• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.05a
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• pp.142-142
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• 2009

전자 소자 배선 재료로 이용되는 Cu의 확산 방지막으로서 170nm 두께의 전해 Ni-Re-P 합금 피막이 Cu substrate 위에 제조되었으며 피막특성 및 확산 거동을 연구하였다. 도금 피막내의 P와 Re의 조성분석은 WDXRF로 분석하였으며, 각 함량은 6wt.%와 10wt.%였다. DSC와 XRD는 Ni-Re-P 피막의 결정화 온도가 Ni-P 피막보다 높다는 것을 보여줬다. 이 결과는 Ni-Re-P 피막의 열적 안정성이 Ni-P피막보다 더 우수하다는 것을 나타낸다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.172-172
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• 2011

현대 반도체 금속배선 연구에서는 기존에 쓰이던 Al (Aluminium) 금속배선 대신에 Cu(Copper) 금속배선 연구가 진행 되고 있다. Cu는 Al 보다 비저항이 낮고, 녹는점도 Al보다 높다는 장점이 있지만 저온에서 기판인 Si (Silicon) 과 반응하고 접착력이 우수하지 못 하다는 단점이 있다. 이런 문제를 해결하기 위하여 확산방지막을 기판과 금속배선 사이에 삽입하는 방법이 제시 되었다. 확산방지막으로는 기존에 쓰이던 Ti (Titanium) 계열의 확산방지막과 W (Tungsten) 계열의 확산방지막이 있다. 이번 연구에서는 W 계열의 확산방지막에 불순물 C (Carbon), N(Nitrogen)을 첨가한 W-C-N 확산방지막 시편을 제조하였고, N2의 비율을 변화시키며 $600^{\circ}C$ 열처리를 하였다. 실험 결과 질소의 포함 농도에 따라 확산방지막의 안정도가 변화한다는 결과를 얻었으며, 질소 첨가량에 따라 시편의 표면 보다는 시편의 중간층의 물성 변화율이 큰데 이는 시편 표면의 질소는 열처리 중 확산에 의한 시편과의 분리 현상이 일어나지만 시편의 중간층은 trap현상에 의하여 시편에 남아있어 질소의 영향을 받아 시편의 중간층이 더욱 질소 유량에 따른 영향이 큰 것을 확인하였다. 이 결과로부터 W-C-N 박막은 첨가된 질소의 유량에 따라 박막의 안정도가 결정된 다는 것을 알았다. 본 연구에서 시편은 rf magnetron sputtering 방법으로 제작하였고 연속압입 실험은 Hysitron사의 Triboindenter를 이용하였다. Indenting에 사용된 압입팁은 Berkovich tip을 사용하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.7
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• pp.653-657
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• 2015

A numerical investigation to simulate the selective growth of silicon-germanium quantum-dots via local surface diffusivity enhancement is presented. A nonlinear equation for the waviness evolution of film surface is derived to consider the effects of spatially-varying diffusivity, influenced by a surface temperature profile. Results show that the morphology of the initially planar film shapes into an undulated surface upon perturbation, and a steady-state solution describes a fully grown quantum-dot. The present study points toward a fabrication technique that can obtain selectivity for self-assembly.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.45 no.4
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• pp.351-356
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• 2001

Planarization of the free-standing diamond film surface as smooth as possible could be obtained by using the hydrogen plasma etching with the diffusion of the carbon species into the metal alloy (Fe, Cr, Ni). For this process, we placed the free-standing diamond film between the metal alloy and the Mo substrate like a metal-diamond-molybdenum (MDM) sandwich. We set the sandwich-type MDM in a microwave-plasma-enhanced chemical vapor deposition (MPECVD) system. The sandwich-type MDM was heated over ca. 1000 $^{\circ}C$ by using the hydrogen plasma. We call this process as the hydrogen plasma etching with carbon diffusion process. After etching the free-standing diamond film surface, we investigated surface roughness, morphologies, and the incorporated impurities on the etched diamond film surface. Finally, we suggest that the hydrogen plasma etching with carbon diffusion process is an adequate etching technique for the fabrication of the diamond film surface applicable to electronic devices.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2013.05a
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• pp.133-134
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• 2013

본 연구는 비전도성 소재 상에 무전해 동도금(Electroless Copper)시 수행되는 씨앗층이나 촉매공정 없이 직접 구리 석출물을 얻는 방법 중 하나에 관한 연구이다. 실리콘 웨이퍼상에 확산방지를 위한 Ta 금속확산방지(Metal barrier)막층 형성 후 무전해 동도금에 침지 후 최소한의 전류를 인가한 결과 균일한 구리피막을 얻을 수 있었으며, 표면 및 단면 조직 분석결과 이를 확인할 수 있었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• v.20 no.4
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• pp.265-274
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• 1995

