• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2003.03a
• /
• pp.136-136
• /
• 2003

카본나노튜브는 상용되는 기존의 센서에 비해 표면적이 넓어 감도가 놀고 응답속도가 빠르다. 또한 나노 스케일의 크기를 가지므로 고직접화를 실현할 수 있으며 기능복구성이 뛰어나 상온동작을 통한 저전력화가 가능하다. 본 실험에서는 아크방전법으로 합성한 카본나노튜브를 가스센서로 제작하여 상온에서 NH$_3$, NO 가스와의 반응 특성을 평가하였다. 또한 origin soot와 이를 정제한 purified CNT를 SEM(주사전자현미경), TEM(투과전자현미경), Raman scattering spectroscopy(라만 산란 분광기)를 통해 재료적 특성을 조사하고 이를 가스 감응 곡선과 연관하여 비교, 분석하였다. 전극에 CNT막을 형성시키기 위해 3g의 N,N dimethylformamide 용액에 CNT 10mg을 분산시킨 후 2시간동안 초음파 처리하였다. 이 용액을 mask를 이용해 전극 위에 막을 형성시킨 후 20$0^{\circ}C$에서 열처리하였다. 이렇게 제조된 origin soot와 purified CNT센서는 flow system을 이용하여 측정하였고 $N_2$분위기 하에서 센서를 안정화시킨 후 측정가스와의 반응을 살펴보았다 센서의 반응속도, 회복속도, 감도 등의 측정결과 origin soot는 NH$_3$ 25ppm에서 20%, purified CNT는 1%의 감도를 보여 20배 높은 감도를 보았다. NO 25ppm의 경우에도 origin soot가 8%, purified CNT는 0.8%의 감도를 보여 10배 높은 감도를 보였다. 이는 탄소입자가 많은 origin soot가 purified CNT 보다 표면적이 넓어 보다 많은 가스 흡착 싸이트를 가지기 때문이다. 하지만 origin soot는 반응시간과 회복속도가 Purified CNT 보다 2배 이상 느려 표면적 증가에 따른 가스 흡착과 탈착 능력이 떨어짐을 알 수 있었다. 또한 CNT와 가스사이의 전하 이동 방향에 따라 NH$_3$는 양의 감도를 NO는 음의 감도를 보였다 이는 전하의 이동 방향에 따라 전하와 캐리어 사이의 결합 및 해리가 일어나게 되고 결국 카본나노튜브 내의 캐리어 수를 증감시킴에 따라 나타나는 현상이다. 이러한 가스의 감도는 농도에 따라 증가하였으며 origin soot를 이용하여 1ppm이하의 NH$_3$ 가스를 검출할 수 있었다.

• Advances in nano research
• /
• v.5 no.3
• /
• pp.261-279
• /
• 2017

Spectroscopic investigation of Si quantum dots (Si-QDs) embedded in silicon nitride was performed over a broad stoichiometry range to optimize light emission. Plasma-enhanced chemical vapor deposition was used to grow the $SiN_x$ films on Si (001) substrates. The film composition was controlled via the flow ratio of silane ($SiH_4$) and ammonia ($NH_3$) in the range of R = 0.45-1.0 allowed to vary the Si excess in the range of 21-62 at.%. The films were submitted to annealing at $1100^{\circ}C$ for 30 min in nitrogen to form the Si-QDs. The properties of as-deposited and annealed films were investigated using spectroscopic ellipsometry, Fourier transform infrared spectroscopy, Raman scattering and photoluminescence (PL) methods. Si-QDs were detected in $SiN_x$ films demonstrating the increase of sizes with Si excess. The residual amorphous Si clusters were found to be present in the films grown with Si excess higher than 50 at.%. Multi-component PL spectra at 300 K in the range of 1.5-3.5 eV were detected and nonmonotonous varying total PL peak versus Si excess was revealed. To identify the different PL components, the temperature dependence of PL spectra was investigated in the range of 20-300 K. The analysis allowed concluding that the "blue-orange" emission is due to the radiative defects in a $SiN_x$ matrix, whereas the "red" and "infrared" PL bands are caused by the exciton recombination in crystalline Si-QDs and amorphous Si clusters. The nature of radiative and no radiative defects in $SiN_x$ films is discussed. The ways to control the dominant PL emission mechanisms are proposed.

