• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.156-156
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• 2016

The effect of nitrogen doping on the mechanical and tribological performance of single-layer tetrahedral amorphous carbon (ta-C:N) coatings of up to $1{\mu}m$ in thickness was investigated using a custom-made filtered cathode vacuum arc (FCVA). The results obtained revealed that the hardness of the coatings decreased from $65{\pm}4.8GPa$ to $25{\pm}2.4GPa$ with increasing nitrogen gas ratio, which indicates that nitrogen doping occurs through substitution in the $sp^2$ phase. Subsequent AES analysis showed that the N/C ratio in the ta-C:N thick-film coatings ranged from 0.03 to 0.29 and increased with the nitrogen flow rate. Variation in the G-peak positions and I(D)/I(G) ratio exhibit a similar trend. It is concluded from these results that micron-thick ta-C:N films have the potential to be used in a wide range of functional coating applications in electronics. To achieve highly conductive and wear-resistant coatings in system components, the friction and wear performances of the coating were investigated. The tribological behavior of the coating was investigated by sliding an SUJ2 ball over the coating in a ball-on-disk tribo-meter. The experimental results revealed that doping using a high nitrogen gas flow rate improved the wear resistance of the coating, while a low flow rate of 0-10 sccm increased the coefficient of friction (CoF) and wear rate through the generation of hematite (${\alpha}-Fe_2O_3$) phases by tribo-chemical reaction. However, the CoF and wear rate dramatically decreased when the nitrogen flow rate was increased to 30-40 sccm, due to the nitrogen inducing phase transformation that produced a graphite-like structure in the coating. The widths of the wear track and wear scar were also observed to decrease with increasing nitrogen flow rate. Moreover, the G-peaks of the wear scar around the SUJ2 ball on the worn surface increased with increasing nitrogen doping.

• ETRI Journal
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• 제16권1호
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• pp.45-57
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• 1994

The effects of reactive ion etching (RIE) of $SiO_2$ layer in $CHF_3/C_2F_6$ on the underlying Si surface have been studied by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), secondary ion mass spectrometer, Rutherford backscattering spectroscopy, and high resolution transmission electron microscopy. We found that two distinguishable modified layers are formed by RIE : (i) a uniform residue surface layer of 4 nm thickness composed entirely of carbon, fluorine, oxygen, and hydrogen with 9 different kinds of chemical bonds and (ii) a contaminated silicon layer of about 50 nm thickness with carbon and fluorine atoms without any observable crystalline defects. To search the removal condition of the silicon surface residue, we monitored the changes of surface compositions for the etched silicon after various post treatments as rapid thermal anneal, $O_2$, $NF_3$, $SF_6$, and $Cl_2$ plasma treatments. XPS analysis revealed that $NF_3$ treatment is most effective. With 10 seconds exposure to $NF_3$ plasma, the fluorocarbon residue film decomposes. The remained fluorine completely disappears after the following wet cleaning.

• 한국재료학회지
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• 제19권4호
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• pp.192-197
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• 2009

Carbon nanotubes (CNT) were used as a catalyst support where catalytically active Pd and Pt metal particles decorated the outside of the external CNT walls. In this study, Pd and Pt nanoparticles supported on $HNO_3$-treated CNT were prepared by microwave-assisted heating of the polyol process using $PdCl_2$ and $H_2PtCl_6{\codt}6H_2O$ precursors, respectively, and were then characterized by SEM, TEM, and Raman. Raman spectroscopy showed that the acid treated CNT had a higher intensity ratio of $I_D/I_G$ compared to that of non-treated CNT, indicating the formation of defects or functional groups on CNT after chemical oxidation. Microwave irradiation for total two minutes resulted in the formation of Pd and Pt nanoparticles on the acid treated CNT. The sizes of Pd and Pt nanoparticles were found to be less than 10 nm and 3 nm, respectively. Furthermore, the $SnO_2$ films doped with CNT decorated by Pd and Pt nanoparticles were prepared, and then the $NO_2$ gas response of these sensor films was evaluated under $1{\sim}5\;ppm$ $NO_2$ concentration at $200^{\circ}C$. It was found that the sensing property of the $SnO_2$ film sensor on $NO_2$ gas was greatly improved by the addition of CNT-supported Pd and Pt nanoparticles.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제33권3호
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• pp.181-185
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• 2020

