• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 추계총회 및 학술대회 논문집
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• pp.32-32
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• 2012

화석연료의 남용으로 지구 온난화가 심화되어 환경과 생태계변화가 가속화되고 있고, 급속한 산업의 발달과 인류 삶의 질 향상에 따른 에너지 수요가 급증하고 있는 실정에 있으며, 일본 후쿠시마 원전사태로 원자력 에너지의 위험성으로 지구 인류환경은 심각한 국면을 맞이 하고 있어 대체 에너지의 하나로 핵융합 에너지 필요성이 증대되고 있다. 핵융합 에너지 연구 개발은 우리나라에서 KSTAR가 1997년부터 건설하기 시작하여 지난 2007년에 완공되어 지금 운용 중에 있고, 국제적으로 미국, EU, 러시아, 중국, 한국, 일본 인도가 참여하는 ITER 국제 공동프로젝트가 2004년에 건설을 시작하여 프랑스 카다라쉬에 실증 플란트를 건설 중에 있다. 이러한 핵융합 반응을 위해서는 10e-7이상의 높은 진공과 1억$^{\circ}C$ 이상에서 중수소와 삼중수소가 반응하여 발생하는 플라즈마를 제어 할 필요가 있으며, 초고온의 핵융합 플라즈마를 가두고 가동시키기 위해서는 약 12Tesla이상의 고자장 마그넷이 필요하다. 현재 ITER 실증 플란트에 사용되는 고자장 마그넷은 TF (Toroidal Field)코일과 CS (Central Field)코일에 Nb3Sn 초전도선재가 핵심부품으로 사용되고 있으며 ITER프로젝트에서는 약 850톤의 Nb3Sn 초전도선재가 사용될 전망이다. 그 중에서 일본 25%, EU, 러시아와 한국이 각각 20%, 중국7%, 미국8% 할당되어 참여국 대부분은 초전도선재를 전략적으로 공급하고 있다. 초전도 선재의 크롬도금은 1~2 마이크로미터 이하의 균일하고 얇은 도금 두께와 밀착성이 우수한 품질이 요구된다. 일반적으로 크롬도금은 산업현장에서 컨베이어 벨트 방식으로 장식이나, 내식성 및 내마모성의 특성을 필요로 할 때 사용되고 있으나, 선재에 크롬도금을 릴투릴(Reel to Reel) 방식으로 적용되는 경우는 세계적으로 아주 드물다. 핵융합 마그넷의 CICC(Conduct In Cable Conduit)도체를 만들기 위해서는 초전도선재를 이용, 3(Sc 2+OFC 1)$^*3^*5^*5^*6$형태로 연선과 케이블링을 하게 되며, 초전도 선재를 연선하고 케이블링을 할 때 크롬 도금층이 박리될 가능성이 있어 크롬도금 방법과 프로세스를 특별히 고안할 필요가 있다. ITER핵융합로 마그넷의 TF코일은 높이 14m, 폭 9m 최대자장 12Tesla, 최대전류 68kA, CICC도체 직경이 40mm로서 그 초전도 조관/도체 내부에 0.82mm 직경의 Nb3Sn 초전도 선재가 약 1350가닥으로 연선과 케이블링으로 구성되어 있다. ITER 핵융합 마그넷용 초전도 선재의 크롬도금은 마그넷 권선 후 Nb3Sn 초전도물질을 형성하기 위해서 $650^{\circ}C$에서 500시간 열처리를 실시하며 열처리 시 초전도 선재의 소선들 사이에 발생할 수 있는 소착을 방지하고, 초전도 선재에서 발생하는 AC loss를 감소시키며, Quench시 발생되는 열을 쉽게 확산시킴으로써, 초전도 마그넷의 열적 안정성(Thermal Stability) 향상과 필요에 따라서 소선간 통전울 가능하게 한다. 고려제강의 자회사인 케이에이티는 크롬도금 밀착성이 우수하고 도금두께 0.1마이크로 미터 이내 제어가 가능한 얇고 균일한 도금품질을 개발하여 한국형 핵융합 실험로인 KSTAR에 65톤 전량 공급하였고, 크롬 도금된 무산소동 선재 32톤과 초전도 선재 93톤을 전량 ITER 프로젝트에 공급하고 있으며, 2013년도 상반기에는 공급을 마무리할 예정이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.210.2-210.2
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• 2013

