• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07c
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• pp.1938-1940
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• 2003

본 연구는 요소 센서 제작을 위한 과정으로서, 전기화학적 방법을 이용한 다공질 실리콘 구조 형성과, PDV(Physical Vapor Deposition) 법에 의한 백금 박막 코팅 및 전기화학적 전도성 고분자 코팅과 urease 고정화 단계를 고찰하고 감도 특성을 제시 하였다. 전극 기질로서 B을 도우핑한 p-type 실리콘웨이퍼를 사용하였고, HF:$C_2H_5OH:H_2O$=1:2:1의 부피비를 갖는 에칭 용액에서 5분간 -7 $mA/cm^2$의 일정 전류를 가하여 폭 2 ${\mu}m$, 깊이 10 ${\mu}m$의 다공질 실리콘(PS) 충을 형성하였다. 그 위에 200 ${\AA}$의 Ti 층을 underlayer로서 증착하고, 2000 ${\AA}$의 Pt를 중착하여 PS/Pt 박막 전극을 제작하고, 전도성 고분자로서 polypyrrole (PPy), 또는 poly(3-mehylthiophene) (P3MT)을 전기화학적으로 코팅한 후, urease(EC 3.5.1.5, type III, Jack Bean, Sigma)를 고정화 하였다. 고정화 시 전해질 수용액의 pH는 7.4로 하여 urease표면이 음전하를 갖도록 하고, 전극에 0.6 V (vs. SCE(Saturated Calomel Electrode))의 일정 전압을 가함으로써 urease가 전도성 고분자 표면에 전기적으로 흡착되도록 하였다. 이상의 방법으로 제작한 요소 센서의 감도는 PPy와 P3MT를 전자 전달 매질로 사용한 경우, 각각 8.44 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$와 1.55 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$의 감도를 보였다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.25 no.1
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• pp.27-39
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• 1992

Several pyrophyllite deposits occur around the Milyang area where Cretaceous andesitic rocks and spatially related granitic rocks are widely distributed. Pyrophyllite ores consist mainly of pyrophyllite, and quartz with small amount of sericite, pyrite, dumortierite, and diaspore. The andesitic rocks and spatially related granitic rocks in this area suggest that they could be formed from the same series of a calc-alkaline magma series. The contents of $SiO_2$, $Al_2O_3$, LOI(loss on ignition) are enriched, and $K_2O$, $Na_2O$, CaO, MgO, $Fe_2O_3$ are depleted in altered andesitic rocks and ores. Enrichment of As, Cr, Sr, V, Sb and depletion of Ba, Cs, Ni, Rb, U, Y, Co, Sc, Zn are characteristic during mineralization. The pyrophyllite ores can be discriminated from the altered-and unaltered wall-rocks by an increasing of $(La/Lu)_{cn}$ from 4.18~22.13 to 8.98~55.05. In R-mode cluster analysis, Yb-Lu-Y, La-Ce-Hf-Th-U-Zr, $TiO_2-V-Al_2O_3$, Sm-Eu, $CaO-Na_2O-MnO$, Cu-Zn-Ag, $K_2O-Rb$ are closely correlated. In the discriminant analysis of multi-element data, $P_2O_5$, As, Cr and $Fe_2O_3$, Sr are helpful to identify the ores from the unaltered-and altered wall-rocks. In the factor analysis, the factors of alteration of andesitic rocks and ore mineralization were extracted. In the change of ions per unit volume, $SiO_2$, $Al^{3+}$ and LOI are enriched and $Na^+$, $K^+$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Mn^{2+}$ and $Fe^{3+}$ are depleted during the alteration processes. The Milyang and the Sungjin pyrophyllite deposits could be mineralized by hydrothermal alteration in a geochemical condition of low activity ratio of alkaline ions to hydrogen ion with reference to spatially related granitic rocks.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.175-175
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• 2016

