• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.355.2-355.2
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• 2014

Zirconium nitride (ZrN)는 높은 열적, 화학적 특성과 우수한 기계적 강도, 낮은 전기 저항성 때문에 절삭공구, 의료용품 등으로 널리 사용된다. 특히 물리증착법 (PVD)으로 증착 할 경우 실제 hardness보다 높은 특성을 가지고 내마모성과 고온에서 hardness가 우수한 것으로 알려져 있다. 본 실험에서는 물리증착법 중 하나인 rf magnetron sputter를 사용하여 질소 유량에 따른 zirconium nitride 박막을 증착하였다. 그 후, $600^{\circ}C$, N2 분위기에서 후열처리를 진행하였고, 후열처리에 따른 박막의 nano-electrotribology 특성 변화를 관찰하기 위해 nano-indenter를 사용하였다. 측정결과, 질소 유량이 0, 0.5, 5 sccm으로 변함에 따라 증착된 박막의 hardness는 18.62, 15.64, 13.58 GPa로 각각 감소되었으며, elastic moduls도 210.43, 185.15, 171.52 GPa로 감소하였다. 이는 증착 과정에서 과포화된 N2 가 후열처리 과정에서 빠져 나오는 것으로 알 수 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.355.1-355.1
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• 2014

Zirconium nitride (ZrN)는 높은 녹는점과 기계적 강도 그리고 내식성을 가져 부품 산업계에서 hard coating에 이용된다. 또한 금속과 같은 전기 전도성을 가지므로 초고집적소자의 확산방지막에 이르기까지 많은 응용이 되고 있다. 본 실험에서는 Si 기판 위에rf magnetron sputter를 사용하여 Zr박막을 증착 하였으며 질소 유량을 변화시키며 Zirconium nitride 박막을 증착하였다. 증착된 박막의 질소 유량변화에 따른 nano-electrotribology 특성변화를 관찰하기 위해 nano-indenter를 사용하였다. 또한 Weibull statistics을 사용하여 박막의 균일성을 검증하였다. 질소 유량이 각각 0, 0.5, 5 sccm으로 증가하는 동안 surface hardness는 12.37, 10.49, 12.14 GPa로 변화하였다. 이때, 박막의 elastic modulus는 175.27, 163.94, 172.18 GPa로 각각 변화하였다. 이러한 결과는 질소 유량에 따라zirconium nitride가 여러 상으로 생성되는 것으로 해석할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.133-133
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• 2011

최근 연구중인 소자들의 크기가 점차 나노 크기를 가짐에 따라서 나노 영역에 대한 물성 분석 연구의 필요성이 대두되고 있다. 특히 나노 크기를 가지는 소자에 대한 기계적 특성은 기존의 마이크로 이상의 소자와는 다른 특성을 보이는 것으로 보고되고 있다. 그러나 이러한 나노 크기에 대한 연구에서 대부분을 차지하는 분광학적, 전기적 방법은 측정 영역 한계와 일정 깊이에 대한 평균적인 정보를 제공하게 된다. 본 연구에서는 나노트라이볼로지 분석의 대표적인 Nano-indenter와 Scanning Probe Microscopy(SPM) 분석을 통하여 박막의 수 혹은 수십 나노 미만의 영역과 깊이에 대한 기계적 물성을 연구하였고, 이를 기반으로 수십 나노 이하 두께를 가지는 W-N 확산박지막에 대한 연구를 실시하였다. 연구 결과에 의하면, 박막의 표면 hardness는 박막의 두께가 감소함에 따라서 4.19 GPa에서 3.51 GPa로 감소하였고, Weibull modulus를 통한 박막의 균일도는 2.75에서 7.91로 급격히 증가하는 현상을 나타내었다. 또한 SPM의 Kelvin probe force microscopy (KPFM), Force modulation microscopy (FMM) mode를 활용하여 표면에서의 Nitrogen 흡착에 의한 영상, 전기적 및 표면 탄성에 대한 연구를 실시하였다.

