• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.77-77
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• 2010

그래핀(Graphene)은 한 겹(layer)의 2차원 판상 구조에 탄소원자들이 육각형의 기본 형태로 배열되어 있는 나노재료로서, 우수한 역학적 강도와 화학적, 열적 안정성 및 흥미로운 전기 전자적 성질을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 최근, 이러한 특징적이고도 우수한 물성으로 인하여 기초물성 연구에서부터 차세대 응용까지 고려한 각종 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 일반적으로 그래핀을 얻는 방법에는 물리 화학적 박리, 열화학증기증착법(TCVD), 탄화규소의 흑연화, 흑연산화물의 환원 등의 방법들이 알려져 있다. 그 중 TCVD법이 두께의 균일성이 높은 그래핀을 합성하는데 가장 적절한 것으로 알려져 있다. 그러나 TCVD법은 탄소를 포함하는 원료가스를 분해하기 위하여 고온의 공정을 필요로 하게 되지만, 향후 산업적 응용을 고려한다면 대면적 그래핀의 저온합성법 개발은 풀어야 할 시급한 과제로 인식되고 있다. 현재는 메탄을 원료가스로 사용하여 $900^{\circ}C$ 이상에서 그래핀을 합성하는 추세이고, 최근 아세틸렌등의 활성원료가스를 이용하여 $900^{\circ}C$ 이하에서 저온 합성한 연구결과들도 속속 보고되고 있다. 본 연구에서는 고주파 플라즈마를 이용하여 비교적 저온에서 탄소원료가스를 효율적으로 분해하고, 확산플라즈마 영역에 TCVD 챔버를 결합한 하이브리드 화학증기증착법을 이용하여 그래핀의 저온합성을 도모하였다. 원료가스로는 메탄을 사용하였고, 기판으로는 전자빔증착법으로 증착한 니켈 박막 및 구리포일을 사용하였다. 실험결과, 그래핀은 $600^{\circ}C$ 부근의 저온에서도 수 층으로 이루어진 그래핀이 합성된 것을 확인하였다. 합성한 그래핀은 분석의 용이함 및 향후 다양한 응용을 위하여 실리콘산화막 및 투명고분자 기판 위에 전사(transfer)하였다. 합성된 그래핀의 구조평가를 위해서는 광학현미경과 Raman분광기를 주로 사용하였으며, 원자힘현미경(AFM), 주사전자현미경(SEM), 투과전자현미경(TEM) 등도 이용하였다.

• Journal of Industrial Technology
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• v.28 no.B
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• pp.3-7
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• 2008

A cylindrical pin fin with variable fin base thickness is optimized based on fixed outer radius by using the one dimensional analytic method. Heat loss from the pin fin with fixed outer radius is presented as a function of the fin length. The ratio of in length for optimum heat loss to that for the maximum heat loss is listed. The maximum heat loss and effectiveness and the fin length for the optimum heat loss are presented as a function of fin base thickness and outer radius. One of the results presents the maximum effectiveness decreases rapidly first and then decreases slowly as the fin outer radius increases.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.375.2-375.2
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• 2016

그래핀(Graphene)은 원자 한 층 두께의 얇은 특성에 기인하여 우수한 투과도(~97.3%)를 나타내며, 높은 전자 이동도($200,000cm^2V^{-1}s^{-1}$)로 인하여 전기 전도도가 우수한 2차원 전자소재이다. 또한 유연하고 우수한 기계적 물성을 가지고 있어 실제로 다양한 소자에서 활용되고 있다. 그래핀을 이용하여 다양한 소자로 응용하기 위한 과정 중 하나인 포토리소그래피 공정(Photolithography process)은 원하는 패턴을 만들기 위해 제작하고자 하는 기판 위에 포토레지스트(Photoresist)를 코팅하는 과정을 거치게 된다. 하지만 이러한 과정은 소자 제작에 있어서 포토레지스트 잔여물을 남기게 된다. 그래핀 위에 남은 포토레지스트 잔여물은 그래핀의 우수한 전기적 특성을 저하시켜 소자특성에 불이익을 주게 된다. 본 연구에서는 수소 플라즈마를 이용하여 그래핀 위에 남은 중합체(Polymer) 잔여물을 제거한다. 사용한 그래핀은 화학 기상 증착법(Chemical vapor deposition)을 이용하여 성장시켰으며, PMMA(Poly(methyl methacrylate))를 이용하여 이산화규소(silicon dioxide) 기판에 전사하였다. 그래핀의 손상 없이 중합체 잔여물을 제거하기 위해 플라즈마 처리시간을 15초부터 1분까지 늘려가며 연구를 진행하였으며, 플라즈마 처리 시간에 따른 중합체 잔여물의 제거 정도와 그래핀의 보존 여부를 확인하기 위해 라만 분광법(Raman spectroscopy)과 원자간력현미경(Atomic force microscopy)을 사용하였다. 본 연구 결과를 통해 간단한 플라즈마 처리로 보다 나은 특성의 그래핀 소자를 얻게 됨으로써, 향상된 특성을 가진 그래핀 소자로 산업적 응용 가능성을 높일 수 있을 것이라 생각된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.211.2-211.2
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• 2016