• Macromolecular Research
• /
• v.11 no.5
• /
• pp.375-381
• /
• 2003

Silver salt complex membranes with glassy poly(methyl methacrylate) (PMMA) unexpectedly showed higher propylene permeance than those with rubbery poly(butyl methacrylate) (PBMA) where as neat PMMA is much less permeable to propylene than that of neat PBMA. Such unusual facilitated olefin transport has been systematically investigated by changing the side chain length of polymethacrylates (PMAs) from methyl, ethyl to butyl. The ab initio calculation showed almost the same electron densities of the carbonyl oxygens in the three PMAs, expecting very similar intensity of the interaction between carbonyl oxygen and silver ion. However, the interaction intensity decreases with the length of the alkyl side chain: PMMA > PEMA > PBMA according to wide angle X-ray scattering and FT-Raman spectroscopy. The difference in the interaction intensity may arise from the difference in the hydrophilicity of the three PMAs, as confirmed by the contact angle of water, which determines the concentrations of the ionic constituents of silver salts: free ion, contact ion pair and higher order ionic aggregate. However, propylene solubilities and facilitated propylene transport vary with the side chain length significantly even at the same concentration of the free ion, the most active olefin carrier, suggesting possible difference in the prohibition of the molecular access of propylene to silver ion by the side chains: the steric hindrance. Therefore, it may be concluded that both the hydrophilicity and the steric hindrance associated with the side chain length in the three PMAs are of pivotal importance in determining facilitated olefin transport through polymer/silver salt complex membranes.

• Biomaterials Research
• /
• v.22 no.4
• /
• pp.352-359
• /
• 2018

Background: Black phosphorus (BP) has emerged as a novel class of nanomaterials owing to its unique optical and electronic properties. BP, a two-dimensional (2D) nanomaterial, is a structure where phosphorenes are stacked together in layers by van der Waals interactions. However, although BP nanodots have many advantages, their biosafety and biological effect have not yet been elucidated as compared to the other nanomaterials. Therefore, it is particularly important to assess the cytotoxicity of BP nanodots for exploring their potentials as novel biomaterials. Methods: BP nanodots were prepared by exfoliation with a modified ultrasonication-assisted solution method. The physicochemical properties of BP nanodots were characterized by transmission electron microscopy, dynamic light scattering, Raman spectroscopy, and X-ray diffractometry. In addition, the cytotoxicity of BP nanodots against C2C12 myoblasts was evaluated. Moreover, their cell imaging potential was investigated. Results: Herein, we concentrated on evaluating the cytotoxicity of BP nanodots and investigating their cell imaging potential. It was revealed that the BP nanodots were cytocompatible at a low concentration, although the cell viability was decreased with increasing BP nanodot concentration. Furthermore, our results demonstrated that the cells took up the BP nanodots, and the BP nanodots exhibited green fluorescence. Conclusions: In conclusion, our findings suggest that the BP nanodots have suitable biocompatibility, and are promising candidates as fluorescence probes for biomedical imaging applications.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
• /
• v.57 no.1
• /
• pp.22-30
• /
• 2024

This study reports a direct growth of carbon nanotubes (CNTs) on the surface of LiCoO₂ (LCO) powders to apply as highly efficient cathode materials in lithium-ion batteries (LIB). The CNT synthesis was performed using a thermal chemical vapor deposition apparatus with temperatures from 575 to 625 ℃. Ferritin molecules as growth catalyst of CNTs were mixed in deionized (DI) water with various concentrations from 0.05 to 1.0 mg/mL. Then, the LCO powders was dissolved in the ferritin solution at a ratio of 1g/mL. To obtain catalytic iron nanoparticles on the LCO surface, the LCO-ferritin suspension was dropped in silicon dioxide substrates and calcined under air at 550℃. Subsequently, the direct growth of CNTs on LCO powders was performed using a mixture of acetylene (10 sccm) and hydrogen (100 sccm) for 10 min. The growth behavior was characterized by scanning and transmission electron microscopy, Raman scattering spectroscopy, X-ray diffraction, and thermogravimetric analysis. The optimized condition yielding high structural quality and amount of CNTs was 600 ℃ and 0.5 mg/mL. The obtained materials will be developed as cathode materials in LIB.

