• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.294-294
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• 2013

소수성을 띄는 표면은 자연으로부터 시작된 연구이다. 연잎, 소금쟁이 다리, 매미 날개 등 많은 자연의 표면은 150o보다 높은 접촉각을 지니기 때문에 물에 대한 반발이 심해져 약간의 기울임에도 쉽게 물방울이 굴러 떨어지고 이때 먼지를 제거할 수 있다. 자연현상을 이용해 물질 표면의 소수성 제어에 대한 다양한 연구가 진행 중이다. 친수성과 소수성은 일반적으로 표면에서 물방울의 contact angle 측정으로 확인 할 수 있다. Contact angle이 $90^{\circ}$ 작을 경우 친수성, $90^{\circ}$보다 클 경우 소수성이라고 한다. 이러한 기술을 이용해서 solar cell, 자동차 유리, 건물외벽, 등 다양한 분야에서 사용하고 있으며, 소수성 구조를 만드는 방법으로는 laser ablation, wet etching, 리소그라피 공정이 있는데, laser ablation의 경우 가격이 비싸다는 단점을 가지고 있으며, 반면 가격이 저렴한 wet etching의 경우 제어가 힘들다는 단점을 지니고 있다. 리소그라피 공정은 비싼 비용과 시간을 소비해야 하는 단점을 지니고 있다. 본 연구에서는 이러한 단점들을 개선하기 위해 공정 시간의 감소와, 저 비용으로 제작이 가능한 RIE (Recative Ion Etching)로 피라미드 구조를 만들었다. 형성된 구조물에 투명하고 균일하며, 낮은 계면에너지를 갖고 있는 PDMS (polydimethelsiloxine)로 mold을 수행하였다. RIE를 이용한 표면 구조는 Gas, Flow rate, Pressure, Power, Time 등을 조절하여 단결정 실리콘 기판 위에 피라미드의 크기를 조절하였다. 피라미드의 크기가 커짐에 따라 물과 PDMS가 닿는 면적이 줄어들면서 높은 소수성을 가지게 되는데, 높은 소수성 구조를 가지는 피라미드 형상을 찾기 위한 실험을 진행하였다. RIE 조건은 Flow rate: 30 sccm, Temperature: $10^{\circ}C$ Pressure: 100 mTorr, Power: 200 W, Process Time: 5~50 min으로 조절하며 공정을 수행하였고 RIE공정 후 SAMs (Self-Assembly Monolayers)을 진행하였으며, 마지막으로 PDMS를 이용하여 mold공정을 진행하였다. 그리고 SEM (Scanning Electron Microscope)장비를 이용하여 Etching된 단면을 관찰하였으며, 접촉각을 측정하였다. Process Time을 50 min로 공정하였을 때, 측정된 접촉각은 $134^{\circ}$였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.270-270
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• 2010

결정질 실리콘 태양전지는 표면반사에 의한 광 에너지 손실을 최소화 시키고자 식각을 통한 표면 조직화(texturing)가 이루어진다. 단결정 실리콘 웨이퍼의 경우 알칼리 용액(alkali solution)을 사용하여 이방성 식각(anisotropic etching)을 함으로써 표면에 피라미드를 형성하고 광 포획(light trapping) 효과에 의해 반사율을 줄이게 된다. 그러나 피라미드 형성을 통한 반사율 감소에는 한계를 가지고 있다. Metal assisted etching을 기반으로 한 새로운 형태의 텍스쳐링인 nano texturing은 피라미드가 이루어진 표면에 수많은 nm사이즈의 구조를 형성시킴으로써 표면에서의 반사율을 현저히 감소시킨다. 먼저 $AgNO_3$용액으로 웨이퍼 표면에 Ag입자를 코팅한 후, 그 웨이퍼를 다시 $HF/H_2O_2$ 용액으로 일정시간 동안 식각을 거치게 된다. 그로 인해 표면에는 수 nm 사이즈의 구조물들이 피라미드 위에 생성되고, $AgNO_3$의 농도 및 식각 시간에 따라 그 구조물의 크기 및 굵기가 달라진다. 결과적으로 평균 10%이상의 반사율을 보이던 기존 텍스쳐링 웨이퍼에서 3%이하의 낮은 반사율을 얻을 수 있었다. 또한 이런 nano texturing을 n-emitter 형성 공정 등에 따른 영향과 carrer lifetime에 대하여 연구하였다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.22 no.2
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• pp.83-89
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• 2018