Diffusivity of ions of radioactive species is an important factor for designing radwaste repositories. Clay minerals are used as a backfill material. In this study, diffusion of Co-60 ions through the bentonite having various densities has been studied, using a diffusion cell. The measured diffusivities of Co-60 ions decreased as the density of bentonite increased. The diffusivity of Co-60 ion decreased from $8.79{\times}10^{11}m^2/s$ to $6.82{\times}10-13m^2/s$ as the clay dry bulk density increased from 0.41 to 2.03g/cm3. The diffusivity of Co ion was larger than that of Sr ion at low density, but the diffusivity of Co ion decreased rapidly as the density of clay increased and became smaller than that of Cs ion at high density. This phenomenon is thought to be caused by the rapid decrease of the fraction of mobile cation since the chemical combination of Co ions with oxygen or oxide on clay surface and the entrance of Co ions into the crystal structure of clay increase as the clay density increases. This change should be considered especially in designing the clay back fill for low and intermediate radwaste disposal facilities.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.23 no.6
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• pp.18-25
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• 2019

The cracks occurred during service life of concrete structure should be considered in durability design, because of the concrete's material property which is weak in tensile strength. In this study, the fly ash concrete mixtures considering 2 levels of strength is designed and outdoor exposure tests are conducted for those concrete specimens. The exposure environment is set to a splash zone, and in order to evaluate the effect of crack width on the behavior of chloride diffusion, the crack width of up to 1.0 mm is generated at intervals of 0.1 mm at each concrete mixture. After that, apparent chloride diffusion coefficient and surface chloride contents are deducted considering 3 levels of exposure periods(180 days, 365 days, 730 days). The diffusion coefficients of two types of mixture increase with the increase of crack width, and the diffusion coefficients decrease with the increase of exposure periods. In addition, the effect of the crack width on the diffusion coefficient is reduced as the exposure periods increase, which is attributed to the extra hydrate by chloride ion reducing the diffusivity of concrete. The behavior of the surface chloride contents does not significantly change by the increase in crack width, compared to the behavior of apparent chloride diffusion coefficient. Also, In the high strength FA concrete mixture, the surface chloride contents are 78.9 % ~ 90.7 % than the normal FA strength concrete mixture. Thus, Surface chloride contents have correlation with the strength of concrete.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.14 no.6
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• pp.1385-1394
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• 1994

A three-dimensional numerical model of surface buoyant jets with variable density was established. The model uses fully nonlinear, time-dependent, three-dimensional, ${\sigma}$-transformed equations of motion and equation of heat transport. A semi-implicit numerical scheme in time has been adopted for computational efficiency. The model was applied for thermal jets discharging into a stagnant water and the simulated results were compared with a hydraulic experimental data set showing good agreement. Comparative studies of exchange coefficients and stability functions indicated that spatial variation of exchange coefficients should be considered and the existing stability functions should be modified to simulate surface buoyant jets accurately.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.29-29
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• 2014

최근 화석에너지 고갈 및 에너지 수요의 폭발적 팽창을 해결하기 위하여 경량화와 내마모 측면에서 고효율 시스템을 적용한 자동차 및 각종 성형 기기들이 개발되고 있다. 특히 장치의 고성능화라는 요구조건을 충족시키기 위해서는 금속가공산업에서 표면개질의 중요성이 부각되고 있다. 이러한 표면개질에는 일반적으로 표면의 성질을 개선하여 마모(abrasion) 및 국부 압력(local stress) 또는 피로(fatigue), 마식(wear and corrosion)에 견디게 하여 부품의 수명증대와 제품의 소형화에 기여하고 있다. 이러한 표면개질법에는 경질의 물질을 표면에 코팅시켜 재료표면의 특성을 향상시키는 방법과 금속의 표면에 다른 원소를 침투 및 확산시키는 방법으로 나눌 수 있다. 확산방법으로 침탄, 질화, 보로나이징, 크마이징 처리 방법 등이 있다. 상업적으로 가장 많이 사용되는 표면 개질법은 침탄기술로서, 고온에서 짧은 시간내에 물성 향상이 가능하지만, 강의 변태점 이상의 온도에서 진행됨으로서, 변형에 따른 문제가 발생되어 후처리를 필요로 하는 문제점을 가지고 있다. 반면, 질화법은 변태점 이하의 저온에서 철강 표면에 N을 침투시켜 강을 경화시키는 특징을 가진다. 변형이 적고 질소원자가 강내에 침투함으로 인해 내마모성, 내피로성, 내식성 등의 물리적 성질을 향상시키는 점에서 유리하여 각종 정밀 부품 및 자동차 부품, 금형 등에 많이 사용된다. 또한, 경도 향상 및 결정구조의 영향으로 코팅처리시 모재와 코팅 층의 밀착력 향상을 가져오면 이러한 이유로 코팅 층의 하지 층으로써 각광 받고 있다. 본 발표에서는 플라즈마 질화의 이해를 높이기 위해 관련 기술에 대한 전반적인 소개와 향후 플라즈마 질화 기술의 적용이 기대되는 침탄대체 적용 가능 부품, 침류질화 기술, PECVD 공정과의 접목 등 산업적은 응용 측면에서 응용 분야에 대한 소개를 진행하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.115-115
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• 2017

