• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제12권2호
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• pp.139-152
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• 2018

The urban model inter-comparison study (UMICS) was conducted in order to improve the performance of air quality models (AQMs) for simulating fine particulate matter ($PM_{2.5}$) in the Greater Tokyo Area of Japan. UMICS consists of three phases: the first phase focusing on elemental carbon (UMICS1), the second phase focusing on sulfate, nitrate and ammonium (UMICS2), and the third phase focusing on organic aerosol (OA) (UMICS 3). In UMICS2/3, all the participating AQMs were the Community Multiscale Air Quality modeling system (CMAQ) with different configurations, and they similarly overestimated $PM_{2.5}$ nitrate concentration and underestimated $PM_{2.5}$ OA concentration. Various sensitivity analyses on CMAQ configurations, emissions and boundary concentrations, and meteorological fields were conducted in order to seek pathways for improvement of $PM_{2.5}$ simulation. The sensitivity analyses revealed that $PM_{2.5}$ nitrate concentration was highly sensitive to emissions of ammonia ($NH_3$) and dry deposition of nitric acid ($HNO_3$) and $NH_3$, and $PM_{2.5}$ OA concentration was highly sensitive to emissions of condensable organic compounds (COC). It was found that $PM_{2.5}$ simulation was substantially improved by using modified monthly profile of $NH_3$ emissions, larger dry deposition velocities of $HNO_3$ and $NH_3$, and additionally estimated COC emissions. Moreover, variability in $PM_{2.5}$ simulation was estimated from the results of all the sensitivity analyses. The variabilities on CMAQ configurations, chemical inputs (emissions and boundary concentrations), and meteorological fields were 6.1-6.5, 9.7-10.9, and 10.3-12.3%, respectively.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.210-210
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• 2008

에어로졸 증착법은 상온에서 다양한 기판 상에 고밀도의 세라믹 후막을 코팅할 수 있는 최신 기술로써 다양한 방면으로의 응용이 개대되고 있다. 본 실험에서는 ADM을 이용하여 고주파수 영역에서 사용가능한 기판소재 제조에 관한 연구를 진행하였다. ADM을 통해 형성된 $Al_2O_3$ 막의 유전율은 9-10으로 bulk 시료와 비슷한 특성을 보였으나 후막의 손실률의 경우는 bulk 시료에 비해 상당히 컸으며 주파수 증가에 따라 그 값이 크게 감소하는 경향을 보였다. 본 실험에서는 ADM으로 형성된 $Al_2O_3$의 높은 손실률의 원인에 대해 고찰하고 ADM 을 통해 기판소재로 사용가능한 저손실의 $Al_2O_3$막의 제조를 위한 방법을 제시하고자 하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.118-118
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• 2010

현재 반도체 제조 공정 중 많은 비중을 차지하는 식각 및 증착 공정에는 대부분 플라즈마를 사용하고 있으며, 이러한 반도체 장비내의 공정 부분품들은 수율과 생산성을 향상시키기 위하여 내플라즈마 특성이 우수한 세라믹 또는 세라믹 코팅막으로 구성되어 있다. 더욱이 최근에는 미세공정을 위해 고밀도 플라즈마 공정이 요구되면서, 노출된 세라믹 층이 침식되어 파티클이 떨어져 나오거나 모재와 세라믹 막 사이의 박리현상과 같은 심각한 문제들이 발생되고 있다. 따라서 보다 우수한 내플라즈마 특성을 갖는 세라믹 코팅 기술 개발이 시급한 실정이다. 현재 내플라즈마성 세라믹 코팅막 제조를 위한 코팅기술로서는 주로 용사법이 이용되고 있으나 기공률이 높고 치밀하지 못한 등의 문제점으로 인하여 사용수명이 짧다는 한계에 봉착하였다. 이에 본 연구에서는 상온에서 치밀하고 고속으로 세라믹 후막 형성이 가능한 Aerosol Deposition (AD)법과 AD법의 단점인 edge, corner, hole에서 코팅이 잘 안 되는 점을 보완할 수 있는 Arc Plasma Anodizing (APA)법을 조합하여, 상용화된 Al 모재위에 APA법을 사용하여 $Al_2O_3$ 후막 중간층을 형성한 뒤 그 위에 AD법으로 치밀한 $Al_2O_3$ 후막 성막함으로써 내 플라즈마 향상을 위한 새로운 개념의 제조기술개발을 시도하였다. 이를 위해 우선 Al 모재 위에 APA를 사용하여 중간층인 $Al_2O_3$막을 제조하였으며, 중간층의 두께에 따른 특성을 확인한 결과, $Al_2O_3$중간층의 두께가 두꺼워질수록 표면조도가 증가함을 확인 할 수 있었다. AD법으로 $Al_2O_3$중간층 위에 치밀한 $Al_2O_3$막을 제조하는데 있어 중요인자를 확인하기 위해, AD법으로 중간층 위에 $Al_2O_3$막을 제조한 후 성막특성을 관찰하였다. 그 결과, 중간층의 표면조도가 $0.8-1\;{\mu}m$인 경우에는 수 ${\mu}m$의 두께로 성막 되었으나, 표면조도가 $1\;{\mu}m$ 이상인 $Al_2O_3$중간층 위에서는 성막 되지 않았다. 이를 통해 AD법으로 치밀하고 두꺼운 $Al_2O_3$ 후막을 $Al_2O_3$중간층 위에 성막하기 위해서는 표면조도가 중요인자임을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.114-114
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• 2010

