일반적으로 태양전지 및 반도체 공정에서 불순물 주입 과정인 도핑(Doping)공정은 크게 몇 가지 방법으로 구분해 볼 수 있다. 소성로(Furnace)를 이용하여 열을 통해 불순물을 웨이퍼 내부로 확산시키는 열확산 방법과 진공 챔버 내부에서 전자기장을 걸어 이온을 극도로 가속시켜 진행하는 이온 주입(Ion implantation)이나 이온 샤워(Ion shower)를 이용한 도핑 방법이 있다. 또한 최근 자외영역 파장의 레이저광을 조사하여 광화학 반응에 의해 도펀트 물질를 분해하는 동시에 조사 부분을 용해하여 불순물을 도포하는 기법인 레이져 도핑(Laser doping) 방법이 개발중이다. 그러나 레이져나 이온 도핑 공정기술은 고가의 복잡한 장비가 필요하여 매출 수익성 및 대량생산에 비효율적이며 이온 주입에 의한 박막의 손상을 치료하기 위한 후속 어닐링(Post-annealing) 과정이 요구되는 단점을 가지고 있고 열확산 도핑 방법은 정량적인 불순물 주입 제어가 어렵고 시간 대비 생산량의 한계가 있다. 반면 대기압 플라즈마로 도핑을 할 경우 기존에 진공개념을 벗어나 공정상에서 보다 저가의 생산을 가능케 할 뿐아니라 멀티 플라즈마 소스 개발로 이어진다면 시간적인 측면에서도 단연 단축시킬 수가 있어 보다 대량 생산 공정에 효과적이다. 따라서 본 연구에서는 새로운 도핑 방법인 대기압 플라즈마를 이용한 도핑 공정기술의 가능성을 제안하고자 도핑 공정 시 웨이퍼 내 전류 패스(Current path)에 대한 메카니즘을 연구하였다. 대기압 플라즈마 방전 시 전류가 웨이퍼 내부에 흐를 때 발생되는 열을 이용하여 도핑이 되는 형식이란 점을 가정하고 이 점에 대한 원리를 증명하고자 실험을 진행하였다. 실험 방식은 그라운드(Ground) 내 웨이퍼의 위치와 웨이퍼 내 방전 위치에 따라 적외선 화상(IR image: Infrared image) 화상을 서로 비교하였다. 적외선 화상은 실험 조건에 따라 화상 내 고온의 표식이 상이하게 변하는 경향성을 나타내었다. 이 고온의 표식이 전류 패스라는 점을 증명하고자 시뮬레이션을 통해 자기장의 전산모사를 한 결과 전류 패스의 수직 방향으로 자기장이 형성이 됨을 확인하였으며 이는 즉 웨이퍼 내부 전류 패스에 따라 도핑이 된다는 사실을 명백히 말해주는 것이며 전류 패스 제어의 가능성과 이에 따라 SE(Selective Emitter) 공정 분야 응용 가능성을 보여준다.
In order to enhance the greenness in the strain-hardening composites and to reduce the high cost of typical polyvinyl alcohol fiber reinforced engineered cementitious composite (PVA-ECC), an affordable strain-hardening composite with green binder content has been proposed. For optimizing the strain-hardening behavior of cementitious composites, this paper investigates the effects of polypropylene fibers on the first cracking strength, fracture properties, and micromechanical parameters of cementitious composites. For this purpose, digital image correlation (DIC) technique was utilized to monitor crack propagation. In addition, to have an in-depth understanding of fiber/matrix interaction, scanning electron microscope (SEM) analysis was used. To understand the effect of fibers on the strain hardening behavior of cementitious composites, ten mixes were designed with the variables of fiber length and volume. To investigate the micromechanical parameters from fracture tests on notched beam specimens, a novel technique has been suggested. In this regard, mechanical and fracture tests were carried out, and the results have been discussed utilizing both fracture and micromechanical concepts. This study shows that the fiber length and volume have optimal values; therefore, using fibers without considering the optimal values has negative effects on the strain-hardening behavior of cementitious composites.
Recently, the river sands are in short supply. Gathering sea-sand will be faced with difficulty. Alternative aggregates for concrete are estimated by many researchers. The aggregates are blast furnace slag, steel slag, copper slag, ferro-nickel slag and recycled aggregate and etc. Nevertheless steel slag has been limited in practical use due to its expansibility which is occurred reaction with water and free CaO in slag. Most recently stable management method is to minimize the expansibility researched and developed. First of all, slump, air content, compressive strength and flexural strength are measured in concrete. An estimate is made of the segregation of concrete containing atomized steel slag by Image Analyser program.
