• 방사성폐기물학회지
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• 제6권2호
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• pp.101-109
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• 2008

고준위폐기물 처분장의 완충재 및 뒷채움재 후보물질로 고려되고 있는 경주벤토나이트를 대상으로 압축 벤토나이트 및 벤토나이트-모래 혼합물의 열전도도가 측정되었다. 압축벤토나이트는 건조밀도가 $1.2\;Mg/m^3$에서 $1.8\;Mg/m^3$범위에 대해, 압축 벤토나이트-모래 혼합물은 건조밀도가 $1.6\;Mg/m^3$에서 $1.8\;Mg/m^3$ 사이이고, 모래의 함량이 중량비로 10 wt%에서 30 wt%인 범위의 혼합물에 대해 측정하였다. 측정시료의 수분 함량은 중량비로 10 wt%에서 20 wt% 까지 변화시켰다. 압축 벤토나이트 및 벤토나이트-모래 혼합물의 열전도도는 수분함량이 일정할 때, 건조밀도가 증가할수록, 모래 함량이 많을수록 증가하였으며, 건조밀도가 일정한 경우에는 수분 함량과 모래 함량이 증가할수록 증가하였다. 각 건조밀도에서의 수분함량의 증가에 따른 열전도도 변화를 나타낼 수 있는 실험적 관계식들이 제시되었다. 이 관계식들은 10% 오차 범위에서 압축벤토나이트 및 벤토나이트-모래 혼합물의 열전도도 값을 예측할 수 있다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.280-280
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• 2007

$Pb(Zr,Ti)O_3$ (PZT) 강유전체 박막은 높은 잔류 분극 (remanent polarization) 특성 때문에 현재 강유전체 메모리 (FeRAM) 소자에 적용하기 위하여 가장 활발히 연구되고 있다. 그런데 PZT 물질은 피로 (fatigue) 및 임프린트 (imprint) 등의 장시간 신뢰성 (long-term reliability) 특성이 취약한 단점을 가지고 있다. 이러한 신뢰성 문제를 해결할 수 있는 효과적인 방법 중의 하나는 $IrO_2$, $SrRuO_3$(SRO) 등의 산화물 전극을 사용하는 것이다. 많은 산화물 전극 중에서 SRO는 PZT와 비슷한 pseudo-perovskite 결정구조를 갖고 격자 상수도 비슷하여, PZT 커패시터의 강유전 특성 및 신뢰성을 향상시키는데 매우 효과적인 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구는 PZT 커패시터에 적용하기 위하여 SRO 박막을 증착하고 이의 전기적 특성 및 미세구조를 분석하고자 하였다. 또 실제로 SRO 박막을 상부전극과 PZT 사이의 버퍼 층 (buffer layer)으로 적용한 경우의 커패시터 특성도 평가하였다. 먼저 다결정 SRO 박막을 $SiO_2$/Si 기판 위에 DC 마그네트론 스퍼터링 법 (DC magnetron sputtering method)으로 증착하였다. 그 다음 이러한 SRO 박막의 미세구조, 결정성 및 전기적 특성이 증착 조건들의 변화에 따라서 어떤 경향성을 보이는지를 평가하였다. 기판 온도는 $350\;{\sim}\;650^{\circ}C$ 범위에서 변화시켰고, 증착 파워는 500 ~ 800 W 범위에서 변화시켰다. 또 Ar+$O_2$ 혼합 가스에서 산소의 혼합 비율을 20 ~ 50% 범위에서 변화시켰다. 이러한 실험 결과 SRO 박막의 전기적 특성 및 미세 구조는 기판의 증착 온도에 따라서 가장 민감하게 변함을 관찰할 수 있었다. 다른 증착 조건과 무관하게 $450^{\circ}C$ 이상의 온도에서 증착된 SRO 박막은 모두 주상정 구조 (columnar structure)를 형성하며 (110) 방향성을 강하게 나타내었다. 가장 낮은 전기 저항은 $550^{\circ}C$ 증착 온도에서 얻을 수 있었는데, 그 값은 약 $440\;{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$ 이었다. SRO 버퍼 충을 적용하여 제작한 PZT 커패시터의 잔류 분극 (Pr) 값은 약 $30\;{\mu}C/cm^2$ 정도로 매우 높은 값을 나타내었고, 피로 손실 (fatigue loss)도 $1{\times}10^{11}$ 스위칭 사이클 후에 약 11% 정도로 매우 양호한 값을 나타내었다.