Hazardous and noxious substance (HNS) detection sensors were fabricated using multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) and various binder materials for ion batteries. To obtain uniformly printed films, the printing precision according to the substrate cleaning method was monitored, and the printing paste mixing ratio was investigated. Binders were prepared using styrene butadiene rubber + carboxymethyl cellulose (SBR+CMC), polyvinylidene fluoride + n-methyl-2-pyrrolidene (PVDF+NMP), and mixed with MWCNTs. The surface morphology of the printed films was examined using an optical microscope and a scanning electron microscope, and their electrical properties are investigated using an I-V sourcemeter. Finally, sensing properties of MWCNT printed films were measured according to changes in the concentration of the chemical under the various applied voltages. In conclusion, the MWCNT printed films made of (SBR+CMC) were found to be feasible for application to the detection of hazardous and noxious chemicals spilled in seawater.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제20권6호
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• pp.738-747
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• 2006

The friction behaviour of Si-wafer, diamond-like carbon (DLC) and two self-assembled monolayers (SAMs) namely dimethyldichlorosilane (DMDC) and diphenyl-dichlorosilane (DPDC) coated on Si-wafer was studied under loading conditions in milli-newton (mN) range. Experiments were performed using a ball-on-flat type reciprocating micro-tribo tester. Glass balls with various radii 0.25 mm, 0.5 mm and 1 mm were used. The applied normal load was in the range of 1.5 mN to 4.8 mN. Results showed that the friction increased with the applied normal load in the case of all the test materials. It was also observed that friction was affected by the ball size. Friction increased with the increase in the ball size in the case of Si-wafer. The SAMs also showed a similar trend, but had lower values of friction than those of Si-wafer In-terestingly, for DLC it was observed that friction decreased with the increase in the ball size. This distinct difference in the behavior of friction in DLC was attributed to the difference in the operating mechanism. It was observed that Si-wafer and DLC exhibited wear, whereas wear was absent in the SAMs. Observations showed that solid-solid adhesion was dominant in Si-wafer, while plowing in DLC. The wear in these two materials significantly Influenced their friction. In the case of SAMs their friction behaviour was largely influenced by the nature of their molecular chains.

• 한국농림기상학회지
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• 제22권4호
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• pp.233-238
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• 2020

식물의 생리적 과정과 환경 요인 간 상호작용에 바탕을 둔 프로세스 모형은 작물 생육 및 생산성 예측을 위한 좋은 도구이다. 탄소 획득과 바이오매스 증가는 프로세스 모형 개발의 주요 구성요소로서, 작물모형 내에서 광합성 과정의 이해 및 통합에 중요한 역할을 한다. 본 연구는 1980년 Farquhar 등에 의해 제안된 C3 식물 잎의 광합성 모델인 FvCB 모형의 양파에 대한 적용 가능성 평가 및 적합한 모수 추정을 목표로 수행되었다. 이를 위해 온도구배하우스에서 재배된 조생종 양파 품종인 '싱싱볼'과 '썬더볼'의 광합성 측정 결과를 바탕으로 Vcmax, Jmax, TPU 및 Rd 값을 추정하였다. 본 연구에서 개발된 양파의 기체교환 모형은 다양한 환경 조건에서 양파의 광합성 반응 예측 및 설명에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• Tribology and Lubricants
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• 제38권1호
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• pp.8-14
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• 2022

Amorphous carbon (a-C) has excellent wear resistance and, therefore is used as a coating to protect numerous mechanical components to prolong their lifetimes. Among the a-C coatings, diamond-like carbon (DLC) and DLC-containing silicon (Si-DLC) receive extensive attention owing to their enhanced wear resistance and low frictional characteristics. In this study, the friction and wear characteristics of DLC and Si-DLC coatings are analyzed. For comparative analysis, DLC-coated and Si-DLC-coated vanes are utilized with the counterpart of a roller for the friction tests. Since the lubricated mechanical components are generally vulnerable to wear when a lubricant film does not form properly, friction tests are conducted under boundary lubrication conditions to promote wear. A cylinder-on-cylinder type tribometer is used to perform the friction tests with various normal load conditions. After the friction test, a 3D laser confocal microscope is used for quantifying the wear volume to calculate the wear rate of each specimen. Consequently, the DLC-coated specimen shows a lower coefficient of friction (COF) and wear rate than the specimen without the coating, while the Si-DLC coating shows a higher COF than the bare specimen. The results of this study are expected to contribute to improving the efficiency and reliability of compressors.

