• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.102-102
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• 2016

본 연구에서는 직류 전원(direct current; DC)을 이용한 스퍼터링과 고전력펄스 마그네트론 스퍼터링(high-power impulse magentron sputtering; HIPIMS)의 두 가지 방법과 빗각 증착을 적용하여 제조한 티타늄 질화물(TiN) 박막의 미세구조 변화가 물성에 미치는 영향을 확인하였다. TiN 박막은 99.5%의 Ti 타겟을 사용하고, Ar가스와 $N_2$ 분위기에서 스테인리스(SUS304)와 초경(cdmented carbide; WC-10wt.%Co) 기판위에 코팅하였다. 기판은 알코올과 아세톤으로 초음파 세척을 실시한 후 진공용기에 장착하고 기본 진공도인 ${\sim}2.0{\times}10^{-5}Torr$ 까지 진공배기를 실시하였다. 기판과 타겟 간의 거리는 DC 스퍼터링은 10 cm, HIPIMS 스퍼터링은 8.5 cm 이었다. 진공용기의 압력이 기본 진공도까지 배기되면 Ar 가스를 ${\sim}10^{-2}Torr$로 주입한 후 기판에 라디오 주파수(radio frequency; RF) 전원으로 약 -800 V의 전압을 인가하여 글로우 방전을 발생시키고 약 30 분간 청정을 실시하였다. 기판의 청정이 끝난 후 기본 진공도까지 배기한 후 Ar와 $N_2$ 가스를 ${\sim}10^{-3}Torr$로 주입하여 TiN 코팅을 실시하였다. 빗각의 크기는 $45^{\circ}$와 $-45^{\circ}$이며, TiN 박막의 총 두께는 약 $2.5{\sim}4.0{\mu}m$ 로 유지하였다. 공정조건에 따라 TiN 박막의 주상정은 형태와 기울어진 각도가 다른 것을 확인하였다. DC 스퍼터링으로 제조된 TiN 박막은 기판홀더에 약 -100 V 의 bias 전압을 인가하면 인가하지 않은 박막에 비해 치밀한 박막의 성장과 경도 값도 증가하는 사실을 확인하였다. 또한 빗각을 적용하고 bias 전압을 인가하지 않은 시편에서 박리현상이 일어났다. HIPIMS로 제조한 TiN 박막은 bias 전압을 인가한 박막과 인가하지 않은 박막의 주상정 형상과 경도 값에 큰 차이가 없었으며, 박막의 박리현상은 모든 시편에서 일어나지 않았다. DC 스퍼터링으로 제조한 TiN 박막은 bias 전압을 인가하지 않으면 색상이 노란색이 아닌 갈색으로 나타났으며, HIPIMS으로 제조한 박막은 bias 전압 인가 유무에 상관없이 노란색 색상을 나타냈다. 앞서 설명한 DC 스퍼터링과 HIPIMS의 공정조건에 따라 나타난 박막의 경도, 색상, 물성변화 차이는 DC 스퍼터링보다 높은 HIPIMS의 이온화율에서 기인한 것으로 생각된다. 본 연구결과를 이용하면 다양한 형태의 박막 구조 제어가 가능하고 이러한 미세구조 제어를 통해서 박막의 물성도 제어가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권1호
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• pp.1-12
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• 2008