현재 국내의 상용화된 디지털 방식 X-선 영상장치에서 간접변환방식은 대부분 CsI를 사용하고 있으며, X-선 흡수에 의해 전기적 신호를 발생시키는 직접변환방식은 Amorphous Selenium(a-Se)을 사용한다. a-Se은 진공 중에 녹는점이 낮아 증착시 substrate의 온도에 따라 민감한 변화를 보인다. 본 연구에서는 간접변환방식에 비해 높은 영상의 질을 획득할 수 있는 직접변환방식의 a-Se기반 X-선 검출기 제작 시 substrate에 인가된 온도에 따른 특성을 연구하여 최적화 된 substrate의 온도를 알고자 한다. 본 실험에서는 glass에 투명한 전극물질인 Indium Tin Oxide (ITO)가 electrode로 형성된 substrate를 사용하였으며 그 상단에 a-Se을 Physical Vapor Deposition (PVD)방식을 거쳐 X-선 검출기 샘플을 제작하였다. PVD 공정 시 네 개의 보트에 a-Se 시료를 각각 100g씩 총 400g을 넣고, $5{\times}10-5Torr$까지 진공도를 낮추었다. 보트의 온도는 $270^{\circ}C$에서 40분 $290^{\circ}C$에서 90분으로 온도를 인가하여 a-Se을 기화시켜 증착하였다. 증착 시 substrate 온도를 각각 $20^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, $60^{\circ}C$, $70^{\circ}C$ 네 종류로 나누어 실험을 진행하였다. 끝으로 증착된 a-Se 상단에 Au를 PVD방식으로 electrode를 형성시켜 a-Se기반의 X-선 검출기 샘플 제작을 완료하였다. 제작된 a-Se기반의 X-선 검출기 샘플의 두께는 80에서 $85{\mu}m$로 온도에 따른 차이가 없었다. 이후에 전기적 특성을 평가하기위해 electrometer와 oscilloscope를 이용하여 Dark current와 Sensitivity를 측정하여 Signal to Noise Ratio(SNR)로 도출하였으며 Scanning Electron Microscope(SEM) 표면 uniformity를 관찰하였다. 또한 제작된 a-Se기반 X-선 검출기 샘플의 hole collection 성능을 확인하고자 mobility를 측정하였다. 측정결과 a-Se의 work function을 고려한 $10V/{\mu}m$기준에서 70kV, 100mA, 0.03sec의 조건의 X-선을 조사 하였을 때 Sensitivity는 세 종류의 검출기 샘플이 15nC/mR-cm2에서 18nC/mR-cm2으로 비슷한 양상을 나타내었지만, substrate온도가 $70^{\circ}C$때의 샘플은 10nC/mR-cm2이하로 저감됨을 알 수 있었다. 그리고 substrate온도 $60^{\circ}C$에서 제작된 검출기 샘플의 전기적 특성이 SNR로 환산 시, 15.812로 가장 우수한 전기적 특성을 나타내어 최적화 된 온도임을 알 수 있었다. SEM촬영 시 온도상승에 따라 표면 uniformity가 우수하였으며, Mobility lifetime에서는 $60^{\circ}C$에서 제작된 검출기 샘플이 deep trap 수치가 높아 hole이 $0.04584cm2/V{\cdot}sec$로 $0.00174cm2/V{\cdot}sec$의 electron보다 26.34배가량 빠른 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 a-Se증착 시, substrate에 인가된 온도는 균일한 박막의 형성 및 표면구조에 영향을 미치며 온도가 증가할수록 안정적인 전기적 특성을 나타내지만 $70^{\circ}C$이상일 시, a-Se층의 결정화가 생겨 deep trap을 발생시켜 전기적 특성이 저하됨을 확인 할 수 있었다. 따라서 증착 시의 substrate의 온도 최적화는 a-Se기반 X-선 검출기의 안전성 및 성능향상을 위해 불가피한 요소가 된다고 사료된다.