Sn도금액은 강산에서는 $Sn^{2+}$, 강알칼리에서는 $Sn^{4+}$석출이 안정하다. 중성영역은 도금액에 $Sn^{2+}$침전을 방지하기 위하여 착화제가 필요하다. 기록에 남아 있는 가장 오래된 Sn도금은 1856년 Gore가 4가의 주석산염을 사용한 알칼리성용액이다. 그 후 50~60년 사이에 2가의 염화주석($SnCl_2$)과 KOH에 Cyan 등의 착화제를 첨가한 도금액이 발표되었다. 최초의 실용적인 알칼리주석용액은 1931년 Oplinger의 4가 주석산 염으로서, $CH_3COONa$를 완충제로 사용하였고, $Sn^{2+}$을 산화시키기 위하여 과산화물이나 과 붕산염을 첨가하였다. 알칼리성 Sn용액은 Natrium용액과 Kalium용액이 있지만, Kalium염이 용해성이 좋고, Sn농도를 높여 전류밀도를 높일 수 있다. 알칼리성용액은 도금속도가 산성용액의 1/2로 되고, 음극효율도 80~90% 정도 낮아, 두꺼운 피막이나 생산성을 중시하는 부품에는 적합하지 않다. 초기의 산성용액은 Sn의 정련목적으로 사용되었고, Pb정련에 사용된 Fluor규산용액에 Gelatine을 첨가하였다. Mathers는 Cresol산을 첨가하여 미량의 Cresol포화용액을 사용하여 고속으로 두껍게 석출시킬 수 있었다. 독일의 Schloetter도 다양한 방향족 술폰산으로써 반 광택피막을 실현하였다. 산성Sn도금액은 첨가제에 어떠한 유기화합물을 사용하는가는 도금장치나 석출상태로써 결정할 수 있다. Hothersall과 Bradshaw는 Cresol술폰산을 첨가하여 도금액 안정성 향상을 발견했다. Cresol술폰산은 $Sn^{2+}$의 안정제이며, Gelatine은 분산제기능을 한다. 붕 불화용액은 Sn농도를 높일 수 있고, $2{\sim}12A/dm^2$의 고 전류밀도의 도금이 가능하다. 1937년 Schloetter가 개발하여 미국의 제철회사에서 사용되었다. Sn-Ni도금은 Ni도금보다도 뛰어난 내식성이 있기 때문에 자전거, 자동차부품에 사용되고 있다. 실용도금액은 1951년 Parkinson이 발표한 HBF/HCL용액이다. $SnCl_2$산성용액에서 표준전위는 -0.136V인데 비하여, Ni이온의 표준전위는 -0.25V이다. HF용액에서는 불화물이온이 $Sn^{2+}$의 석출전위를 (-)방향으로 이동시켜서 합금석출이 가능하다. Sn-Co도금은 Cr도금의 색조에 가깝고, 장식목적으로 사용된다. Cr도금 대체용으로 사용된다. 내마모성이나 내식성은 Cr도금보다도 떨어지기 때문에 장식목적에 한정된다. 1953년 Parkinson은 Sn-Ni도금연구에서 동일한 용액조성으로부터 Co 30%를 석출시켰다. Sn-Zn도금은 방식도금으로서 자동차부품에 많이 사용되고 있다. Sn과 Zn의 표준전위는 서로 멀리 떨어져 있기 때문에 산성용액에서는 공석될 수 없다. 1980년대에 들면서, 방식Cd(Cadmium)도금의 독성 때문에 Sn-Zn도금을 재인식 하게 되었다. 1957년 Vaid 등이 No Cyan도금액을 발표했다. 그 후 러시아의 연구자가 안정한 도금액을 연구하였고, Srivastava와 Muckergee가 1976년에 종합하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.5-5
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• 2011