이 연구는 한반도 동해안 일대에 분포하고 있는 주요 온천에 대하여 화학성분, 안정동위원소, 삼중수소 그리고 헬륨과 아르곤 같은 영족기체의 동위원소 특성을 분석하여 온천유형별 온천수의 지화학적 특성을 밝히고, 영족기체의 기원을 규명하고자 하였다. 이를 위하여 동해안 일대의 6개 온천지에서 11개의 온천수 시료와 14개의 가스시료를 채취하여 분석하였다. 온천수의 수리화학적 특성을 보면 오색탄산온천수를 제외한 모든 온천수의 pH는 $7.0{\sim}9.1$ 범위의 약알카리성 내지 알카리성을 보이며 오색탄산온천의 pH는 5.7의 약산성의 특성을 보였다. 온천수의 토출온도는 $25.7{\sim}68.3^{\circ}C$ 범위를 보였으며 전기전도도는 $202{\sim}7,130{\mu}S/cm$의 넓은 범위로 해운대와 동래온천은 평균 $3,890{\mu}S/cm$으로 높은 값을 보인다. 온천을 용존성분에 따른 분류하면 오색, 척산, 백암, 덕구온천은 소량의 유황가스 함유한 알카리성의 Na-$HCO_3$형으로 분류되고, 해운대와 동래온천은 높은 TDS(총용존고형물질)의 해수형 Na-Cl형을 보인다. 그리고 오색탄산온천은 약산성으로 탄산을 함유한 Na-$HCO_3$형으로 분류된다. 연구지역 온천수의 ${\delta}^{18}O$와 ${\delta}D$값은 각각 $-7.8{\sim}-11.7%o$과 $-57.3{\sim}86.4%o$의 범위를 보여 온천수가 순환수 기원임을 지시한다. 위도가 높아질수록 낮은 동위원소 조성 값을 보이는 위도효과가 잘 나타난다. 일부 해수형온천수의 삼중수소 함량은 거의 0 TU에 가까운 값을 보여 최소 약 50년 이상 체류한 물임을 알 수 있다. 오색탄산온천수를 제외한 온천수의 $^3He/^4He$ 동위원소비는 $0.1{\times}10^{-6}{\sim}1.1{\times}10^{-6}$ 범위를 보여, 대기-지각 혼합선보다 상위에 분포한다. 이는 온천수내 He 가스가 대부분 대기와 지각기원이며, 일부는 맨틀기원의 He 가스가 부분적으로 존재한다는 것을 의미한다. 판 경계부에 위치한 일본의 온천수내 He가스는 대부분이 맨틀기원으로 알려져 있어 판 경계부에서 떨어진 우리나라의 경우와 뚜렷한 차이를 보인다. 그러나, 오색탄산온천에서는 대기기원 He 동위원소비보다 2.4배 높은 값인 $3.3{\times}10^{-6}$을 보여주어 지하 심부의 맨틀기원의 가스가 지각상부 대수층까지 공급된 것으로 해석된다. 온천수의 $^{40}Ar/^{36}Ar$ 비는 대기기원의 값과 유사한 범위를 보인다.

• 한국산림과학회지
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• 제96권3호
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• pp.235-244
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• 2007

본 연구는 교토의정서에서 인정하고 있는 조림 CDM을 북한 지역에 적용하였을 때의 경제적 타당성을 분석하였다. 기존의 북한 산림면적 추정에 관한 연구결과를 활용하여 조림 CDM을 적용할 수 있는 잠정 대상 면적을 추정한 결과 북한에는 조림 CDM 사업이 가능한 황폐임지가 약 51만 ha가 존재하는 것으로 추정되었으며, 경제적 타당성 검토 대상지로 선정된 개성지역에는 약 8,000 ha의 CDM조림사업이 기능한 황폐임지가 존재하는 것으로 나타났다. 개성지역의 산림황폐지에 북한의 주요조림수종 가운데 하나인 아까시나무(Robinia pseudoacacia)를 인공조림하고 20년 동안 유지함으로써 기존의 토지이용에 비하여 탄소고정을 증가시키는 사업을 조림 CDM사업으로 설정하였다. 수목의 탄소흡수량을 추정하고 사업을 시행하는데 필요한 산림조성 비용, 사전행정비용, 배출권 관련 행정비용을 포함하는 비용을 분석함으로써 조림 CDM사업의 경제적 효과성을 평가하였다. 개성지역 황폐임지에 아까시나무를 조림하여 20년 동안 유지하는 CDM 사업을 통해서 흡수할 수 있는 이산화 탄소량은 ha당 약 $376\;tCO_2$로 추정되었으며 배출권 판매 시나리오별로 생산할 수 있는 배출권량은 총 사업기간을 통해 tCER이 503 tCER/ha, lCER이 265 lCER/ha로 나타났다. 총 투입된 비용을 기준으로 tCER 한 단위를 생산하는 데 투입된 비용은 US$ 4.04로 나타났고 lCER 한 단위를 생산하는 데는 US$ 7.67로 나타났다. 그러나 tCER과 lCER은 시장 가격이 다를 수 있기 때문에 단순히 배출권량만으로 그 경제적 수익성에 있어서의 우위를 가름하기는 힘들다.