티타늄에 있어서 주요 침입형 원소인 산소는 결함을 일으키는 원인으로 산소함량을 줄이는 연구가 활발히 진행되고 있다. 최근 가장 많이 이용되는 탈산 방법은 칼슘 및 칼슘염화물의 높은 산소 친화력을 이용하는 것이다. 칼슘염화물 플럭스를 사용하여 칼슘을 용해하고, 티타늄과 반응한 탈산생성물인 칼슘산화물을 플럭스 내에 용해시키는 방법이다. 이러한 방법으로 티타늄 와이어 및 시트 내 산소를 저감한 연구가 보고되었다. 티타늄 탈산의 제일 큰 구동력은 티타늄 내 산소원자의 확산이다. 티타늄의 탈산온도가 1,155K 이상으로 증가하면 hcp에서 bcc 구조로 변태되는데 이러한 구조에서 산소의 확산은 더 활발해진다. 실제로 티타늄의 변태온도 이전에서는 확산속도가 낮아서 큰 변화가 없지만, 1,273K 고온의 bcc 구조에서는 확산속도가 빨라서 그 이전에 비해 100배 이상 빠르게 원자 이동이 일어나는 것으로 알려져 있다. 하지만 이러한 탈산 방법은 티타늄 원재료가 벌크 형태에서 주로 연구되었으며 티타늄 분말에 대한 탈산 연구는 보고된 바가 많지 않다. 이는 높은 탈산온도에서 칼슘의 용해로 인한 분말의 건전한 회수가 어렵기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구진은 칼슘 증기를 이용한 비접촉식 탈산 용기를 제작하여 티타늄 분말을 변태온도 이상에서 탈산하여 1,000ppm 이하 저산소 티타늄 분말을 회수하였다. 칼슘을 이용한 티타늄 내 산소의 제거 메커니즘을 깁스자유에너지와 각각의 분압에 의해 설명하고 있다. 가장 일반적인 설명은 티타늄 내 산소가 탈산온도에 따라 확산하게 되며 이러한 산소는 티타늄의 표면에서 티타늄 산화층을 형성한다. 이때 탈산제인 칼슘의 높은 산소 친화력으로 티타늄 산화층은 분해되어 칼슘산화물을 형성한다. 이러한 과정으로 티타늄 내 산소가 제거되는 것으로 알려져 있다. 하지만 많은 탈산 연구에도 불구하고 대부분의 연구 보고에서는 탈산 전후의 산소 농도 변화만 측정하였으며, 실제적으로 티타늄 탈산 전후의 표면산화층의 변화, 티타늄 내부의 산소농도 변화 및 격자 변형에 대한 연구는 보고된 바 없다. 따라서 본 연구는 1,000 ppm 이하 저산소 티타늄 분말 제조에 있어서 탈산 전후 표면 산화층 및 내부 산소 농도 등을 분석하여 탈산 거동에 대해 관찰하였다. 본 연구에서 비접촉식 탈산용기를 이용하여 칼슘 증기에 의한 탈산에 의하여 1,000 ppm 이하 저산소 티타늄 분말 제조하였고, 탈산된 분말을 티타늄 원재료와 비교하여 표면 산화층, 격자 변형, 내부 산소 농도 등을 분석하여 탈산에 따른 산소 거동을 살펴보았다. 탈산된 티타늄 분말의 표면 산화층은 원재료 대비 73% 제거되어 약 3nm로 줄었음을 확인하였고, 또한 표면 산화층 감소뿐만 아니라 티타늄 분말 내부에서도 원재료보다 산소 농도가 감소하였음을 확인하였다.