• Korean Journal of Mineralogy and Petrology
• /
• v.33 no.1
• /
• pp.1-10
• /
• 2020

The atomic structures of silicate liquids at high pressure provide insights into the transport properties including thermal conductivities or elemental partitioning behavior between rocks and magmas in Earth's interior. Whereas the local electronic structure around silicon may vary with the arrangement of the nearby oxygens, the detailed nature of such relationship remains to be established. Here, we explored the atomic origin of the pressure-induced changes in the electronic structure around silicon by calculating the partial electronic density of states and L₃-edge X-ray absorption spectra of SiO₂ polymorphs. The result showed that the Si PDOS at the conduction band varies with the crystal structure and local atomic environments. Particularly, d-orbital showed the distinct features at 108 and 130 eV upon the changes in the coordination number of Si. Calculated Si XAS spectra showed features due to the s,d-orbitals at the conduction band and varied similarly with those observed in s,d-orbitals upon changes in the crystal structures. The calculated Si XAS spectrum for α-quartz was analogous to the experimental Si XRS spectrum for SiO₂ glass, implying the overall similarities in the local atomic environments around the Si. The edge energies at the center of gravity of XAS spectra were closely related to the Si-O distance, thus showing the systematic changes upon densification. Current results suggest that the Si L_2,3-edge XRS, sensitive probe of the Si-O distance, would be useful in unveiling the densification mechanism of silicate glasses and melts at high pressure.

• Proceedings of the Korea Inteligent Information System Society Conference
• /
• 2000.11a
• /
• pp.257-266
• /
• 2000

산업 및 가정용 기기들이 점차 복잡해짐에 따라 다양한 공학 분야의 해석 기술을 동시에 고려하면서 이들 원리를 적용한 최적의 설계를 결정하는 방법론의 필요성이 대두되고 있다. 다분야통합최적설계 또는 MDO(Multidisciplinary Design Optimization)라 일컫는 새로운 기술은 이러한 필요에 대응하는 기술로서 국내외적으로 활발한 연구가 진행되고 있다. 이러한 MDO 기술을 구현하는 소프트웨어와 하드웨어 복합 체계를 MDO 프레임웍(framework)이라 한다. 일반적으로 프레임웍이란 실제 응용프로그램의 용도에 맞는 주문제작(customization)이 가능한 일종의 전단계 프로그램이라 할 수 있다 MDO 프레임웍은 설계 및 해석 도구들간의 인터페이스를 제공하고, 이들 도구들이 사용하는 설계 데이터를 효율적으로 공유할 수 있도록 지원하여, 설계 작업을 정의, 실행, 관리하는 역할을 한다. 이러한 MDO 프레임웍은 설계 작업을 통합적으로 관리하고 자동화하여 설계 도구간의 데이터 전달과 변환에 소묘되는 설계자의 부담을 경감시키며 다분야 전문가가 참여하는 공통 작업 환경을 제공함으로써 설계 효율성을 증진시킨다. 본 논문에서는 이러한 효용을 달성하기 위한 MDO 프레임웍(framework)을 제시하고 프레임웍 설계의 논리적 근저와 타당성을 밝힌다. 본 논문에서 제안하는 다분야 통합 최적화를 위한 분산형 지능 시스템인 DisMDO는 사용자가 GUI를 동해서 편리하게 다분야통합최적화 문제를 해결할 수 있도록 지원하며, 제공되는 스크립트 언어를 동해서도 이를 정의할 수 있도록 지원하여 일괄처리도 가능하도록 한다. 또한, 집중화된 데이터베이스를 관리하여 다분야 전문가들이 공통의 데이터를 안전하게 공유할 수 있도록 지원하며, 외부에서 제공되는 해석 도구나 최적화 모듈을 손쉽게 프레임웍에 통합시킬 수 있도록 하는 인터페이스 제작기(factory) 기능을 제공한다.ackscattering spectroscopy, X-ray diffraction, secondary electron microscopy, atomic force microscoy, $\alpha$-step, Raman scattering spectroscopu, Fourier transform infrared spectroscopy 및 micro hardness tester를 이용하여 기판 bias 전압이 DLC 박막의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 분석결과 본 연구에서 제작된 DLC 박막은 탄소와 수소만으로 구성되어 있으며, 비정질 상태임을 알 수 있었다. 기판 bias 전압의 증가에 따라 박막의 두께가 감소됨을 알 수 있었고, -150V에서는 박막이 거의 만들어지지 않았으며, -200V에서는 기판 표면이 식각되었다. 이것은 기판 bias 전압과 ECR 플라즈마에 의한 이온충돌 효과 때문으로 판단되며, 150V 이하에서는 증착되는 양보다 re-sputtering 되는 양이 더 많을 것으로 생각된다. 기판 bias 전압을 증가시킬수록 플라즈마에 의한 이온충돌 현상이 두드러져 탄소와 결합하고 있던 수소원자들이 떨어져 나가는 탈수소화 (dehydrogenation) 현상을 확인할 수 있었으며, 이것은 C-H 결합에너지가 C-C 결합이나 C=C 결합보다 약하여 수소 원자가 비교적 해리가 잘되므로 이러한 현상이 일어난다고 판단된다. 결합이 끊어진 탄소 원자들은 다른 탄소원자들과 결합하여 3차원적 cross-link를 형성시켜 나가면서 내부 압축응력을 증가시키는 것으로 알려져 있으며, hardness 시험 결과로 이것을 확인할 수 있었다. 그리고 표면거칠기는 기판 bias 전압을 증가시킬수록 더 smooth 해짐을 확인하였다.인하였다.을 알 수 있었다. 즉 계면에서의 반응에 의해 편석되는 Ga에 의해 박막의 strain이 이완되면, pinhole 등의 박막결함