• Journal of Magnetics
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• 제7권3호
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• pp.63-71
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• 2002

Three fabrication techniques for forming thin barrier layer with uniform thickness and large barrier height in magnetic tunnel junction (MTJ) are discussed. First, the effect of immiscible element addition to Cu layer, a high conducting layer generally placed under the MTJ, is investigated in order to reduce the surface roughness of the bottom ferromagnetic layer, on which the barrier is formed. The Ag addition to the Cu layer successfully realizes the smooth surface of the ferromagnetic layer because of the suppression of the grain growth of Cu. Second, a new plasma source, characterized as low electron energy of 1 eV and high density of $10^{12}$ $cm^{-3}$, is introduced to the Al oxidation process in MTJ fabrication in order to reduce damages to the barrier layer by the ion-bombardment. The magnetotransport properties of the MTJs are investigated as a function of the annealing temperature. As a peculiar feature, the monotonous decrease of resistance area product (RA) is observed with increasing the annealing temperature. The decrease of the RA is due to the decrease of the effective barrier width. Third, the influence of the mixed inert gas species for plasma oxidization process of metallic Al layer on the tunnel magnetoresistance (TMR) was investigated. By the use of Kr-O$_2$ plasma for Al oxidation process, a 58.8 % of MR ratio was obtained at room temperature after annealing the junction at $300{^{\circ}C}$, while the achieved TMR ratio of the MTJ fabricated with usual Ar-$0_2$ plasma remained 48.4%. A faster oxidization rate of the Al layer by using Kr-O$_2$ plasma is a possible cause to prevent the over oxidization of Al layer and to realize a large magnetoresistance.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.409-412
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• 2008

This paper presents the effects of excess air factors(0.84${\sim}$0.90) and opened throttle area ratios(AR=0.15${\sim}$0.25) on the emission and performance of a small spark-ignition gasoline engine. The engine used in this paper was a single cylinder, diaphragm carburetor, two-stroke, air-cooled 26cc engine for brush cutter. The rpm, torque, fuel consumption and CO emission were measured under the four different excess air factors and three different opened area ratios conditions on the engine loads respectively. The results showed that the rpm was decreased and torque was increased at increasing load, the maximum power and minimum fuel consumption could be obtained critical rpm on each throttle opened area ratios and brake specific fuel consumption was decreased 13${\sim}$17%, CO emissions was decreased 21${\sim}$38% at excess air factor 0.90 than 0.84.

• Applied Science and Convergence Technology
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• 제27권3호
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• pp.47-51
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• 2018

We fabricated an anode-type ion beam source and studied its driving characteristics of the initial extraction of ions using two driving mechanisms: a diffusion phenomenon and a charge repulsion phenomenon. For specimen exposed to the ion beam in two methods, the surface impurity element was investigated by using X-ray photoelectron spectroscopy. Upon Ar gas injection for plasma generation the ion beam source was operated for 48 hours. We found a Fe 2p peak 5.4 at. % in the initial ions by the diffusion mechanism while no indication of Fe in the ions released in the charge repulsion mechanism. As for a long operation of 200 min, the temperature of ion beam sources was measured to increase at the rate of ${\sim}0.1^{\circ}C/min$ and kept at the initial value of $27^{\circ}C$ for driving by diffusion and charge repulsion mechanism, respectively. In this study, we confirmed that the ion beam source driven by the charge repulsion mechanism was very efficient for a long operation as proved by little electrode damage and thermal stability.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 추계학술대회 논문집 Vol.16
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• pp.15-18
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• 2003