In this study, the settlement of concrete rectangular pyramid foundation on soft ground is investigated based on a finite element analysis. considering the grounding load and the grounding area of square pyramid foundation, we compensate the insufficient design bearing capacity and investigated the effect of settlement by load. Based on this study, it is found that the rectangular pyramid foundation shows the smallest settlement of three different type of foundations. As a result of this study, it was resulted that the square pyramid foundations were more effective than the crushed stone foundations by 18%. These results show that the ground pressures of the square pyramid bases are divided into horizontal and vertical stresses, so it is analyzed that the horizontal stress builds up the rigid ground on the foundation of the structure and distributes the load widely to increase the resistance to the overhead load.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.05a
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• pp.97-97
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• 2009

원격 고주파 원도결합 플라즈마 증착공정을 이용하여 태양광의 반사도를 낮추고, 흡수효율을 개선할 수 있는 피라미드형 표면구조를 가지느니 투명전동성 ZnO 박막을 높은 증착속도로 증착할 수 있는 공정조건을 찾기 위하여 반응압력, $H_{2}O$/DEZn 유량비, 플라즈마 출력과 기판온도에 대하여 실험하였다. 실험결과 400$\sim$600nm/min 이상의 높은 증착속도을 얻을 수 있었으며, 넓은 공정 영역에서 안정적인 피라미드 표면 구조를 가지는 공정조건을 확보하였다. 증착된 박막의 표면구조와 물분석 결과와 공정조건과의 관계에 대한 연구 결과를 발표할 예정이다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.20 no.3
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• pp.638-644
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• 2019

In this study, the fluid flow and heat transfer characteristics within sandwich panels are investigated using computational fluid dynamics. Within the sandwich panels having periodic cellular cores, air can freely move inside the core section so that the structure is able to perform multi-functional roles such as simultaneous load bearing and heat dissipation. Thus, there needs to examine the thermal and flow analysis with respect to design variables and various conditions. In this regard, ANSYS Fluent was utilized to explore the flow and heat transfer within the pyramidal truss sandwich structures by varying the truss angle and inlet velocity. Without the entry effect in the first unitcell, the constant rate of pressure and the constant rate of Nusselt number was observed. As a result, it was demonstrated that Nusselt number increases and friction factor decreases as the inlet velocity increases. Moreover, the rate of Nusselt number and friction factor was appreciable in the range of V=1-5m/s due to the transition from laminar to turbulent flow. Regarding the effect of design variable, the variation of truss angle did not significantly influence the characteristics.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.64-64
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• 2004

최근 복합재료, 신소재 등 다양한 방법을 통해 빔(beam), 바(bar), 패널(panel) 등 초경량 구조재료가 개발되고 있다. 이중 금속 내부구조재를 가진 접합판재(Inner Structured and Bonded panel, ISB panel)은 3차원 형상의 내부구조재가 강성 및 강도를 증가시키는 반면, 부피의 대부분이 비어있어 비강도 및 비강성을 크게 개선시킨다 일반적으로 다양한 트러스 형태의 금속 내부구조물은 허니컴 형상의 내부구조와 유사한 정도로 기계적 특성이 우수하다.(중략)

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.4 no.2
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• pp.131-137
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• 2000

In order to evaluate the design shear strength of composite slabs with truss-shaped shear connectors(TSC), a series of push-out tests on several types of specimens was carried out. The test results for the two parameters of bearing area and solid angle of the connector were compared to obtain the design shear force of the truss-shaped connectors. The results obtained from this study are as follows: (1) The slip-coefficients of TSC ranges from 0.87 to 3.12(${\times}10^6kgf/cm$). (2) The slip stiffness and the shear strength of TSC with $60.6cm^2$ bearing area are greater than those with $14.6cm^2$. (3) For estimating the allowable shear force of TSC, a design equation that is based on the bearing strength of the connector is suggested. (4) The mean safety factors of the critical force and the ultimate force are 2.38 and 4.62. respectively.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.07c
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• pp.2143-2145
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• 2004