그래핀은 본연의 우수한 물성으로 인하여 전자소자, 에너지 저장매체, 유연성 전도막 등 다양한 분야로의 응용가능성이 제기되었으나, 실제적인 응용을 위해서는 구조적인 결함을 최소화하며, 특성을 자유로이 제어하거나 향상시키는 공정의 개발이 요구된다. 특히 그래핀을 전자소자로 응용하기 위해서는 전기적 특성을 제어하는 것이 요구된다. 일반적으로 화학적 도핑은 그래핀의 전기적 특성을 제어하는 효율적인 방법으로 알려져 있다. 화학적 도핑은 그래핀을 구성하는 탄소원자를 이종원자로 치환하거나 표면에 흡착시켜 기능화 된 그래핀을 얻는 방법으로, 특정 가스 분위기에서 고온 열처리하거나 활성종들이 존재하는 플라즈마에 노출시키는 방법이 제시되었다. 특히 플라즈마를 이용한 도핑방법은 저온에서 단시간의 처리로 도핑이 가능하고, 플라즈마 변수를 변경하여 도핑정도를 수월하게 제어할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러나 플라즈마내의 극성을 띄는 다양한 활성종들의 충돌효과로 인하여 구조적인 손상이 발생하여 오히려 특성이 저하될 수 있어 이를 고려한 플라즈마 공정조건의 설정이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마에 노출된 그래핀의 Raman 특성을 고찰함으로써 화학적 도핑과 구조적인 결함의 경계를 확립하고 구조결함의 형성을 최소화한 효율적인 도핑조건을 도출하였다. 그래핀은 물리적 박리법을 이용하여 300 nm 두께의 실리콘 산화막이 존재하는 실리콘 웨이퍼 위에 제작하였으며, 평행 평판형 직류 플라즈마 장치를 이용하여 전극의 위치, 인가전력, 처리시간을 변수로 암모니아($NH_3$) 플라즈마를 방전하여 그래핀의 Raman 특성변화를 관찰하였다. 그래핀의 구조적 결함 및 도핑 효과는 라만 스펙트럼의 D, D', 2D밴드의 강도와 G밴드의 위치와 반치폭(Full width at half maximum; FWHM)의 변화를 통해 확인하였다. 그 결과, 인가전력과 처리시간에 따라 결함형성과 질소도핑 영역이 구분 가능함을 확인하였으며, 이를 바탕으로 결함형성을 최소화한 효율적인 도핑조건이 접지전위, 0.45 W의 인가전력, 처리시간 10초이며, 최적조건에서 계산된 도핑레벨은 $1.8{\times}10^{12}cm^{-2}$임을 확인하였다.

• Journal of the Korea Society for Simulation
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• v.28 no.2
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• pp.23-33
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• 2019

A sub-munition which has low aspect ratio does not have flight stability and control of drag force under free-fall condition. In order to satisfy those problems, fin, which is called grid-fin, is designed instead of conventional flight fins and adapted to the sub-munition. The base model of the sub-munition is firstly set and numerical simulation of the model is conducted under transonic condition that is free-fall range of the sub-munition. Wind test is secondly performed to verify the simulation result. The result shows that grid fin adapted sub-munition has high drag force, but the flight stability is still needed. In order to enhance the flight stability, two additional grid-fins are designed which modify web-thickness and numerical simulations of modified models are conducted. As the results, the thinnest web-thickness grid-fin has the highest flight stability and still maintains high drag coefficient. Based on these results, design of grid-fin adapted sub-munition is completed, the path trajectory of the sub-munition can be predicted with acquired aerodynamic datum and it is expected that grid fin can be used to various shape of the flight vehicle and bomb.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.5
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• pp.515-522
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• 2010