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2000.02a
• /
• pp.195-195
• /
• 2000

TFT-LCD의 제조공정은 박막층의 식각 공정에 대해 기존의 습식 공정을 대치하는 건식식각이 선호되고 있다. 건식 식각 공정은 반도체 공저에 응용되면서 소자의 최소 선폰(CD)이 감소함에 따라 유도결합셩 프라즈마를 비롯한 고밀도 플라즈마 이용한 플라즈마 장비 사용이 증가하는 추세이다. 여기에 평판디스플레이의 공정을 위해서는 대면적과 사각형 기판에 대한 균일도를 보장할 수 있는 고밀도의 균일한 플라즈마 유지가 중요하다. 본 실험에서는 자장강화된 유도결합형 플라즈마의 플라즈마 밀도 및 균일도를 살펴보고 TFT-LCD에 gate 전극으로 사용되는 Al-Nd 박막의 식각을 통하여 식각균일도와 식각속도 및 식각 선택도 등의 건식 식각 특성을 보고자 한다. 영구자석 및 전자석의 설치는 사각형의 유도결합형 플라즈마는 소형 영구자석을 배열하여 부착하였으며, 외부에는 chamber와 같이 사각형태의 전자석을 500mm$\times$500mm의 크기를 갖는 z축 방향의 Helmholtz형으로 제작하였다. 더. 영구자석 배열에 대해서는 자석간의 거리와 세기 변화를 조합하여 magnetic cusping의 변화를 주었으며 전자석의 세기는 전류값을 기준으로 변화시켜 보았다. 실험을 통하여 플라즈마 균일도를 5% 이하로 개선하고 이러한 균일도를 유지하며 플라즈마 밀도를 높일 수 있는 조건을 찾을 수 있었다. 이러한 적합화된 조건에서 저장강화된 유도결합형 프라즈마를 Al-Nd 박막 식각에 응용한 결과, Al-Nd의 식각속도 및 식각 선택도는 유도결합형 프라즈마에 비해 크게 증가하였으며, 식각균일도가 개선되는 것을 관찰하였다. 또한 electrostatic probe(Hiden, Analytical)를 이용하여 Al-Nd 식각에 사용된 반응성 식각가스에 대한 저장강화된 유도결합형 플라즈마의 특성 분석을 수행하였다.c recoil detection, Rutherford backscattering spectroscopy, X-ray diffraction, secondary electron microscopy, atomic force microscoy, $\alpha$-step, Raman scattering spectroscopu, Fourier transform infrared spectroscopy 및 micro hardness tester를 이용하여 기판 bias 전압이 DLC 박막의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 분석결과 본 연구에서 제작된 DLC 박막은 탄소와 수소만으로 구성되어 있으며, 비정질 상태임을 알 수 있었다. 기판 bias 전압의 증가에 따라 박막의 두께가 감소됨을 알 수 있었고, -150V에서는 박막이 거의 만들어지지 않았으며, -200V에서는 기판 표면이 식각되었다. 이것은 기판 bias 전압과 ECR 플라즈마에 의한 이온충돌 효과 때문으로 판단되며, 150V 이하에서는 증착되는 양보다 re-sputtering 되는 양이 더 많을 것으로 생각된다. 기판 bias 전압을 증가시킬수록 플라즈마에 의한 이온충돌 현상이 두드러져 탄소와 결합하고 있던 수소원자들이 떨어져 나가는 탈수소화 (dehydrogenation) 현상을 확인할 수 있었으며, 이것은 C-H 결합에너지가 C-C 결합이나 C=C 결합보다 약하여 수소 원자가 비교적 해리가 잘되므로 이러한 현상이 일어난다고 판단된다. 결합이 끊어진 탄소 원자들은 다른 탄소원자들과 결합하여 3차원적 cross-link를 형성시켜 나가면서 내부 압축응력을 증가시키는 것으로 알려져 있으며, hardness 시험 결과로 이것을 확인할 수 있었다. 그리고 표면거칠기는 기판 bias 전압을 증가시킬수록 더 smooth 해짐을 확인하였다.인하였다.을 알 수 있

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.642-642
• /
• 2013