본 논문은 미세공정을 이용하여 다중전극을 배열하여 전압 인가에 의해 선택적으로 약물 방출이 가능한 구역화된 약물 저장용 구조물의 설계 및 제작에 관한 것이다. 두께 525${\mu}m$ 언 (100) Si wafer를 이용하여 TMAH 용액의 조성 및 온도에 따라 Si 식각 기초실험을 하고 그 결과를 이용하여 최적 식각조건을 설정하였다. 구조물 opening 크기를 다양하게 설계하여 미량의 약물을 선택적으로 방출할 수 있게 하고자 역 피라미드 형태의 약물 저장용 구조물을 제작하였다. 전압 인가에 의한 약물 방출시 Au 전극의 특성을 고찰하고자 저장 구조물 위에 anode의 면적과 anode 전극간 거리를 변화시켜서 설계 및 제작하였고, polyimide를 전극 사이의 절연막으로 이용하였다. 제작된 구조품의 전극 특성은 5V의 설정전압을 인가하였을 경우 2500s 동안 0.25mA로 안정적으로 유지되었으나 10V, 15V, 20V일 경우 전극의 산화현상으로 Au 전극이 부식이 되어 전류가 안정적으로 흐르지 않는 것을 알 수 있었으며, 약물전달시스템에서 안정적인 전류 공급을 위해서는 Au 전극이 산화 되지 않는 전압 인가 조건 및 시간은 설정해야 함을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.182-182
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• 2012

반도체 저차원 구조에서의 독특한 광학적, 전기적 특성이 연구됨에 따라 양자점, 양자선, 양자우물과 같은 공간적으로 구속되어 있는 나노구조 형성에 관한 제작 방법과 그 특성 연구가 많은 관심을 받고 있다. 하지만 Si 또는 GaAs 반도체와 달리 광소자로써 각광받고 있는 질화물 반도체의 경우, 높은 화학적, 물리적 안정성으로 인해, 화학적 에칭에 의한 나노구조 형성이 쉽지 않고, 물리적 에칭의 경우, 표면 결함이 많이 발생되는 문제점이 있어 어려움을 겪고 있다. 최근 본 연구그룹에서는 자체 개발한 고온 HCl 가스를 이용한 화학적 기상 에칭법을 이용하여, 다양한 크기, 모양의 나노구조 형성 및 이를 이용한 다양한 타입의 InGaN 나노구조 제작 및 특성에 대해 연구하였다 (Figure 1). 화학적 기상 에칭법을 이용한 나노구조의 경우, 선택적인 결함구조 제거 및 이종기판 사용에 따른 응력 감소, 광추출 효율을 증가시켜, 우수한 구조적, 광학적 특성을 보여주었고, 에칭 조건에 따른, 피라미드, 막대와 같은 다양한 나노구조를 제작하였다. 뿐만 아니라 이를 기반으로 한 다양한 InGaN 나노구조를 모델을 제시하였는데, 첫번째는 GaN 나노막대 기판 위에 형성된 고품위InGaN 양자우물구조 성장이고, 두 번째는 InGaN 양자우물을 포함하고 있는 나노막대 구조 제작, 세번째는 InGaN/GaN core/shell 구조이다 (Figure 2). 이러한 InGaN 나노구조의 경우 높은 광결정성 및 크게 감소한 내부 전기장 효과, 광방출에 유리한 구조에 기인한 우수한 광특성을 보여주고 있어 광소자로써 응용가능성이 크고, InGaN/GaN core/shell 나노구조의 경우, 나노구조 내부에 단일 InGaN양자점이 형성되어 높은 광추출효율의 양자광소자로써 활용가능성을 보여주었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.306-306
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• 2012

본 연구에서는 태양전지 소자의 온도에 따른 전류-전압(I-V) 특성 변화를 통해 태양전지 다이오드의 전기적 특성을 분석하였다. 상온 조건의 경우 공핍층 영역(SCR)과 준중성 영역(QNR)에서 각각 3.02와 1.76의 이상 계수 값을 보였으며, 온도가 300 K에서 500 K으로 상승함에 따라 SCR 영역에서는 감소하는 경향을, QNR 영역에서는 증가하는 경향을 보였다. 이는 온도 상승에 따른 공핍층 영역에서의 캐리어 흐름 증가와 대면적 공정 과정에서의 오염물 침투 및 dangling bond 등의 결함으로 인한 bulk 에서의 캐리어 재결합에 따른 것으로 판단된다. 또한 텍스처링 공정에 따른 태양전지 소자의 접합면 균일성 확인을 위한 I-V 측정 결과 SCR 영역에서는 40.87%의 평균 전류 분산을, QNR 영역에서는 10.59%의 평균 전류 분산을 보였다. 이는 텍스처링 공정으로 형성된 접합면에서의 피라미드 구조가 원인이 되는 것으로 판단되며, 전체 다이오드 전류 흐름에 영향을 주게 된다. 이러한 공정 과정에서의 결함 및 접합 구조로 인해 태양전지 다이오드는 일반 다이오드에 비해 비이상적인 전기적 특성을 보이게 된다.