The Ga2O3 single crystal was grown through a floating zone method, and its structural and optical properties were instigated. It has a monoclinic crystal structure with a (100) crystal orientation and an optical band gap energy of 4.6 eV. It showed an average transmittance of 70% in the visible region. At room temperature, its photoluminescent spectrum showed three different peaks: the ultraviolet at 360 nm, the blue-green at 500 nm, and the red peaks at 700 nm. Especially, at liquid nitrogen temperature, the ultraviolet peak was optically active while the others were quenched.
Twelve mortars were mixed and tested to explore the effect of gypsum on the compressive strength development and shrinkage strain of alkali-activated mortars. Powder typed sodium silicate and ground granulated blast-furnace slag were employed as alkaline activator and source material, respectively, to produce cementless mortar. The main variables investigated were alkali quality coefficient combining the concentration of activator and main compositions in source material, and the adding amount of gypsum ranged between 1 and 5% with respect to the weight of binder. Initial flow, compressive strength development, modulus of rupture, and shrinkage strain behavior of mortar specimens were measured. In addition, the hydration production of alkali-activated pastes with gypsum was traced using X-ray diffraction and energy-dispersive X-ray analysis combined with scanning electron microscope image. Test results showed that the initial flow of slag-based alkali-activated mortar was little influenced by the adding amount of gypsum. On the other hand, the effect of gypsum on the compressive strength of mortar specimens was dependent on the alkali quality coefficient, indicating that the compressive strength increased with the increase of the adding amount of gypsum until a certain limit, beyond which the strength decreased slowly. Shrinkage strain of mortar tested was little influenced by the adding amount of gypsum because no ettringite as hydration product was generated. However, the adding of gypsum had a beneficial effect on reducing the microcrack in the alkali-activated mortar.
본 논문에서는 품질확보를 위하여 혼합골재 입도분포를 적용한 부순모래 숏크리트에 플라이애시, 고로슬래그 미분말, 메타카올린, 실리카퓸을 종류 및 혼입률에 변동을 주어 혼입하여 숏크리트의 기초특성과 내구특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 또한 각 혼화재료의 주요 혼입률을 선정하고 실제 숏팅을 실시 하여 숏팅 전 후의 기초특성과 내구특성을 분석하였다. 실내실험 결과 광물성 혼화재료 혼입률이 증가할수록 압축강도가 증가하는 경향을 보였다. 특히 메타카올린을 혼입한 경우 가장 우수한 강도 증진효과를 보였으며, 숏팅 후 압축강도 역시 코어링에 의한 강도감소 현상을 감안하여도 강도 발현이 우수한 혼화재료로 판단된다. 염소이온 침투저항성 시험과 황산저항성 시험 결과 광물성 혼화재료 혼입은 염소이온과 황산에 대한 저항성이 증진되는 경향을 보인다. 화상분석을 통한 공극구조 분석 결과 공기연행제를 사용하지 않아 소요의 간격계수와 비표면적을 얻는데 실패하였으며, 향후 공기연행제의 도입 후 실험이 진행될 필요성을 보이고 있다.
Furnace and laser is currently the most important doping process. However furnace is typically difficult appling for selective emitters. Laser requires an expensive equipment and induces a structural damage due to high temperature using laser. This study has developed a new atmospheric pressure plasma source and research atmospheric pressure plasma doping. Atmospheric pressure plasma source injected Ar gas is applied a low frequency (a few 10 kHz) and discharged the plasma. We used P type silicon wafers of solar cell. We set the doping parameter that plasma treatment time was 6s and 30s, and the current of making the plasma is 70 mA and 120 mA. As result of experiment, prolonged plasma process time and highly plasma current occur deeper doping depth and improve sheet resistance. We investigated doping profile of phosphorus paste by SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy) and obtained the sheet resistance using generally formula. Additionally, grasped the wafer surface image with SEM (Scanning Electron Microscopy) to investigate surface damage of doped wafer. Therefore we confirm the possibility making the selective emitter of solar cell applied atmospheric pressure plasma doping with phosphorus paste.