The objective of this study is to investigate the air-side heat transfer characteristics of a spirally-coiled circular fin-tube heat exchanger for various geometric parameters under non-frosting conditions. The heat transfer characteristics of the heat exchanger were analyzed with respect to heat exchanger geometries, and then, the characteristics were compared with those of rectangular-plate fin-tube heat exchangers with discrete fins. The heat transfer coefficient increased with a decrease in the number of tube rows and an increase in the fin pitch. The optimum length of the L-foot was 2.7 mm. In addition, the heat transfer rate increased with a decrease in the tube pitch and the tube thickness. The heat transfer coefficient of the spirally-coiled circular fin-tube heat exchanger was 24.3% higher than that of the rectangular-plate fin-tube heat exchanger.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.30 no.2
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• pp.60-64
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• 2023

In this study, the electrical contact resistance characteristics between graphene and metals, which is one of important factors for the performance of graphene-based devices, were compared. High-quality graphene was synthesized by chemical vapor deposition (CVD) method, and Al, Cu, Ni, and Ti as electrode materials were deposited on the graphene surface with equal thickness of 50 nm. The contact resistances of graphene transferred to SiO₂/Si substrates and metals were measured by the transfer length method (TLM), and the average contact resistances of Al, Cu, Ni, and Ti were found to be 345 Ω, 553 Ω, 110 Ω, and 174 Ω, respectively. It was found that Ni and Ti, which form chemical bonds with graphene, have relatively lower contact resistances compared to Al and Cu, which have physical adsorption properties. The results of this study on the electrical properties between graphene and metals are expected to contribute to the realization of high-performance graphene-based devices including electronics, optoelectronic devices, and sensors by forming low contact resistance with electrodes.

• Journal of the KSME
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• v.55 no.2
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• pp.40-44
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• 2015

이 글에서는 얇은 두께를 지닌 박막의 파괴거동을 측정하는 방법과, 이를 이용하여 측정된 단원자층 박막인 그래핀의 파괴거동에 대해서 소개한다.

• Composites Research
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• v.31 no.6
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• pp.323-331
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• 2018

The effect of stainless steel jagged-pin reinforcement on the pull-off strength of the composite hat-joint was studied by the test. The pins were physically and chemically surface-treated and inserted in the thickness direction over the interface where the skin and stiffener meet. The specimens including the jagged-pins were made by co-curing process. Diameters of the jagged-pins were 0.3, 0.5 and 0.7 mm. The pin areal densities were set to 0.5 and 2.0% based on the interface area where the skin and stiffener meet. The specimens using 0.3 mm diameter normal (un-jagged) pins with 2.0% areal density were additionally fabricated and tested to investigate the pin shape effect on the pull-off strength. The pull-off strengths of specimens reinforced with 0.5% areal density by 0.3, 0.5, and 0.7 mm diameter pins were 45, 19 and 9% higher than those of un-reinforced specimens, respectively. In case with 2.0% pin areal density, the strengths were 127, 45, and 11% higher than those of un-reinforced specimens, respectively. The test results show that the higher pin areal density results in the higher strength when the pin diameter is the same. When the pin areal density is the same, the smaller pin diameter leads to higher strength. When the joints using jagged-pins and normal pins in 2.0% areal density with 0.3 mm diameter, the joints of jagged-pins showed the 64% higher strength. From the results of this study, it was confirmed that jagged-pin reinforcement can be an effective method for improving the pull-off strength of composite hat-joint.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.18 no.1
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• pp.135-141
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• 2014

In this paper, the device design guideline to reduce the threshold voltage variation with fin width in junctionless MuGFET has been suggested. It has been observed that the threshold voltage variation was increased with increase of fin width in junctionless MuGFETs. To reduce the threshold voltage variation with fin width in junctionless MuGFETs, 3-dimensional device simulation with different gate dielectric materials, silicon film thickness, and an optimized fin number has been performed. The simulation results showed that the threshold voltage variation can be reduced by the gate dielectric materials with a high dielectric constant such as $La_2O_3$ and the silicon film with ultra-thin thickness even though the fin width is increased. Particularly, the reduction of the threshold voltage variation and the subthreshold slope by reducing the fin width and increasing the fin numbers is known the optimized device design guideline in junctionless MuGFETs.