• Tribology and Lubricants
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• 제33권3호
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• pp.106-111
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• 2017

Sapphire is an anisotropic material with excellent physical and chemical properties and is used as a substrate material in various fields such as LED (light emitting diode), power semiconductor, superconductor, sensor, and optical devices. Sapphire is processed into the final substrate through multi-wire saw, double-side lapping, heat treatment, diamond mechanical polishing, and chemical mechanical polishing. Among these, chemical mechanical polishing is the key process that determines the final surface quality of the substrate. Recent studies have reported that the material removal characteristics during chemical mechanical polishing changes according to the crystal orientations, however, detailed analysis of this phenomenon has not reported. In this work, we carried out chemical mechanical polishing of C(0001), R($1{\bar{1}}02$), and A($11{\bar{2}}0$) substrates with different sapphire crystal planes, and analyzed the effect of crystal orientation on the material removal characteristics and their correlations. We measured the material removal rate and frictional force to determine the material removal phenomenon, and performed nano-indentation to evaluate the material characteristics before and after the reaction. Our findings show that the material removal rate and frictional force depend on the crystal orientation, and the chemical reaction between the sapphire substrate and the slurry accelerates the material removal rate during chemical mechanical polishing.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1690-1691
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• 2011

본 논문에서는 H1N1 인플루엔자 A 바이러스(influenza A H1N1 virus) 검출을 위한 산화아연 나노구조(zinc oxide nano structure) 기반의 전기화학적 면역센서를 제작하고 그 특성을 분석하였다. H1N1 인플루엔자 A 바이러스는 빠른 전파 속도 때문에 정확하고 빠른 검출이 필요하다. 먼저, 2 $mm^2$의 표면적을 갖는 패턴된 금 전극 위에 열수방식(hydrothermal method)으로 성장시킨 산화아연 나노구조가 선택적으로 형성되도록 리프트-오프(lift-off) 방법을 사용하였다. 0.01 M phosphate buffered saline(pH 7.4)에서 2 ${\mu}g$/mL 농도의 1차 항체를 정전기력에 의해 산화아연 나노구조에 고정화한 후, 10 pg/mL ~ 5ng/mL 농도의 H1N1 항원을 적용하여 포획 항체에 결합시키고 HRP(horseradish peroxidase) 효소가 결합된 검출 항체를 항원에 결합시키는 샌드위치 ELISA법을 이용하였다. HRP와 반응하는 TMB(3,3', 5,5'-tetramethylbenzidine)와 과산화수소가 포함된 acetate buffered 용액(pH 5)을 전해질로 사용하고 순환전압전류 측정법(cyclic voltammetry)으로 센서의 특성을 분석하였다. 측정된 순환전압전류그래프(cyclic voltammogram)에서 H1N1 항원 농도 10 pg/mL ~ 5 ng/mL의 응답 전류는 276.47 ${\pm}$ 21.72 nA (평균 ${\pm}$ 표준편차, n=4) ~ 478.89 ${\pm}$ 6.21 nA로 측정되었고, logarithmic하게 증가하는 응답 전류 특성을 보였다.

• 한국진공학회지
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• 제21권1호
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• pp.36-40
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• 2012

마이크로미터 크기의 역학적 공진기의 제작과 그 공진 주파수 변화를 이용하여 질량 변화량을 측정하는 방법에 대해 연구 하였다. 공진기의 공진 주파수를 측정하기 위해서 레이저의 간섭효과를 이용한 광학적 측정법을 사용하였는데 이 방법은 나노미터 스케일의 변위까지 감지할 수 있을 정도로 매우 감도가 높은 측정법이다. 공진기는 압전 세라믹(piezo ceramic) 위에 원자현미경(atomic force microscope)의 캔티레버를 붙여서 만들었는데 이 방법은 압전판이 캔티레버의 공진 주파수로 진동할 때 캔티레버의 변위가 가장 크게 변화됨을 이용한 것이다. 또한, 전자 빔 증착기(e-beam evaporation system)를 사용하여 금을 캔티레버 위에 증착하여 질량을 변화시킨 후에 질량 변화량에 따른 공진주파수의 변화량을 측정하였다. 이 공진기는 질량센서의 역할을 수행할 수 있으며 수 마이크로그램을 감지할 수 있는 감도를 가짐을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제56권2호
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• pp.197-204
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• 2019