• 생물환경조절학회지
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• 제19권2호
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• pp.109-116
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• 2010

치콘은 저온처리된 chicory(Cichorium intybus L.) 뿌리에서 틔운 싹채소의 일종이다. 본 실험은 치콘의 저장성 향상을 위해 국내에 소개된 3가지 품종의 치커리의 적정 재배일수와 재배지역을 구명하기 위해 수행하였다. MA 저장중 치콘의 생체중 변화는 모든 처리구에서 0.5% 미만의 감소로 극히 적었는데, 재배 지역별로는 춘천에서 재배한 처리구가 평창 재배 처리구보다 높은 생체중 감소를 보였다. 품종별로는 재배 지역에 관계없이 Focus가 가장 큰 감소를 보였으며 재배기간이 짧을수록 생체중 감소가 컸다. 저장 중 포장재내 산소 농도는 최저 8%에서 최고 17%를 나타내었다. 품종이나 재배지역에 따른 차이에 뚜렷한 경향이나 유의성 있는 차이를 보이지는 않았으나, 100일 재배처리구에서 대체로 높은 산소 농도를 보였다. 저장 중 포장재내 이산화탄소의 농도는 대체로 3% 내외를 보였으며, 춘천과 평창 재배지역간 차이는 없었으며, 품종간에도 뚜렷한 경향은 없었다. 통계적 유의성을 없었으나, 산소농도와는 반대로 100일간 재배기간 처리가 가장 낮은 이산화탄소 농도를 보였다. 저장 중 포장재내 에틸렌 함량 변화도 처리간 차이에 일정한 경향 없이 $2\sim14{\mu}l{\cdot}l^{-1}$까지 변화폭이 매우 컸는데, 저장 최종일인 21일에 가까워 지면서 대체로 $8{\mu}l{\cdot}l^{-1}$ 내외의 수준을 보였다. 저장 중 외관상 품질은 대체로 12일이 지나면서 상품성 수준 이하로 저하되었는데, Metafora 품종의 품질저하가 가장 빨리 진행되었으며, Focus와 Vintor는 유사한 수준을 보였다. 재배 지역별로는 평창재배처리구가 대체로 품질 저하가 느리게 진행되었는데, 특히 Vintor 품종에서 뚜렷한 차이를 보였다. 재배 기간별로는 통계적 유의성은 뚜렷하지는 않았으나 100일과 110일 처리에서 가장 빠른 품질저하를 보였다. 치콘은 에틸렌 장해 증상인 적갈색 반점(russet spotting)은 저장 후기에 발생하였으며, 그 발생률은 춘천재배처구에서 높았다. 3가지 품종과 2재배지역 모두에서 재배일수가 증가할수록 경도가 증가하는 경향을 보였다. 이상의 결과를 종합하면 치콘 생산용 치커리는 강원도에서는 120일 이상의 재배하는 것이 저장성을 높일 수 있으며, 춘천과 같은 평탄지보다 평창과 같은 고랭지에서 생산하는 것이 저장성 향상에 도움이 될 것이라 생각된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권4호
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• pp.311-325
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• 2007

오늘날 중금속으로 오염된 토양의 위해도 평가 및 오염토양 복원을 위한 기술의 적용에 있어서 점차 중금속의 생물유효도(bioavailability)가 총함량보다 중요하게 생각되고 있다. 그 결과 많은 연구자들은 토양과 토양수 내의 생물에 유효한 중금속의 함량을 조사함과 더불어 이 유효도에 영향을 미치는 주요 토양환경인자를 연구하고 있다. 따라서 본 총설은 일반적으로 유효도 평가에 이용되는 기존의 여러 방법들을 비교평가하고 중금속 유효도의 중요성을 이에 영향을 미치는 토양 인자와 함께기술하였다. 현재까지 다양한 유효도 측정 방법이 개발되어 많은 연구에 적용되고 있는데, 이에는 화학적 침출 방법 (chemical based extraction)과 이온 선택성 전극 (ion selective electrode, ISE) 및 확산구배막(diffusive gradient in the thin film, DGT)을 이용한 중금속 화학종 분리방법 등을 들 수 있다. 그러나 이와 같이 개발된 다양한 기술이 유효도 측정에 있어서 괄목할 만한 성과를 내고 있음에도 아직 국제적으로 인증되고 있는 기술이 있는 것은 아니다. 게다가 토양 중 중금속의 유효도는 토양의 종류 및 특성 그리고 측정 대상인 중금속의 종류에 따라 매우 다양한 양상을 보여준다. 토양 중 중금속의 유효도 변화는 주로 토양과 토양수 사이에서 일어나는 이온교환 반응을 통한 중금속 흡착(adsorption)과 탈착(desorption)에 의하여 일어나며 이 반응은 토양 pH, 유기물, 토양수 중 유기탄소(dissolved organic carbon, DOC), 유기산(low-molecular weight organic acids, LMWOAs) 및 주요 양이온과 같은 토양환경인자의 변화에 영향을 받는다. 예를들어 토양 pH의 증가는 탈수소화(deprotonation) 작용을 통해서 토양표면의 중금속 흡착능력을 높여 결과적으로 유효도를 감소시킨다. 토양중 유기물은 중금속 유효도를 감소시킴과 동시에 유기탄소 및 유기산의 원천으로서 유효도를 증가시키기도 한다. 즉, 유기물은 주로 음으로 하전된 표면을 가지고 있어 중금속을 고상으로 흡착시켜 유효도를 감소시킨다. 반면에 유기물에서 녹아 나온 토양수중 유기탄소 및 유기산은 강한 킬레이트(chelate)로서 토양표면으로부터 중금속을 떨어져 나오게 하여 유효한 중금속 함량을 높여준다. 이와 같은 중금속 이온과 토양인자 사이의 상호반응은 토양의 종류 및 중금속의 종류에 따라 매우 다양하다.

