응답성 스마트 소재는 인가하는 외부자극에 따라 물리적 자극(빛, 온도, 전기, 자기)과 화학적 자극(pH, 용매, 이온)으로 구분할 수 있으며, 이를 복합적으로 적용한 이중/다중 유발 자극에 반응하는 소재가 있다. 본 기고문에서는 외부자극에 응답하는 자극응답성 고분자를 나노 구조 표면에 도입하여 초발수에서 초친수로의 가역적인 젖음성 변화가 가능한 고기능성 스마트 표면의 최근 연구 동향과 미래 전망에 대해 소개하고자 한다. 이런 다양한 외부자극을 이용한 표면 특성의 가역적 제어 기술을 통해 물-오일의 분리, 바이오센서, 약물 전달, 소프트로보틱스와 같은 스마트 소재의 잠재적 발전 가능성 또한 엿볼 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.11a
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• pp.98-98
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• 2012

마그네슘 합금판재 사용을 위한 표면처리 중 화성처리는 합금판재 표면에 화학적 반응을 유도하여 산화막 또는 무기염 형태의 얇은 피막을 형성시켜 표면 물성을 향상시키는 방법으로, 본 발표에서는 화성처리된 AZ31 마그네슘 합금 판재의 표면의 지속성을 평가하기 위한 시험을 진행하고 그 결과를 소개하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.26.2-26.2
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• 2011

최근 주목 받고 있는 산화아연(ZnO)은 레이저 다이오드, 가스 센서, 자외선 센서, 투명전극 등으로 다양하게 사용될 수 있어 연구개발이 폭 넓게 이루어지고 있는 상황이다. 특히, 3.3 eV의 direct bandgap 에너지를 가지고 있는 ZnO은 현재 자외선센서로 많이 적용되고 있는 물질인 GaN계열을 대체할 수 있는 유망한 물질로 주목 받고 있다. 공기중의 산소나 수분의 표면반응에 의한 자외선 측정을 하는 ZnO을 나노선으로 만들게 되면, 표면대비 부피비가 박막에 비해 급격히 증가하기 때문에 민감도가 커지고 반응시간이 짧아지게 된다. 본 연구에서는 자외선센서의 민감도와 반응성을 향상시키기 위해 전기화학적 합성법을 통해 ZnO의 박막과 나노선을 제조하였다. 사진공정을 통해 3 ${\mu}m$의 간격을 가진 금(Au) 전극을 만든 후, 전기화학적 합성법을 통해 아연이온이 포함된 용액에서 정전류를 흘려보내 아연 또는 ZnO을 증착시킬 수 있었다. 첫 번째로 ZnO을 양쪽 Au 전극에서 동시에 증착하여 두 박막이 접합하였고, 두 번째는 100nm의 지름을 가진 Ni 나노선를 전극 양쪽에서 자석을 통해 자기장을 형성해 정렬시키고 ZnO을 Au 전극과 Ni 나노선에 증착한 후, Ni 나노선를 산화시킴으로써, ZnO 나노구조를 형성하였다. 세 번째로는 Au 전극 양쪽에 아연을 전기화학적 합성을 하여 박막으로 증착하고 고온에서 산화과정을 통해 100 nm 이하의 지름을 가진 ZnO 나노선를 형성하였다. 이렇게 만들어진 세가지 구조의 ZnO의 나노구조와 결정성은 주사전자현미경과 X선 회절 분석기를 통해 측정하였으며, 자외선에 대한 민감도와 반응성은 365 nm의 파장을 가진 자외선발생기와 소스미터장치를 통해 측정하였다. 박막에서 100 nm 이하의 지름을 가진 ZnO 나노선로 갈 수록 자외선에 대한 민감도와 반응성이 향상되었다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.8 no.1
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• pp.63-69
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• 1999

The characteristic parameters of high density plasma source (Helical Resonator) have been measured with Langmuir probe to get the plasma density electron temperature, ion current density, etc. Optical emission spectra of Si and SiCl have been analyzed in $Cl_2$$/poly-Si system to elucidate etching mechanism. In this system, the main reaction to remove silicon atoms on the surface is proceeding mostly through chemical reaction, not pure physical reaction. The emission intensity of SiCl (chemical etching product) increases much faster than Si (pure physical etching product) with increasing the concentration of impurities (P). This is due to the electron transfer from substrate to the surface via Si-Cl bond. As a result, Si-Cl bond becomes more ionic and mobile, therefore the Cl-containing etchant forms $SiCl_x$ with surface more easily. Consequently, for the removal of Si atom from poly silicon surface, the chemical etching is more favorable than physical etching with increasing P concentrations.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.112-121
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• 2005

본 연구는 2003년부터 2005년까지 2년간 에너지관리공단의 선행연구과제로서 진행되었으며 20 Watt 급 소형 연료전지에 수소를 공급할 수 있는 소형의 마이크로 채널 메탄올 개질장치를 개발하는 것을 목적으로 하였다. 개질장치는 개질기 본체, 여기에 반응열을 공급 해주는 촉매 연소기 그리고 연료를 증발시켜 주는 연료증발기의 세부분으로 구성되며 각 반응기의 개발 및 통합을 수행하였다. 반응기는 반응면적을 증가시키기 위하여 폭 $200{\sim}5000{\mu}m$, 필이 $200{\sim}5000{\mu}m$ 규모의 마이크로 채널 유로를 금속 박판을 화학 에칭하여 구현하였으며 이를 수십장 적층하여 전체 반응기를 제작하였다. 마이크로 채널표면에 내부 촉매 지지체를 먼저 코팅한 후 촉매를 코팅하는 방법을 사용하여 담지체 코팅으로 기하학적 표면적 대비 표면적이 10 배 이상 향상되는 우수한 결과를 얻을 수 있었고 촉매의 내구성이 월등히 향상 되었다. 저온 활성 촉매를 사용하여 $350^{\circ}C$ 이하에서 메탄을 전환율 90% 이상을 구현하였다. 실제 운전 후 측정 결과 개질 반응기의 부분별 온도차가 $20^{\circ}C$ 이내로 설계의 우수성을 확인하였다. 촉매 연소기를 이용한 개질 반응열 공급장치를 개발하여 20Watt 급 수소 생산을 위한 개질 반응기에 반응열을 공급하도록 하였다. 이와 함께 촉매 연소기를 이용한 연료 증발열 공급 장치 개발하여 개질기 공급 연료의 90% 이상이 기화되도록 하였다.