• 자원환경지질
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• 제56권5호
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• pp.603-618
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• 2023

사용후핵연료(Spent nuclear fuel; SNF) 심지층 처분장의 완충재 소재로서 WRK (waste repository Korea) 벤토나이트가 적합한 지를 평가하기 위하여, 대표적인 방사성 핵종인 U (uranium)에 대한 WRK 벤토나이트의 흡/탈착 특성과 흡착 기작을 규명하는 다양한 분석, 흡/탈착 실내 실험, 동역학 흡착 모델링을 다양한 pH 조건에서 수행하였다. 다양한 특성 분석 결과, 주성분은 Ca-몬모릴로나이트이며, U 흡착 능력이 뛰어난 광물학적·구조적 특징들을 가지고 있었다. WRK 벤토나이트의 U 흡착 효율 및 탈착율을 규명하기 위한 흡/탈착 실험 결과, pH 5, 6, 10, 11 조건에서 WRK 벤토나이트와 U 오염수(1 mg/L)가 낮은 비율(2 g/L)로 혼합되었음에도 불구하고 높은 U 흡착 효율(>74%)과 낮은 U 탈착율(<14%)을 보였으며, 이는 WRK 벤토나이트가 SNF 처분장에서 U 거동을 제한하는 완충재 소재로서 적절하게 사용될 수 있음을 의미한다. pH 3과 7 조건에서는 상대적으로 낮은 U 흡착 효율(<45%)이 나타났으며, 이는 U가 용액의 pH 조건에 따라 다양한 형태로 존재하며, 존재 형태에 따라 상이한 U 흡착 기작을 가지기 때문으로 판단된다. 본 연구 실험 결과와 선행연구를 바탕으로 WRK 벤토나이트의 주요 화학적 U 흡착 기작을 pH 범위에 따라 용액 내 U의 존재 형태에 근거하여 설명하였다. pH 3 이하에서 주로 UO₂²⁺ 형태로 존재하는 U는 벤토나이트 표면의 Si-O 또는 Al-O(OH)와의 정전기적 인력(예: 이온 결합)에 의해 흡착되기 때문에 pH가 감소할수록 음전하 표면이 약해지는 WRK 벤토나이트 특성에 의해 비교적 낮은 U 흡착 효율이 나타났다. pH 7 이상의 알칼리성 조건에서 U는 음이온 U-수산화 복합체(UO₂(OH)₃^-, UO₂(OH)₄^2-, (UO₂)₃(OH)₇^- 등)로 존재하며 비교적 높은 흡착 효율이 나타내는데, 이들은 벤토나이트에 포함된 Si-O 또는 Al-O(OH)의 산소원자를 공유하거나 리간드 교환에 의해 새로운 U-복합체가 형성되어 흡착되거나 수산화물 형태의 공침(co-precipitation)에 의해 벤토나이트에 고정되기 때문이다. pH 7의 중성 조건에서는 pH 5와 6보다 오히려 낮은 U 흡착 효율(42%)이 나타났는데, 이러한 결과는 용액 내 존재하는 탄산염(carbonate)에 의해 U가 U-수산화 복합체보다 용해도가 높은 U-탄산염 복합체로 존재하는 경우 가능하다. 연구 결과 pH를 약산성 또는 염기성 조건으로 유지하거나 용액 내 존재하는 탄산염을 제한함으로써 WRK 벤토나이트의 U 흡착 효율을 높일 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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• pp.45-49
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• 2001