High purity silicon can be obtained from Al-Si alloys by a combination of solvent refining and centrifugation. Silicon purification by crystallization of silicon from an Al-Si alloy melt was carried out using 2N and 4N purity aluminum and 2N purity silicon as raw materials. The effect of the purity of raw materials on the final silicon ingot purity by centrifugation was investigated for an Al-50 wt% Si alloy. Alloys were melted using an electrical resistance furnace, and then poured into a centrifuging apparatus. A silicon lump like foam was obtained after centrifugation and was leached by an acid in order to get pure silicon flakes. Then silicon flakes were melted to make a silicon ingot using an induction furnace. The purities of the silicon flakes and silicon ingot were enhanced significantly compared to those of the raw materials of silicon and aluminum. The silicon ingot made of 4N aluminum and 2N silicon showed the lowest impurities.
최근 국내에서는 콘크리트의 내구성능을 향상시키기 위해서 많은 연구결과들이 발표되고 있는데 특히 염화물의 확산특성과 기공율 및 기공크기의 분포와 연관하여 분석한 논문들이 많아지는 추세이다. 이때 미세구조를 분석하기 위한 방법은 수은 압입법, 가스 흡착법, 화상분석법 등이 있는데, 콘크리트 분야에서 일반적으로 많이 사용되고 있는 방법은 수은 압입법이다. 본 연구는 시멘트계 재료의 미세공극 구조를 파악하기 위해서 널리 사용되고 있는 MIP 장비를 이용하여 혼합 시멘트 페이스트와 혼합콘크리트에 대하여 공극율과 공극크기분포를 측정한 결과를 분석한 것이다. 시멘트량 $300kg/m^3$을 기준으로 W/C 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%와 고로 슬래그 미분말 60%를 치환하고 W/C 35%, 45%, 55% 및 플라이애시 30%치환하고 W/C 35%, 45%, 55% 인 시멘트 페이스트 시편에 대해서 MIP를 사용하여 3일, 7일, 28일의 공극율과 공극크기분포 등의 변화를 관찰하였으며, 장기간 수중 양생한 일반 OPC 콘크리트와 고로슬래그 미분말 60%를 치환한 혼합 콘크리트에 대해서는 W/C 40%, 45%, 50%, 그리고 결합재량은 $300kg/m^3$, $350kg/m^3$, $400kg/m^3$, $450kg/m^3$로 변화시킨 시편에 대해 MIP를 사용하여 미세구조를 분석하였다.
본 연구의 목적은 전통적인 소결 방법과 마이크로 웨이브 소결 방법에 의해 제작된 지르코니아 코아의 내부 및 변연 적합도를 알아보는 것이다. 본 실험은 기존의 소결로를 이용하는 $3M^{(R)}$의 Lava(LAV), $Kavo^{(R)}$사의 Everest(EVE), $Cerasys^{(R)}$ CAD/CAM 시스템(CER)과 마이크로웨이브 소결로를 이용하는 Dent. $solution^{(R)}$사의 CAD/CAM 시스템(DEN)에서 시스템별로 12개씩의 코아를 제작하고 실리콘 접착제를 이용하여 금속 다이에 부착시켰다. $Skyscan^{(R)}$ 1076 미세 단층 촬영기를 이용해 각각의 시편을 촬영한 후 재구성하였다. 각 시편에 대해 B-L상, M-D상 절단면 및 치아 장축에 대한 횡단면을 구해내고 각각의 단면에 대해 변연 간격, 축면 간격, 교합면 간격을 측정하였다. 실험에 대한 결과는 다음과 같다. 1. 변연 간격은 EVE가 $36.20{\mu}m$로 가장 작았고, LAV는 $47.67{\mu}m$, DEN는 $52.47{\mu}m$, CER은 $54.63{\mu}m$를 나타내었다. 2. 축면 간격은 EVE가 $63.49{\mu}m$로 가장 큰 값을 나타내었으나 네군간에는 유의차는 없었다. 3. 교합면 간격은 DEN이 $77.06{\mu}m$으로 가장 작은 값을 나타내었으며, EVE와 CER은 $100{\mu}m$를 넘는 값으로 다른 두군과 유의차를 보였다. 본 연구에서 마이크로웨이브 소결을 통해 제작된 CAD/CAM 지르코니아 코아는 임상적으로 허용할 만한 변연 간격 및 축면 간격, 교합면 간격을 보여 주었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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