• 생물환경조절학회지
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• 제19권1호
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• pp.49-54
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• 2010

여름철 강원도 고랭지 재배되는 착색단고추는 비상품과로 분류되는 생리장해과가 발생이 많은데, 본 실험은 이들 생리장해과의 신선편이 이용 가능성을 알아보고자 실시하였다. 착색단고추의 정상과와 배꼽썩음과 그리고 납작과를 수확하여 신선편이로 제조하여 수확 후 생리현상과 몇 가지 MAP 조건에서 저장성을 비교하였다. 저장전 이들 신선편이의 호흡률과 에틸렌 발생 률은 정상과와 생리장해과의 차이에 일정한 경향이 었으며 통계적 유의성도 나타나지 않았다. 이들 3가지의 형태의 과실의 신선편이를 두께 $25{\mu}m$와 $50{\mu}m$의 세라믹 필름으로 포장하여 $4^{\circ}C$와 $9^{\circ}C$ 그리고 상온에서 저장하였다. 저장중 생체중 감소는 모두 1.1% 이하로 과실형태로는 그 차이에 유의성이 없었으며 필름 두께가 얇을수록 저장 온도가 높을수록 컸다. 이들 포장재내 이산화탄소와 산소농도의 경우 품종과 과실형태별 차이에 유의성은 없었으며 저장온도별로 저온이었던 $4^{\circ}C$ 처리와 필름종류에서는 두께가 얇았던 $25{\mu}m$ 세라믹 필름포장처리에서 낮은 이산화탄소와 높은 산소 농도를 보였다. 저장기간 중 변화를 보면 $4^{\circ}C$ 저장은 9일 이후, $9^{\circ}C$ 저장은 6일 이후 포장재내 급격한 이산화탄소 농도 증가와 이와 동반된 산소 농도 감소나 나타났는데, 이 시점은 외관상 품질이 급격히 감소한 때와 일치하였다. 에틸렌 농도는 상온을 제 외한 모든 처리구에서 $7{\mu}L{\cdot}L^{-1}$ 이하를 보였는데 포장재 두께가 얇은 $25{\mu}m$ 세라믹 필름포장과 $4^{\circ}C$ 저장 처리구에서 낮게 유지되었으며 과실형태별로 유의성 있는 차이나 일정한 경향은 없었다. 저장 최종일에 외관상 품질은 3일간 저장하였던 상온에서 가장 크게 감소하였으며 처리간 차이에 유의성은 없었다, $9^{\circ}C$와 $4^{\circ}C$ 저장에서는 정상과에서 외관상 품질이 높게 유지되었으나 생리장해과와의 차이에 통계적 유의성은 없었다. 저장온도별로 9일간 저장한 $9^{\circ}C$에 비해 12일간 저장한 $4^{\circ}C$에서 높게 유지되었다. 이상의 결과를 종합하면, 착색단고추 과실의 형태 및 품질이 신선편이의 저장성에 큰 영향을 주지 않았으며 저온 장해가 있는 착색단고추 과실이지만 신선편이의 경우 $4^{\circ}C$의 저온이 보다 효과적인 것을 알 수 있었다.