최근 고용량의 디커플링 캐패시터를 기판에 내장하여 고주파 발생의 원인인 배선길이와 실장 면적을 획기적으로 줄이는 임베디드 디커플링 캐패시터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 기존의 공정들은 높은 공정온도와 같은 공정상의 한계를 가지고 있어 상온 저 진공 분위기에서 세라믹 분말을 기판에 고속 분사시켜 기공과 균열이 거의 없는 치밀한 나노구조의 세라믹 제작이 가능한 후막코팅기술인 Aerosol Deposition Method (ADM)에 착목하였으며, 이 ADM을 박막공정으로 응용하여 $BaTiO_3$ 박막을 제작하고 고용량의 디커플링 캐패시터 제작을 실현하고자 한다. 하지만, Cu 기판 상에 성막 된 $0.5\;{\mu}m$이하의 $BaTiO_3$ 박막에서는 $BaTiO_3$ 분말 내에 존재하는 평균입자 보다 큰 입자와 응집분말로 인해 발생하는 pore, crater, not-fully-crushed particles와 같은 거시적인 결함들에서의 전류 통전과 울퉁불퉁한 $BaTiO_3$ 박막과 기판 사이의 계면에서의 전계의 집중에 의한 전류의 증가로 인하여 큰 누설전류 발생하는 문제에 봉착하였다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 제시된 효과적인 방법으로 Stainless steel 기판과 같이 표면경도가 높은 기판을 사용하는 것이며, 이를 통해 $0.2\;{\mu}m$의 두께까지 유전 $BaTiO_3$ 박막을 성막 할 수 있었으며, 치밀한 표면 미세구조와 줄어든 $BaTiO_3$ 박막과 기판 사이의 계면의 거칠기를 확인하였다. 하지만, $BaTiO_3$ 박막 내에 발생하는 누설전류의 근본원인을 확인하기 위해서는 누설전류에 대한 미시적인 접근이 더욱 요구된다. 이에 본 연구에서는 누설전류 발생원인의 미시적 접근을 위해 두께에 따른 $BaTiO_3$ 박막의 누설전류 전도기구에 대한 조사하였으며, 이를 통해 $BaTiO_3$ 박막내 발생하는 누설전류의 원인은 $BaTiO_3$막 내에서 donor로서 역할을 하는 oxygen vacancy와 불균일한 전계의 집중으로 인한 전자의 tunneling 현상임을 확인할 수 있었다. 또한, Nano-indenter와 Conductive atomic force microscopic를 이용한 정밀 측정을 통해 표면경도의 중요성을 재확인하였으며 $BaTiO_3$ 박막의 두께가 $0.2\;{\mu}m$이하로 더욱 얇아지게 되면 입자간 결합 문제 또한 ADM을 박막화 하는데 있어 중요한 요소임을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제29권2호
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• pp.73-78
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• 2019

Lead free $(Ba_{0.7}Ca_{0.3})TiO_3$ thick films with nano-sized grains are prepared using an aerosol deposition (AD) method at room temperature. The crystallinity of the AD thick films is enhanced by a post annealing process. Contrary to the sharp phase transition of bulk ceramics that has been reported, AD films show broad phase transition behaviors due to the nano-sized grains. The polarization-electric hysteresis loop of annealed AD film shows ferroelectric behaviors. With an increase in annealing temperature, the saturation polarization increases because of an increase in crystallinity. However, the remnant polarization and cohesive field are not affected by the annealing temperature. BCT AD thick films annealed at $700^{\circ}C/2h$ have an energy density of $1.84J/cm^3$ and a charge-discharge efficiency of 69.9 %, which is much higher than those of bulk ceramic with the same composition. The higher energy storage properties are likely due to the increase in the breakdown field from a large number of grain boundaries of nano-sized grains.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권4호
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• pp.412-417
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• 2022

Capacitive-type humidity sensors with a high sensitivity and fast response/recovery times have attracted a great attention in non-contact respiration biological signal monitoring applications. However, complicated fabrication processes involving high-temperature heat treatment for the hygroscopic film is essential in the conventional ceramic-based humidity sensors. In this study, a non-toxic ceramic/metal halide (BaTiO₃(BT)/NaCl) humidity sensor was prepared at room temperature using a solvent-free aerosol deposition process (AD) without any additional process. Currently prepared BT/NaCl humidity sensor shows an excellent sensitivity (245 pF/RH%) and superior response/recovery times (3s/4s) due to the NaCl ionization effect resulting in an immense interfacial polarization. Furthermore, the non-contact respiration signal variation using the BT/NaCl sensor was determined to be over 700% by maintaining the distance of 20 cm between the individual and the sensor. Through the AD-fabricated sensor in this study, we expect to develop a non-contact biological signal monitoring system that can be applied to various fields such as respiratory disease detection and management, infant respiratory signal observation, and touchless skin moisture sensing button.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권5호
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• pp.670-677
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• 1999