An electrochemical oxygen permeating membrane (OPM) is fabricated using Zr_0.895Sc_0.095Ce_0.005Gd_0.005O_2-δ (ScCeGdZ) as the solid electrolyte and aLa_0.7Sr_0.3MnO₃-bScCeGdZ composite (LZab, electrode) as the electrode. The crystal phase of the electrode and the microstructure of the membrane is investigated with X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The electrochemical resistance of the membrane is examined using 2-p ac impedance spectroscopy, and LZ55 shows the lowest electrode resistance among LZ82, LZ55 and LZ37. The oxygen permeation is studied with an oxygen permeation cell with a zirconia oxygen sensor. The oxygen flux of the OPM with LZ55 is nearly consistent with the theoretical value calculated from Faraday's Law below a critical current. However, it becomes saturated above the critical current due to the limit of the oxygen ionic conduction of the OPM. The OPM with LZ55 has a very high oxygen permeation flux of ~ 3.5 × 10^-6 mol/㎠s in I = 1.4 A/㎠.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.8-13
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• 2014

As packing density in integrated circuits increases, multilevel metallization process has been widely used. But hillock formed in the bottom layers of aluminum are well known to make interlayer short in multilevel metallization. In this study, the effects of ion implantation to the metal film and deposition temperature on the hillock formation were investigated. The Al-1%Si thin film of $1{\mu}m$ thickness was DC sputtered with substrate ($SiO_2/Si$) temperature of $20^{\circ}C$, $200^{\circ}C$, and $400^{\circ}C$, respectively. Ar ions ($1{\times}10^{15}cm^{-2}$: 150 keV) and B ions ($1{\times}10^{15}cm^{-2}$, 30 keV, 150 keV) were implanted to the Al-Si thin film. The deposited films were evaluated by SEM, surface profiler and resistance measuring system. As a results, Ar implanting to Al-Si film is very effective to reduce hillock size in the metal deposition temperature below than $200^{\circ}C$, and B implanting to an Al-Si film is effective to reduce hillock density in the high temperature deposition conditions around $400^{\circ}C$. Line width less than $3{\mu}m$ was free of hillock after alloying.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.480-480
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• 2011

양극산화(anodization)는 금속을 전기화학적으로 산화시켜 금속산화물로 만드는 기술로서 최근 다양한 크기의 나노 구조를 제조하는 기술로 각광받고 있으며, 이러한 기술에 의하여 얻어지는 anodic aluminum oxide(AAO)는 magnetic data storage, optoelectronic device, sensor에 적용될 수 있는 nano device 뿐만 아니라 nanostructure를 제조하기 위한 template 및 mask로써 최근 광범위 하게 연구되고 있다. 또한, AAO는 Al2O3의 단단한 구조를 가진 무기재료이므로 solid mask로써 다른 porous materials 보다 뛰어난 특성을 갖고 있다. 또한 electron-beam lithography 및 block co-polymer 에 의한 patterning 과 비교하여 매우 경제적이며, 재현성이 우수할 뿐만 아니라 대면적에서 나노 구조의 크기 및 형상제어가 비교적 쉽기 때문에 널리 사용되고 있다. 그러나, AAO 형성 시 생기게 되는 반구형 모양의 barrier layer는 물질(substance)과 기판과의 direct physical and electrical contact을 방해하기 때문에 해결해야 할 가장 큰 문제점 중 하나로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 실리콘 기판위의 형성된 AAO의 barrier layer를 Cl/BCl3 gas mixture에서 Neutral Beam Etching (NBE)과 Ion Beam Etching (IBE) 로 각각 식각한 후 그 결과와 비교하였다. NBE와 IBE 모두 Cl2/BCl3 gas mixture에서 BCl3 gas의 첨가량이 60% 일 경우 etch rate이 가장 높게 나타났고, optical emission spectroscopy (OES)로 Cl2/BCl3 플라즈마 내의 Cl radical density와 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)로 AAO 표면 위를 관찰한 결과 휘발성 BOxCly의 형성이 AAO 식각에 크게 관여함을 확인 할 수 있었다. 또한, NBE와 IBE 실험한 다양한 Cl2/BCl3 gas mixture ratio 에서 AAO가 식각이 되지만, 이온빔의 경우 나노사이즈의 AAO pore의 charging에 의해 pore 아래쪽의 위치한 barrier layer를 어떤 식각조건에서도 제거하지 못하였다. 하지만, NBE에서는 BCl3-rich Cl2/BCl3 gas mixture인 식각조건에서 AAO pore에 휘발성 BOxCly를 형성하면서 barrier layer를 제거할 수 있었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제21권4호
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• pp.345-351
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• 2004