The research and development of hybrid electric vehicle (HEV), plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) and electric vehicle (EV) are intensified due to the energy crisis and environmental concerns. In order to meet the challenging requirements of powering HEV, PHEV and EV, the current lithium battery technology needs to be significantly improved in terms of the cost, safety, power and energy density, as well as the calendar and cycle life. One new technology being developed is the utilization of composite cathode by mixing two different types of insertion compounds [e.g., spinel $LiMn_2O_4$ and layered $LiMO_2$ (M=Ni, Co, and Mn)]. Recently, some studies on mixing two different types of cathode materials to make a composite cathode have been reported, which were aimed at reducing cost and improving self-discharge. Numata et al. reported that when stored in a sealed can together with electrolyte at $80^{\circ}C$ for 10 days, the concentrations of both HF and $Mn^{2+}$ were lower in the can containing $LiMn_2O_4$ blended with $LiNi_{0.8}Co_{0.2}O_2$ than that containing $LiMn_2O_4$ only. That reports clearly showed that this blending technique can prevent the decline in capacity caused by cycling or storage at elevated temperatures. However, not much work has been reported on the charge-discharge characteristics and related structural phase transitions for these composite cathodes. In this presentation, we will report our in situ x-ray diffraction studies on this mixed composite cathode material during charge-discharge cycling. The mixed cathodes were incorporated into in situ XRD cells with a Li foil anode, a Celgard separator, and a 1M $LiPF_6$ electrolyte in a 1 : 1 EC : DMC solvent (LP 30 from EM Industries, Inc.). For in situ XRD cell, Mylar windows were used as has been described in detail elsewhere. All of these in situ XRD spectra were collected on beam line X18A at National Synchrotron Light Source (NSLS) at Brookhaven National Laboratory using two different detectors. One is a conventional scintillation detector with data collection at 0.02 degree in two theta angle for each step. The other is a wide angle position sensitive detector (PSD). The wavelengths used were 1.1950 ${\AA}$ for the scintillation detector and 0.9999 A for the PSD. The newly installed PSD at beam line X18A of NSLS can collect XRD patterns as short as a few minutes covering $90^{\circ}$ of two theta angles simultaneously with good signal to noise ratio. It significantly reduced the data collection time for each scan, giving us a great advantage in studying the phase transition in real time. The two theta angles of all the XRD spectra presented in this paper have been recalculated and converted to corresponding angles for ${\lambda}=1.54\;{\AA}$, which is the wavelength of conventional x-ray tube source with Cu-$k{\alpha}$ radiation, for easy comparison with data in other literatures. The structural changes of the composite cathode made by mixing spinel $LiMn_2O_4$ and layered $Li-Ni_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ in 1 : 1 wt% in both Li-half and Li-ion cells during charge/discharge are studied by in situ XRD. During the first charge up to ~5.2 V vs. $Li/Li^+$, the in situ XRD spectra for the composite cathode in the Li-half cell track the structural changes of each component. At the early stage of charge, the lithium extraction takes place in the $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ component only. When the cell voltage reaches at ~4.0 V vs. $Li/Li^+$, lithium extraction from the spinel $LiMn_2O_4$ component starts and becomes the major contributor for the cell capacity due to the higher rate capability of $LiMn_2O_4$. When the voltage passed 4.3 V, the major structural changes are from the $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ component, while the $LiMn_2O_4$ component is almost unchanged. In the Li-ion cell using a MCMB anode and a composite cathode cycled between 2.5 V and 4.2 V, the structural changes are dominated by the spinel $LiMn_2O_4$ component, with much less changes in the layered $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ component, comparing with the Li-half cell results. These results give us valuable information about the structural changes relating to the contributions of each individual component to the cell capacity at certain charge/discharge state, which are helpful in designing and optimizing the composite cathode using spinel- and layered-type materials for Li-ion battery research. More detailed discussion will be presented at the meeting.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.23 no.1
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• pp.176-181
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• 2009

In this work, a new type of DSCs based on nanoporous FTO structure is being developed for research aimed at low-cost high-efficiency solar cell application. The nanoporous FTO materials have been prepared through the sol-gel combustion method followed by thermal treatment at $450{\sim}850[^{\circ}C]$. The properties of the nanoporous FTO materials were investigated by IR spectra, BET and TEM analyses, and the photovoltaic performance of the prepared DSCs were examined. It can be seen from the result that the nanoporous FTO exhibited good transparent conductive properties, well suited for DSCs application.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.18 no.3
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• pp.244-249
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• 2007

The present work considers the concept of enzymatic photoelectrochemical generation of hydrogen through water splitting using a Xe lamp as a source of light. A solar cell was applied to the system in order to shift the level of electrochemical energy of the system, resulting in the rate of hydrogen production at $43\;{\mu}mol/(cm^2{\times}hr)$ in cathodic compartment with an anodized tubular $TiO_2$ electrode(ATTE, $5^{\circ}C$/1hr in 0.5 wt% HF-$650^{\circ}C$/5hr). The trend of the rate of hydrogen production, for the ATTEs with different annealing temperature from $350^{\circ}C$ to $850^{\circ}C$, fairly well coincided with the photoelectrical properties measured by potentiostat. The actual chemical bias through imposition of two electrolytes of different pHs between anode(13.68) and cathode(7.5) was 0.24eV.