Graphene, two dimensional single layer of carbon atoms, has tremendous attention due to its superior property such as high electron mobility, high thermal conductivity and optical transparency. Especially, chemical vapor deposition (CVD) grown graphene has been used as a promising material for high quality and large-scale graphene film. Unfortunately, although CVD-grown graphene has strong advantages, application of the CVD-grown graphene is limited due to ineffective transfer process that delivers the graphene onto a desired substrate by using polymer support layer such as PMMA(polymethyl methacrylate). The transferred CVD-grown graphene has serious drawback due to remaining polymeric residues generated during transfer process, which induces the poor physical and electrical characteristics by a p-doping effect and impurity scattering. To solve such issue incurred during polymer transfer process of CVD-grown graphene, various approaches including thermal annealing, chemical cleaning, mechanical cleaning have been tried but were not successful in getting rid of polymeric residues. On the other hand, lithographical patterning of graphene is an essential step in any form of microelectronic processing and most of conventional lithographic techniques employ photoresist for the definition of graphene patterns on substrates. But, application of photoresist is undesirable because of the presence of residual polymers that contaminate the graphene surface consistent with the effects generated during transfer process. Therefore, in order to fully utilize the excellent properties of CVD-grown graphene, new approach of transfer and patterning techniques which can avoid polymeric residue problem needs to be developed. In this work, we carried out transfer and patterning process simultaneously with no polymeric residue by using a metal etch mask. The patterned thin gold layer was deposited on CVD-grown graphene instead of photoresists in order to make much cleaner and smoother surface and then transferred onto a desired substrate with PMMA, which does not directly contact with graphene surface. We compare the surface properties and patterning morphology of graphene by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy(AFM) and Raman spectroscopy. Comparison with the effect of residual polymer and metal on performance of graphene FET will be discussed.