Ta-Ti metal alloy is proposed for alternate gate electrode of ULSI MOS device. Ta-Ti alloy was deposited directly on $SiO_2$ by a co-sputtering method and good interface property was obtained. The sputtering power of each metal target was 100W. Thermal and chemical stability of the electrode was studied by annealing at $500^{\circ}C$ and $600^{\circ}C$ in Ar ambient. X-ray diffraction was measured to study interface reaction and EDX(energy dispersive X-ray) measurement was performed to investigate composition of Ta and Ti element. Electrical properties were evaluated on MOS capacitor, which indicated that the work function of Ta-Ti metal alloy was ${\sim}4.1eV$ compatible with NMOS devices. The measured sheet resistance of alloy was lower than that of poly silicon.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.213-213
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• 2000

Direct laser vaporization of transition-metal(Co, Ni)/graphite composite pellet produced single wall carbon naotubes(SWNT) in the condensing vapor in a heated flow cylinder-type tube furnace, Transition metal/graphite composite pellet target was made by mixing graphite, Co, and Ni in 98:1:1 atomic weight ratios, pressing the mixed powder, and curing it. The target was placed in a tube furnace maintained at 1200$^{\circ}C$ and Ar inert collision gas continuously flowed into the tube. The 2nd harmonic, 532nm wavelength light from Nd-YAG laser was used to vaporize the tube. The carbon nanotubes produced by the laser vaporization were accumulated on quartz tube wall. The raw carbon nanotube materials were purified with surfactants(Triton X-100) in a ultrasonicator. These carbon nanotubes were analyzed using SEM, XRD, and Raman spectroscopic method. The carbon nanotube growth on the Ni-patterned Si substrate was investigated by the CVD process. Transition-metal, Ni and CH4 gas were used as a catalyst and a reactant gas, respectively. The structure and the phonon frequencies of the carbon nanotubes formed on the patterned Si substrate were measured by SEM and Raman spectrometer.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.359-359
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• 2010

Self-organized nanostructures of dots, holes or ripples produced by energetic ion bombardment have been reported in a wide variety of substrates. Ion bombardment on an alloy or compound also draws much attention because it can induce a surface composition modulation with a topographical surface structure evolution. V. B. Shenoy et al. further suggested that, in the case of alloy surfaces, the differences in the sputtering yields and surface diffusivities of the alloy components will lead to a lateral surface composition modulation [1]. In the present work, the classical molecular dynamics simulation of Ar bombardment on metallic alloys at room temperature revealed that this bombardment induces a surface composition modulation in layer-by-layer mode. In both the $Co_{0.5}Cu_{0.5}$ alloy and the CoAl B2 phase, the element of higher-sputtering yield is accumulated on the top surface layer, whereas it is depleted in lower layers. A kinetic model considering both the rearrangement and the sputtering of the substrate atoms agrees with the puzzling simulation results, which revealed that the rearrangement of the substrate atoms plays a significant role in the observed composition modulation.

• 자원리싸이클링
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• 제13권5호
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• pp.45-50
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• 2004

탄화철을 합성하는 공정을 수소($H_2$) 환원과 $CO-H_2$ 혼합가스에 의한 탄화의 2단계 과정으로 나누어서 수행했다. 환원종료 후 미량의 암모니아 가스를 첨가하여 환원철의 표면을 개질한 후, 탄화시간 경과별 탄화상태를 C/S 분석기(Low C/S determinator), 뫼스바우어 분광 분석기(Mossbauer spectroscopy), XRD(X-ray diffraction patterns), SEM(Scanning electron microscopy), TEM(Transmission electron microscopy), XPS(Photoelectron spectroscopy), 및 라만분광기 (Raman spectroscopy)를 사용하여 조사하였다. 연구결과, 미량의 암모니아가스로 환원철 표면을 개질함으로써 탄화철의 분해 및 유리탄소의 석출을 방지할 수 있을 뿐만아니라 6.68wt% 이상 10wt% 까지 탄소가 과고용된 상태에서도 분해되거나 유리탄소를 석출하지 않고 안정상태를 유지하였다. 이러한 결과로부터 철(Fe)과 세멘타이트(cementite, $Fe_3C$)가 혼합되지 않고 고탄화철(SIC, super iron carbide)인 Fe5C2 상태의 안정한 단일상을 얻는데 성공하였다.