• Journal of Dental Rehabilitation and Applied Science
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• v.22 no.4
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• pp.349-365
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• 2006

State of problem : A number of investigation about increase of surface area via various surface treatments and modification of surface constituent have been carried out. Purpose : The surface characteristics and stability of implants treated with anodic oxidation, fluoride ion incorporation, and groups treated with both methods were evaluated. Material and method : Specimens were divided into six groups, group 1 was the control group with machined surface implants, groups 2 and 3 were anodic oxidized implants (group 2 was treated with 1M $H_2SO_4$ and 185V, group 3 was treated with 0.25M $H_2SO_4$ and $H_3PO_4$ and 300V). Groups 4, 5 and 6 were treated with fluoride. Group 4 was machined implants treated with 0.1% HF, and groups 5 and 6 were groups 2 and 3 treated with 10% NaF respectively. Using variable methods, implant surface characteristics were observed, and the implant stability was evaluated on rabbit tibia at 0, 4, 8 and 12 weeks. Result : 1. In comparison of the surface characteristics of anodic oxidized groups, group 2 displayed delicate and uniform oxidation layer with small pore size containing Ti, C, O and showed mainly rutile, but group 3 displayed large pore size and irregular oxidation layer with many crators. 2. In comparison of the surface characteristics of fluoride treated groups 4, 5, 6 and non-fluoride treated groups 1, 2, 3, the configurations were similar but the fluoride treated groups displayed rougher surfaces and composition analysis revealed fluoride in groups 4, 5, 6. 3. The fluoride incorporated anodic oxidized groups showed the highest resonance frequency values and removal torque values, and the values decreased in the order of anodic oxidized groups, fluoride treated group, control group. 4. According to implant stability tests, group 2 and 3 showed significantly higher values than the control group (P<.05). The fluoride treated groups showed relatively higher values than the non fluoride treated groups and there were significant difference between group 4 and group 1 (P<.05). Conclusion : From the results above, it can be considered that the anodic oxidation method is an effective method to increase initial bone stability and osseointegration and fluoride containing implant surfaces enhance new bone formation. Implants containing both of these methods should increase osseointegration, and reduce the healing period.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.5 no.5
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• pp.21-29
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• 1996

A piezoresistive silicon acceleration sensor with 8 beams, utilized by an unique silicon micromachining technique using porous silicon etching method which was fabricated on the selectively diffused (111)-oriented $n/n^{+}/n$ silicon subtrates. The width, length, and thickness of the beam was $100\;{\mu}m$, $500\;{\mu}m$, and $7\;{\mu}m$, respectively, and the diameter of the mass paddle (the region suspended by the eight beams) was 1.4 mm. The seismic mass on the mass paddle was formed about 2 mg so as to measure accelerations of the range of 50g for automotive applications. For the formation of the mass, the solder mass was loaded on the mass paddle by dispensing Pb/Sn/Ag solder paste. After the solder paste is deposited, Heat treatment was carried out on the 3-zone reflow equipment. The decay time of the output signal to impulse excitation of the fabricated sensor was observed for approximately 30 ms. The sensitivity measured through summing circuit was 2.9 mV/g and the nonlinearity of the sensor was less than 2% of the full scale output. The output deviation of each bridge was ${\pm}4%$. The cross-axis sensitivity was within 4% and the resonant frequency was found to be 2.15 KHz from the FEM simulation results.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.181.1-181.1
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• 2015