• Proceedings of the Korea Inteligent Information System Society Conference
• /
• 2000.11a
• /
• pp.407-416
• /
• 2000

국방 부문에 종사하는 관리자들은 국방정보시스템 사업관리에 있어서 최신정보기술에 대한 기본적인 사항은 알고있어야 효율적이고 효과적이며 성공적인 사업관리를 진행할 수 있을 것이다. 국방 부문에 종사하는 관리자들이 저비용 고효율의 국방정보시스템을 건설하고 운영 유지관리 하기 위하여 알아야 할 핵심 및 최신정보기술은 크게 인공지능기술, 멀티미디어 정보화 기술, 가상현실 기술, 시뮬레이션 기술, 텔레프레즌스 기술, 나노테크놀로지 기술, 데이터베이스 기술, 병렬처리 기술, 로봇공학 기술, 소프트웨어 공학에 관련된 기술 등이 있다. 그러나 국방부문에 종사하는 정보통신 전문 인력을 제외한 관리자들이 국방관련 사업관리를 수행하면서 정보기술에 대한 이해 수준이 비교적 낮기 때문에 효율적으로 국방사업을 준비, 계획, 추진하기 어려운 실정이다. 따라서 국방부문에 종사하는 관리자들이 정보기술을 알기 쉽게 이해할 수 있도록 국방부문 핵심지능형정보기술 발전 및 군 활용방안을 이해하기 쉽도록 작성하며 효율적인 사업관리가 이루어질 수 있는 방안을 연구하였다. 본 논문은 국방부문핵심 지능정보기술 식별 및 활용방안을 연구하여 핵심적으로 식별된 사항들을 우리 국방부문의 $C^4$I(지휘, 통제, 통신, 컴퓨터시스템)시스템, 내장형 무기시스템, 각종 교육훈련 정보시스템, 자원관리 정보시스템 등에 어떻게 적용할 것이며 적용시 기대효과는 무엇인가를 제시토록 하여 국방부문에 종사하는 관리자들이 각종 국방사업을 조정, 통제, 확인, 감독, 준비/계획하면서 참고하여 저비용 고효율의 국방관련 각층 사업을 관리할 수 있는 능력을 배양시키도록 연구를 수행하였다. 국방관련 각종 사업을 관리할 수 있는 능력을 배양시키도록 연구를 수행하였다. 국방부문 핵심지능정보기술 발전 및 활용 방안에 포함될 주요 내용을 요약하여 제시하였다.의 경향성을 나타내는 오차 주기(error cyc1e)를 이용함으로써 고객들의 수요의 경향성을 좀 더 세밀한 부분까지 파악할 수 있게 해 준다.ction, secondary electron microscopy, atomic force microscoy, $\alpha$-step, Raman scattering spectroscopu, Fourier transform infrared spectroscopy 및 micro hardness tester를 이용하여 기판 bias 전압이 DLC 박막의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 분석결과 본 연구에서 제작된 DLC 박막은 탄소와 수소만으로 구성되어 있으며, 비정질 상태임을 알 수 있었다. 기판 bias 전압의 증가에 따라 박막의 두께가 감소됨을 알 수 있었고, -150V에서는 박막이 거의 만들어지지 않았으며, -200V에서는 기판 표면이 식각되었다. 이것은 기판 bias 전압과 ECR 플라즈마에 의한 이온충돌 효과 때문으로 판단되며, 150V 이하에서는 증착되는 양보다 re-sputtering 되는 양이 더 많을 것으로 생각된다. 기판 bias 전압을 증가시킬수록 플라즈마에 의한 이온충돌 현상이 두드러져 탄소와 결합하고 있던 수소원자들이 떨어져 나가는 탈수소화 (dehydrogenation) 현상을 확인할 수 있었으며, 이것은 C-H 결합에너지가 C-C 결합이나 C=C 결합보다 약하여 수소 원자가 비교적 해리가 잘되므로 이러한 현상이 일어난다고 판단된다. 결합이 끊어진 탄소 원자들은 다른 탄소원자들과 결합하여 3차원적 cross-link를 형성시켜 나가면서 내부 압축응력을 증가시키는 것으로 알려져 있으며, hardness 시험 결과로 이것을 확인할 수 있었다. 그리고 표면거칠기는 기판 bias 전압을 증가시킬수록 더 smooth 해짐을 확인