Highly ordered pure-silica MCM-41 materials possessing well-defined morphology have been successfully prepared with surfactant used as a template. The fabrication of mesoporous silica has received considerable attention due to the need to develop more efficient materials' for catalysis, separations, and chemical sensing. The surface modified MCM-41 was used as anadsorbent for biomolecules. Silica-supported organic groups and DNA adsorption on surface modified MCM-41 were investigated by FT-IR and UV-Vis spectrometer, respectively. The use of MCM-41 as the modification of electrode surfaces were investigated electrochemical properties of metal mediators with biomolecules. The modified ITO electrodes increased peak currents for a redox process of $[Ru(bpy)_3]^{2+}$ relative to the bare electrode. The electrochemical detection of DNA by cyclic voltammetry when the current is saturated in the presence of the mediator appeared more sensitive due to a higher catalytic current on the MCM-41 supported electrodes modified by carboxylic acid functional groups. The carboxyl or amine groups on the surface of MCM-41 interact and react with the $-NH_2$ groups of guanine and backbone, respectively. Highly ordered mesoporous materials with organic groups could find applications as DNA sensors.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권4C호
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• pp.329-337
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• 2012

캡슐 내시경은 인체 내부의 소화기관 병변을 조사할 수 있는 캡슐 모양의 전자장치로서 인체 내에 케이블을 삽입하는 기존 푸시 타입(push-type)내시경과는 달리 환자에게 공포와 고통을 주지 않는 시술로 인식되고 있어, 최근 환자와 의사 모두에게 큰 관심을 끌고 있다. 이 기술은 바이오 기술(BT), 정보통신 기술(IT), 나노 기술(NT) 등의 성숙과 융합으로 2000년에 들어와 처음으로 가능하게 되었으며, LED를 포함한 광학계와 이미지 센서, 통신 모듈, 파워 모듈 등으로 구성되어 있다. 캡슐 내시경은 첨단 기술의 총체로 유비쿼터스 시대에 다양한 기술 분야의 핵심 기술을 필요로 한다. 따라서 본 논문에서는 캡슐 내시경의 구성에 관해 소개하고, 현재 데이터 전송을 위해 사용되고 있는 대표적인 RF 무선 통신 방식 및 인체 통신 시스템 방식에 대해 비교하였다. 아울러 현재 상용된 캡슐 내시경의 사양을 비교 분석하고, 미래의 캡슐 내시경의 진화 방향과 기술적 도전 과제를 제시하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제54권3호
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• pp.243-248
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• 2017

Pd-doped $SnO_2$ thick film with a pure tetragonal phase was prepared on patterned Pt electrodes by an ink dropping method. Nanostructured $SnO_2$ powder with a diameter of 10 nm was obtained by a modified hydrazine method. Then the ink solution was fabricated by mixing water, glycerol, bicine and the Pd-doped $SnO_2$ powder. When the Pd doping concentration was increased, the grain size of the Pd-doped $SnO_2$ thick film became smaller. However, an agglomerated and extruded surface morphology was observed for the films with Pd addition over 4 wt%. The orthorhombic phase disappeared even at a low Pd doping concentration and a PdO peak was obtained for a high Pd doping concentration. The crack-free Pd-doped $SnO_2$ thick films were able to successfully fill the $30{\mu}m$ gap of the patterned Pt electrodes by the optimized ink dropping method. The prepared 3 wt% Pd-doped $SnO_2$ thick films showed monoxide gas responses ($R_{air}/R_{CO}$) of 4.0 and 35.6 for 100 and 5000 ppm, respectively.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권6호
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• pp.581-586
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• 2008

기존의 수 mN급의 MEMS 고체 추진제 추력기는 실제 마이크로/나노 위성체의 킥모터,지능탄(Smart bomb)의 측추력기로 응용하기에는 추력 레벨이 너무 낮다는 한계가 있었다. 이 연구에서는 고체 추진제의 연소 면적을 증대시킴으로써 추력 레벨이 향상된 MEMS 고체 추진제 추력기의 제작 가능성을 확인하고 연소 실험을 통해서 구조체의 안정성을 확인하였으며 직접 추력을 측정하여 수백 mN급의 단위 추력기를 개발하였다. 연소 챔버와 노즐, 덮개 층은 감광성 유리 기판을 이용하여 제작하였으며 마이크로 점화기는 파이렉스 기판 위에 300 ㎚ 높이의 니켈과 크롬을 페터닝(patterning)하여 제작하였다. 마이크로 점화기의 성능 해석과 실험을 통한 검증을 수행하여 고체 추진제의 점화를 위한 공급 전력을 계산하였으며 힘 센서를 통하여 추력기의 추력을 측정하였다. 측정된 추력은 K=15와 20인 경우에 300, 600 mN 이었다.