• 융합정보논문지
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• 제9권1호
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• pp.12-18
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• 2019

본 논문은 정부의 R&D투자 성과에 영향을 미치는 요인을 확인하기 위하여 2009-2013년 IT산업에 투자한 670개 과제를 분석하였다. 그간 R&D투자에 따른 성과는 양적 결과보다 질적 결과를 강조하는 추세로 바뀌었다. 하지만 여전히 기술적 성과 중심의 방식에 의존하고 있으며, 실제로 투입 단계에서 질적으로 우수한 자원투자가 이루어졌는가에 대해서는 상대적으로 관심이 적었다. 따라서 본 연구에서는 투입자원의 질적인 속성에 초점을 맞추고자 한다. 실증분석의 주요결과는 다음과 같다. R&D투자의 기술적성과와 사업화성과에 출연금과 연구원수가 많을수록 개발시간이 길수록 긍정적인 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 높은 박사비율은 기술적성과(논문, 특허)에만 긍정적인 영향을 미쳤는데, 이는 개발시간이 평균 2년 이상으로 짧았기 때문으로 판단된다. 반면 공동연구여부는 기술화에 부정적인 영향을 미쳤는데, 이는 이해관계가 상충하는 두 기관 간의 협력은 오히려 성과에 부정적임을 의미한다. 이상의 결과는 R&D투자성과에 투입자원의 질적인 속성은 매우 중요하며, 향후 정부의 R&D투자성과를 촉진하기 위해서는 투입단계의 질적 속성을 강조할 필요가 있음을 시사한다.

• 구강회복응용과학지
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• 제29권1호
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• pp.45-58
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• 2013

교합접촉 분석에 이용되는 T-Scan $III^{(R)}$ (Tekscan, South Boston, MA, USA)의 정확도 및 신뢰도를 Add picture 방법을 통해 평가하였다. 두 방법에서 공통적인 교합접촉점의 분포 및 교합접촉면적을 비교하여 교합진단 및 조정 술식에서 T-Scan 방법의 적용 시 고려점을 밝히고자 하였다. Angle I급 교합관계, 정상치열자 한 사람의 구강을 대상으로 부가중합형 실리콘인상재를 이용하여 상하악치열궁을 10회 인상채득하였으며, 10쌍의 초경석고 모형을 제작하였다. 자체제작한 하중장치에 모형을 자석과 경석고를 이용하여 부착한 후 최대감합위와 최대교합력을 재현하기 위해 78.9kg의 하중을 가하였다. T-Scan 측정 시에는 상하악 모형과 T-Scan 센서의 위치가 변하지 않는 상태에서 2번 반복 측정하였다. Add Picture의 경우 상하악모형을 동일한 하중을 가하여 최대감합위에서 폴리이써 교합인기재를 이용하여 교합을 인기하였다. 교합접촉 양상은 접촉점 수와 총 교합면적에 대한 접촉면적 백분율을 측정하여 비교하였다. T-Scan 방법은 포토샵 프로그램 상에서 픽셀수를 계산하여 색상에 따른 면적을, Add picture 방법은 빛 투과 정도에 따라 인상재 두께를 $0{\sim}10{\mu}m$, $0{\sim}30{\mu}m$, $0{\sim}60{\mu}m$의 3가지로 나누고, 이에 따른 면적을 실측하여 계산하였다. 총 교합면면적은 접촉면을 표시한 모형의 촬영상에서 픽셀수를 계산하여 함께 촬영된 격자를 기준으로 제곱미터값으로 변환하였다. 대응표본 t-검정을 이용하여 통계분석하였다. T-Scan 방법에서 분홍색상 및 붉은 색상으로 표시된 면적의 일부가 Add picture 방법에서 $0{\sim}10{\mu}m$, $0{\sim}30{\mu}m$, $0{\sim}60{\mu}m$의 상하악 치아 간 거리에 해당하는 면적에 상응하였다. 교합접촉점 분포 비교 시 T-Scan 방법과 Add picture 방법은 유사하였다. 교합접촉면적 비교 시 T-Scan 방법에서 확대된 결과가 관찰되었으며, 전체교합면적에 대한 접촉면적 백분율 비교에서도 T-Scan 방법과 Add picture 방법의 백분율값은 유의한 차이를 보였다(P<.05). T-Scan에서 분홍색상 및 붉은 색상으로 표시된 부위의 면적값은 Add picture의 $0{\sim}10{\mu}m$, $0{\sim}30{\mu}m$ 부위의 면적값보다 크고(P<.05), $0{\sim}60{\mu}m$ 부위와는 유사한 값을 보였다(P>.05). T-Scan에서의 교합접촉상은 실제보다 확대되어 나타났으며, 따라서 교합접촉에 대한 진단 및 조정 술식에서 보조적인 수단으로 활용하는 것이 추천된다.