용액 공정을 이용한 Resistive random access memory (ReRAM)은 간단한 공정 과정, 대면적화, 저렴한 가격 등의 장점으로 인해 큰 관심을 받고 있으며, HfOx, TiOx, AlOx 등의 산화물이 ReRAM 절연 막으로 주로 연구되고 있다. 더 나아가 최근에는 organic 물질을 메모리 소자로 사용한 연구가 보고되고 있다. 이는 경제적이며, wearable 또는 flexible system에 적용이 용이하다. 그럼에도 불구하고, organic 물질을 갖는 메모리 소자는 기존의 산화물 소자에 비해 열에 취약하며 전기적인 특성과 신뢰성이 우수하지 못하다는 단점을 가지고 있다. 이를 위한 방안으로 본 연구에서는 AlOx - polymethylmethacrylate (PMMA) blended thin film ReRAM을 제안하였다. 이는 organic물질의 전기적 특성을 개선시킬 뿐 아니라, inorganic 물질을 wearable 소자에 적용했을 때 발생하는 crack과 같은 기계적 물리적 결함을 해결할 수 있는 새로운 방법이다. 먼저, P-type Si 위에 습식산화를 통하여 SiO2 300 nm 성장시킨 기판을 사용하여 electron beam evaporation으로 10 nm의 Ti, 100 nm의 Pt 층을 차례로 증착하였다. 그리고 PMMA 용액과 AlOx 용액을 초음파를 이용하여 혼합한 뒤, 이 용액을 Pt 하부 전극 상에서 spin coating방법으로 1000 rpm 10초, 5000 rpm 30초의 조건으로 증착하였다. Solvent 및 불순물 제거를 위하여 150, 180, $210^{\circ}C$의 온도로 30 분 동안 열처리를 진행하였고, shadow mask를 이용하여 상부 전극인 Ti를 sputtering 방식으로 100 nm 증착하였다. 150, 180, $210^{\circ}C$로 각각 열처리한 AlOx - PMMA blended ReRAM의 전기적 특성은 HP 4156B semiconductor parameter analyzer를 이용하여 측정하였다. 측정 결과 제작된 소자 전부에서 2 V이하의 낮은 동작전압, 안정된 DC endurance (>150cycles), 102 이상의 높은 on/off ratio를 확인하였고, 그 중 $180^{\circ}C$에서 열처리한 ReRAM은 더 높은 on/off ratio를 갖는 것을 확인하였다. 결론적으로 baking 온도를 최적화하였으며 AlOx - PMMA blended film ReRAM의 우수한 메모리 특성을 확인하였다. AlOx-PMMA blended film ReRAM은 organic과 inorganic의 장점을 갖는 wearable 및 system용 비휘발성 메모리소자에 적용이 가능한 경제적인 기술로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.257-257
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• 2016

최근에 메모리의 초고속화, 고집적화 및 초절전화가 요구되면서 resistive random access memory (ReRAM), ferroelectric RAM (FeRAM), phase change RAM (PRAM)등과 같은 차세대 메모리 기술이 활발히 연구되고 있다. 다양한 메모리 중에서 특히 resistive random access memory (ReRAM)는 빠른 동작 속도, 낮은 동작 전압, 대용량화와 비휘발성 등의 장점을 가진다. ReRAM 소자는 절연막의 저항 스위칭(resistance switching) 현상을 이용하여 동작하기 때문에 SiOx, AlOx, TaOx, ZrOx, NiOx, TiOx, 그리고 HfOx 등과 같은 금속 산화물에 대한 연구들이 활발하게 이루어지고 있다. 이와 같이 다양한 산화물 중에서 AlOx는 ReRAM의 절연막으로 적용되었을 때, 우수한 저항변화특성과 안정성을 가진다. 하지만, AlOx 박막을 형성하기 위하여 기존에 많이 사용되어지던 PVD (physical vapour deposition) 또는 CVD (chemical vapour deposition) 방법에서는 두께가 균일하고 막질이 우수한 박막을 얻을 수 있지만 고가의 진공장비 사용 및 대면적 공정이 곤란하다는 문제점이 있다. 한편, 용액 공정 방법은 공정과정이 간단하여 경제적이고 대면적화가 가능하며 저온에서 공정이 이루어지는 장점으로 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 sputtering 방법과 용액 공정 방법으로 형성한 AlOx 기반의 ReRAM에서 메모리 특성을 비교 및 평가하였다. 먼저, p-type Si 기판 위에 습식산화를 통하여 SiO2 300 nm를 성장시킨 후, electron beam evaporation으로 하부 전극을 형성하기 위하여 Ti와 Pt를 각각 10 nm와 100 nm의 두께로 증착하였다. 이후, 제작된 AlOx 용액을 spin coating 방법으로 1000 rpm 10 초, 6000 rpm 30 초의 조건으로 증착하였다. Solvent 및 불순물 제거를 위하여 $180^{\circ}C$의 온도에서 10 분 동안 열처리를 진행하였고, 상부 전극을 형성하기 위해 shadow mask를 이용하여 각각 50 nm, 100 nm 두께의 Ti와 Al을 electron beam evaporation 방법으로 증착하였다. 측정 결과, 용액 공정 방법으로 형성한 AlOx 기반의 ReRAM에서는 기존의 sputtering 방법으로 제작된 ReRAM에 비해서 저항 분포가 균일하지는 않았지만, 103 cycle 이상의 우수한 endurance 특성을 나타냈다. 또한, 1 V 내외로 동작 전압이 낮았으며 104 초 동안의 retention 측정에서도 메모리 특성이 일정하게 유지되었다. 결론적으로, 간단한 용액 공정 방법은 ReRAM 소자 제작에 많이 이용될 것으로 기대된다.