We have investigated physical and electrical properties of the Hf $O_2$/HfS $i_{x}$/ $O_{y}$ thin film for alternative gate dielectrics in the metal-oxide-semiconductor device. The oxidation of Hf deposited directly on the Si substrate results in the H $f_{x}$/ $O_{y}$ interfacial layer and the high-k Hf $O_2$film simultaneously. Interestingly, the post-oxidation N2 annealing of the H102/H1Si70y thin films reduces(increases) the thickness of an amorphous HfS $i_{x}$/ $O_{y}$ layer(Hf $O_2$ layer). This phenomenon causes the increase of the effective dielectric constant, while maintaining the excellent interfacial properties. The hysteresis window in C-V curves and the midgap interface state density( $D_{itm}$) of Hf $O_2$/HfS $i_{x}$/ $O_{y}$ thin films less than 10 mV and ~3$\times$10$^{11}$ c $m^{-2}$ -eV without post-metallization annealing, respectively. The leakage current was also low (1$\times$10-s A/c $m^2$ at $V_{g}$ = +2 V). It is believed that these excellent results were obtained due to existence of the amorphous HfS $i_{x}$/ $O_{y}$ buffer layer. We also investigated the charge trapping characteristics using Fowler-Nordheim electron injection: We found that the degradation of Hf $O_2$/HfS $i_{x}$/ $O_{y}$ gate oxides is more severe when electrons were injected from the gate electrode.e electrode.e.e electrode.e.

• 한국세라믹학회지
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• 제47권6호
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• pp.590-597
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• 2010

HTGR using a TRISO coated particles as nuclear raw fuel material can be used to produce clean hydrogen gas and process heat for a next-generation energy source. For these purposes, a TRISO coated particle was prepared with 3 pyro-carbon (buffer, IPyC, and OPyC) layers and 1 silicone carbide (SiC) layer using a CVD technique on a spherical $UO_2$ kernel surface as a fissile material. In this study, a spherical $UO_2$ particle was prepared using a modified sol-gel method with a vibrating nozzle system, and TRISO coating fabrication was carried out using a fluidized bed reactor with coating gases, such as acetylene, propylene, and methyltrichlorosilane (MTS). As the results of this study, a spherical $UO_2$ kernel with a sphericity of 1+0.06 was obtained, and the main process parameters in the $UO_2$ kernel preparation were the well-formed nature of the spherical ADU liquid droplets and the suitable temperature control in the thermal treatment of intermediate compounds in the ADU, $UO_3$, and $UO_2$ conversions. Also, the important parameters for the TRISO coating procedure were the coating temperature and feed rate of the feeding gas in the PyC layer coating, the coating temperature, and the volume fraction of the reactant and inert gases in the SiC deposition.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.247-247
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• 2010

CdTe는 최근 적외선 검출기 개발에 응용하기 위해 활발한 연구가 진행 중인데 이는 HgCdTe(MCT)와 격자 불일치가 0.3% 이하로 대구경 단결정 MCT박막 제작이 용이하기 때문이다. 본 연구에서는 MBE 공정으로 GaAs 물질이 완충층으로 증착된 Si(100)기판을 사용하여 CdTe 물질과 Si기판간의 격자 불일치를 줄여 대면적 CdTe 단결정 박막을 얻고자 완충층의 두께별 결정성 및 표면 특성을 보았다. CdTe 박막의 증착은 Metal Organic Chemical Vapor Deposition system (MOCVD)를 이용하였고 실험결과 2nm의 GaAs 완충층이 사용된 박막에서 단결정 CdTe(400) 박막이 성장 되었으며, GaAs 완충층의 두께가 증가 함에 따라 $1{\mu}m$ 완충층에서는 다결정 박막이 성장 되었다. 본 연구결과는 Si 기판에 성장된 단결정 CdTe층을 이용 대면적 HgCdTe웨이퍼의 제조에 널리 이용 될 수 있으리라 여겨진다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.424-424
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• 2008

Dye-sensitized Solar Cell (DSC) is a new type of solar cell by using photocatalytic properties of $TiO_2$. The electric potential distribution in DSCs has played a major role in the operation of such cells. Models based on a built-in electric field which sets the upper limit for the open circuit voltage(Voc) and/or the possibility of a Schottky barrier at the interface between the mesoporous wide band gap semiconductor and the transparent conducting substrate have been presented. $TiO_2$ thin films were deposited on the FTO substrate by Nd:YAG Pulsed Laser Deposition(PLD) at room temperature and post-deposition annealing at $500^{\circ}C$ in flowing $O_2$ atmosphere for 1 hour. The structural properties of $TiO_2$ thin films have investigated by X-ray diffraction(XRD) and atomic force microscope(AFM). Thickness of $TiO_2$ thin films were controlled deference deposition time and measurement by scanning electron microscope(SEM). Then we manufactured a DSC unit cells and I-V and efficiency were tested using solar simulator.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권2호
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• pp.248-257
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• 2020