• Design & Manufacturing
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• v.2 no.2
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• pp.38-42
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• 2008

This study is performed for investigating the effects of shearing characteristics in fine blanking, such as camber, burr-height and dimensional accuracy, etc by experiments. Conventional hydraulic press equipped with specially designed hydraulic unit is used for experiments. Cold rolled steel sheet(3.0mm) materials which got properties, 2212.39kgf of maximum, $29.490kgf/mm^2$ of stress and 41.33% of strain were used. it can be concluded that the center distance of vee indenter ring can be obtained 2.0mm in SPCC 3.0t.

• Transactions of Materials Processing
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• v.12 no.4
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• pp.382-387
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• 2003

In this study, to achieve the optimal conditions for mechanical hyper-fine pattern fabrication process, deformation behaviors of the materials during indentation were studied with numerical method by ABAQUS S/W. Brittle materials (Si, Pyrex glass 7740) were used as specimens, and forming conditions to reduce the elastic recovery and pile-up were proposed. The indenter was modeled a rigid surface. Minimum mesh sizes of specimens are 1-10nm. Comparisons between the experimental data and numerical result demonstrated that the finite element approach is capable of reproducing the loading-unloading behavior of a nanoindentation test.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.21 no.3
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• pp.139-146
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• 2004

In this study, to achieve the optimal conditions for mechanical hyper-fine pattern fabrication process, deformation behavior of the materials during indentation scratch test was studied with numerical method by ABAQUS S/W. Brittle materials (Si, Pyrex glass 7740) were used as specimens, and forming conditions to reduce the elastic recovery and pile-up were proposed. The indenter was modeled as a rigid surface. Minimum mesh sizes of specimens are 1-l0nm. Variables of the nanoindentation scratch test analysis are scratching speed, scratching load, tip radius and tip geometry. The nano-indentation scratch tests were performed by using the Berkovich pyramidal diamond indenter. Comparison between the experimental data and numerical result demonstrated that the FEM approach can be a good model of the nanoindentation scratch test. The result of the investigation will be applied to the fabrication of the hyper-fine pattern.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.4-4
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• 2010

박막의 물성을 분석하는 방법에는 광학을 이용한 분광학 분석법과 나노크기의 tip을 이용한 나노트라이볼로지 분석법이 대표적이라 할 수 있다. 분광학 분석법에는 주로 X-ray 회절분석, Raman 분광기, IR 분광기 등등이 가장 대표적으로 사용되어지는 분석 장치들이다. 이러한 분광학 분석은 광학을 시료에 조사하여 이로부터 획득되는 강도(intensity)를 분석하는 방법으로 간접적인 분석이라 할 수 있다. 이에 반하여 나노트라이볼로지는 나노크기의 tip을 이용하여 시료 표면을 직접적인 방법으로 분석하여 시료의 형상, 탄성, 강도, 마찰력 등의 정보를 제공하며, tip에의 전기적 신호를 부과하여 시료 표면의 국부적인 potential, electric current를 측정하게 된다. 이에 해당되는 대표적인 분석 장치로는 nano-indenter system과 SPM (Scanning Probe Microscopy)이 있다. 따라서, 이 논문에서는 나노트라이볼로지의 대표적인 장치인 nano-indenter system과 SPM에 대한 간단한 원리를 소개하고 다양한 분야에 대한 실제적인 분석을 사례를 통하여 나노트라이볼로지의 가치를 확인하고자 한다.

• International Journal of Aerospace System Engineering
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• v.7 no.2
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• pp.1-5
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• 2020

When a rigid wedge is indented in to a semi-infinite block, the material is bulged up around the wedge that is generally called lip. The previous works in this filed considered the outer profile of the lip to be linear. But, present authors observed both experimentally and with the aid of finite element analysis that the profile of the lip is not always linear, and it depends on the angle of the wedge and friction parameters. So, in this work, attempts have been made to calculate hardness of indentation for different wedge angles and friction parameters. As hardness is intrinsic property of material, consideration of either linear or parabolic lip will not be affected much. A comparative study of hardness for linear and parabolic free surface profiles of the piled up material around the cone is analyzed in this work.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2002.05a
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• pp.30-30
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• 2002

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2009.08a
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• pp.249-249
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• 2009