An analysis of generation and growth of multicomponent particles has been carried out to predict the size and composition distributions of particles generated in the Modified Chemical Vapor Deposition(MCVD) process. In MCVD process. scale-up of sintering and micro-control of refractive index may need the Information about the size and composition distributions of $SiO_2-GeO_2$ particles that are generated and deposited. The present work solved coupled steady equations (axi-symmetric two dimensions) for mass conservation, momentum balance. energy and species(such as $SiCl_4$, $GeCl_4$, $O_2$, $Cl_2$) conservations describing fluid flow. heat and mass transfer in a tube. Sectional method has been applied to obtain multi-modal distributions of multicomponent aerosols which vary in both radial and axial directions. Chemical reactions of $SiCl_4$ and $GeCl_4$ were included and the effects of variable properties have also been considered.

• Ocean and Polar Research
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• 제44권4호
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• pp.297-310
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• 2022

To understand the chemical composition of aerosols in the Cheju-Korea Straits and their contribution to the ocean by deposition, aerosol samples were collected on board R/V Eardo from November 1997 to May 1999. The average concentrations of Al, NO₃^-, non-sea-salt (nss)-SO₄^2-, and NH₄⁺ in aerosols were 2.19, 5.59, 6.16 and 2.08 ㎍ m^-3, respectively. The Al concentration in the high yellow dust period was about 100 times higher than that in the non-yellow dust period. The concentration ratio of NO₃^-/nss-SO₄^2- ranged between 0.47 and 1.5, indicating that the aerosols in the Cheju-Korea Straits are under the effects of NO_x and SO_x emitted from China, Korea and Japan. The equivalent concentration ratio of [NH₄⁺]/[nss-SO₄^2-+ NO₃^-] with the average of 0.58±0.29 indicates that nss-SO₄^2- and NO₃^- are not neutralized by NH₄⁺. A high activity concentration of ²¹⁰Pb with 1.13-1.23 mBq m^-3 was observed during the high yellow dust period, indicating that ²¹⁰Pb is easily adsorbed in the yellow dust originating from the continent of Asia. The distribution of ⁷Be and NH₄⁺ concentrations showed a strong negative linear correlation during the low yellow dust period, April 1998. The total mineral dust flux in the Cheju-Korea Straits was estimated to be 1.21×10⁶ tons yr^-1, accounting for about 12% of the annual sediment discharge via the Nakdong River. The combined annual deposition of NH₄⁺ and NO₃^- was 0.103 mole N m^-2 yr^-1 was estimated to support 4% of the annual primary productivity in the East China Sea.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.224-224
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• 2008

고주파용 집적회로 기판소재로의 응용을 위해 세라믹 특유의 취성을 개선한 $Al_2O_3$-polyimide 복합체 후막을 에어로졸데포지션법을 이용해 제조하고 그 특성을 평가하였다. 그 결과 기공이 거의 없이 치밀한 구조를 갖는 $Al_2O_3$-polyimide 복합체 후막이 구리 및 유리 기판 상에 성막 되었음이 SEM 및 EDS을 통해 확인되었다. 상용 $Al_2O_3$ 출발 파우더를 사용한 복합체 제조시 1 MHz에서 유전율은 6.7, 유전 손실률은 0.026 이었다. 유전특성의 향상을 위하여 에어로졸데포지션법으로 성막된 $Al_2O_3$-polyimide 복합체 후막의 후속 열처리 결과 유전손실율이 0.026에서 0.007로 감소하였다. 또한 집적회로 기판소재로의 응용을 위한 저온화 제조공정 확립을 위하여 $Al_2O_3$ 출발 파우더의 공정 전 열처리 후 상온에서 성막한 경우에도 어떠한 후속 열처리 없이 유전손실률이 0.007로 감소하였다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제15권4호
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• pp.149-157
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• 2019

Infiltration characteristics of airborne particulate matter had been investigated in real-life for about 90 days over 2 years in a Korean apartment building where a 3-person household had lived and the exclusive private area was 84.9 ㎡. Airtightness was measured by fan depressurization, and the ACH₅₀ was 2.41 times per hour. In and outdoor particle concentrations were measured by optical particle counters. Infiltration factors and filtration efficiencies of the house, which reflect the removal of outdoor particles penetrating building envelope and the deposition inside a building, were obtained from data screened based on an empirical evaluation process. Infiltration factor of fine particles showed a range from about 42% at 0.4 m/s of wind speed to 72% at 4.2 m/s of wind speed with closed windows and doors. Filtration efficiency was like a MERV 13 grade filter with an open window outside at a balcony at low outdoor wind speed under 1 m/s. The grade decreased to MERV 11 by opening another outside window at the other balcony. Filtration efficiencies decreased as much as 29% in average at a range of 0.3~2.5 ㎛.