This study presents an initial design for a novel system consisting in a coupled nuclear reactor and a phase change material-based thermal energy storage (TES) component, which acts as a buffer and regulator of heat transfer between the primary and secondary loops. The goal of this concept is to enhance the capacity factor of nuclear power plants (NPPs) in the case of high integration of renewable energy sources into the electric grid. Hence, this system could support in elevating the economics of NPPs in current competitive markets, especially with subsidized solar and wind energy sources, and relatively low oil and gas prices. Furthermore, utilizing a prismatic-core advanced high temperature reactor (PAHTR) cooled by a molten salt with a high melting point, have the potential in increasing the system efficiency due to its high operating temperature, and providing the baseline requirements for coupling other process heat applications. The present research studies the neutronics and thermal hydraulics (TH) of the PAHTR as well as TH calculations for the TES which consists of 300 blocks with a total heat storage capacity of 150 MWd. SERPENT Monte Carlo and MCNP5 codes carried out the neutronics analysis of the PAHTR which is sized to have a 5-year refueling cycle and rated power of 300 MW_th. The PAHTR has 10 metric tons of heavy metal with 19.75 wt% enriched UO₂ TRISO fuel, a hot clean excess reactivity and shutdown margin of $33.70 and -$115.68; respectively, negative temperature feedback coefficients, and an axial flux peaking factor of 1.68. Star-CCM + code predicted the correct convective heat transfer coefficient variations for both the reactor and the storage. TH analysis results show that the flow in the primary loop (in the reactor and TES) remains in the developing mixed convection regime while it reaches a fully developed flow in the secondary loop.

• Composites Research
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• 제30권1호
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• pp.21-25
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• 2017

본 연구에서는 일방향 생분해성 유리섬유(BGF)와 친환경 생분해성 수지인 폴리락트산(PLA)을 이용하여 골절치료용 복합재료 고정판을 제작하고 체액 노출에 따른 고정판의 성능 변화를 확인하고자 $50.0^{\circ}C$ 온도조건으로 설정된 인산완충식염수(PBS)에 제작된 생분해성 고정판을 0~3주 동안 노출시켜 질량 변화를 측정하고 4점 굽힘 실험을 수행하였다. 굽힘 강성, 수분 흡수율, 그리고 질량 감소율과 같은 기계적 특성 변화를 파악하였으며 실험 결과로부터 노출 기간이 증가함에 따라 고정판을 구성하고 있는 생분해성 재료들의 손실로 인해 기계적 물성이 서서히 저하되는 경향을 보이는 것을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.320-320
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• 2014

Amorphous silicon alloy (a-Si) solar cells and modules have been receiving a great deal of attention as a low-cost alternate energy source for large-scale terrestrial applications. Key to the achievement of high-efficiency solar cells using the multi-junction approach is the development of high quality, low band-gap materials which can capture the low-energy photons of the solar spectrum. Several cell designs have been reported in the past where grading or buffer layers have been incorporated at the junction interface to reduce carrier recombination near the junction. We have investigated profiling the composition of the a-SiGe alloy throughout the bulk of the intrinsic material so as to have a built-in electrical field in a substantial portion of the intrinsic material. As a result, the band gap mismatch between a-Si:H and $a-Si_{1-x}Ge_x:H$ creates a barrier for carrier transport. Previous reports have proposed a graded band gap structure in the absorber layer not only effectively increases the short wavelength absorption near the p/i interface, but also enhances the hole transport near the i-n interface. Here, we modulated the GeH4 flow rate to control the band gap to be graded from 1.75 eV (a-Si:H) to 1.55 eV ($a-Si_{1-x}Ge_x:H$). The band structure in the absorber layer thus became like a U-shape in which the lowest band gap was located in the middle of the i-layer. Incorporation of this structure in the middle and top cell of the triple-cell configuration is expected to increase the conversion efficiency further.