• 제목/요약/키워드: Si(silicon)

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우주 방사능에 의한 실리콘 태양 전지의 특성 변화 (Space Radiation Effect on Si Solar Cells)

  • 이재진;곽영실;황정아;봉수찬;조경석;정성인;김경희;최한우;한영환;최용운;성백일
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제25권4호
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    • pp.435-444
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    • 2008
  • 우주 방사선은 인공위성의 오동작을 유발하거나 수명을 단축하는 주된 요인 중 하나다. 반 알렌벨트라고 불리는 전하를 띤 고에너지 입자들이 지구 자기장에 포획된 공간은 이 지역에서 운용되는 인공위성뿐만 아니라, 지구 자기장을 따라 저고도까지 도달하므로 저궤도 위성들에게도 위협이 된다. 2003년 발사된 과학기술위성 1호에는 자세 제어를 위해 사용된 태양 센서가 탑재되었다. 태양 센서에는 빛을 감지하기 위한 검출기로 실리콘 태양 전지가 사용되었는데, 이 태양 전지의 합선 전류가 시간이 지남에 따라 감소하는 것이 관측되었다. 이 연구에서는 이러한 태양전지의 특성 변화가 어떠한 요인에 의해 발생하는지 지상에서의 방사능 실험을 통해 밝히고자 한다. 이를 위해 과학기술위성 1호에서 사용된 것과 동일한 태양 전지에 여러 에너지 대역의 고에너지 전자와 양성자를 조사하고 이 때 변하는 합선 전류를 측정하였다. 그리고 NOAA POES위성 데이터를 이용하여 과학기술위성 1호에 피폭되었을 방사선량을 예측하였다. 연구 결과, 과학기술위성 1호에 나타난 실리콘 태양 전지의 감쇠 현상은 700keV에서 1.5MeV의 에너지를 갖는 양성자에 의한 것으로 밝혀졌다. 이 연구 결과는 우주에서 태양 전지의 수명을 예측하기 위한 자료로 활용될 수 있다.

Bath-type 초음파(超音波) 세척기(洗滌器)를 이용(利用)한 태양전지모듈 접착제(接着劑) EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 분해특성(分解特性) (Decomposition of EVA(Ethylene vinyl acetate) used as an adhesion of photovoltaic(PV) module by ultrasonic irradiation in bath-type cleaner)

  • 김영진;이재영
    • 자원리싸이클링
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    • 제20권6호
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    • pp.50-55
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    • 2011
  • 태양전지(Photovoltaic, PV) 모듈의 층간 접착제로 사용된 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)를 초음파 조사(irradiation)를 이용하여, 선택적으로 분해함으로써 모듈 내 실리콘웨이퍼(Si-wafer)로 제조된 셀(cell)을 분리, 회수하는 연구를 진행하였다. 본 실험에 사용한 초음파 발생장치는 bath-type의 초음파 세척기 (Output: 130 W, Frequency: 40 kHz)로, PV모듈과의 거리는 2 cm로 고정하고 유기용매 종류, 농도, 온도를 조절하면서 EVA 분해 및 셀의 분리 최적 조건을 도출하였다. $55^{\circ}C$, 5M인 조건에서는 용매 종류에 상관없이 160 min 이내에 EVA층의 완전 분해는 가능하였으나, 분해과정 중 발현되는 팽창현상(swelling)에 의해 셀의 일부분이 파손된 상태로 회수되었다. 반면에 $65^{\circ}C$, 5M조건에서는 셀의 파손이 억제된 상태로 회수 가능하였으며, 이는 온도 상승에 의해 EVA 성분의 분해속도가 상승되고, 이로 인해 EVA층의 팽창현상이 발현되기 전에 분해가 일어난 결과라고 판단된다.

마이크로웨이브로 증폭된 습식 에칭에 의한 표면 개질 마이카의 제조와 특성 (Preparation and Characterization of Surface Modified Mica by Microwave-enhanced Wet Etching)

  • 전상훈;권순상;김덕희;심민경;최영진;한상훈
    • 대한화장품학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.269-274
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    • 2008
  • 본 연구를 통해 반도체 산업에서 유래된 마이크로웨이브 증폭 에칭기술(MEE)을 이용하여, 마이카의 표면 구조를 변화시키고 오일 흡유량을 조절할 수 있었다. 마이크로웨이브 에너지가 마이카에 조사되면, 마이카 표면이 몇 분 이내에 에칭이 된다. 에칭의 결과로 마이카의 오일 흡유량이 증가되고, 마이카 $SiO_2$층의 표면 변화에 의해 백색도가 증가한다. 추가적으로, 땀을 흡수한 이후에도 높은 백색도가 유지된다. 마이카의 표면구조의 변화는 불산에 슬러리화된 마이카에 마이크로웨이브 조사를 통해서 이루어졌다. 에칭의 정도는 산의 농도, 조사 시간, 조사 에너지의 양, 슬러리의 농도에 의해 조절되었다. 에칭된 마이카의 표면 구조는 '달' 표면 모양과 유사하게 보인다. 표면적과 거칠기 등의 특성은 Brunauer-Emmett-Teller (BET), atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM), Spectrophotometer, goniophometer로 측정되었다.

Residual Stress and Elastic Modulus of Y2O3 Coating Deposited by EB-PVD and its Effects on Surface Crack Formation

  • Kim, Dae-Min;Han, Yoon-Soo;Kim, Seongwon;Oh, Yoon-Suk;Lim, Dae-Soon;Kim, Hyung-Tae;Lee, Sung-Min
    • 한국세라믹학회지
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    • 제52권6호
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    • pp.410-416
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    • 2015
  • Recently, a new $Y_2O_3$ coating deposited using the EB-PVD method has been developed for erosion resistant applications in fluorocarbon plasma environments. In this study, surface crack formation in the $Y_2O_3$ coating has been analyzed in terms of residual stress and elastic modulus. The coating, deposited on silicon substrate at temperatures higher than $600^{\circ}C$, showed itself to be sound, without surface cracks. When the residual stress of the coating was measured using the Stoney formula, it was found to be considerably lower than the value calculated using the elastic modulus and thermal expansion coefficient of bulk $Y_2O_3$. In addition, amorphous $SiO_2$ and crystalline $Al_2O_3$ coatings were similarly prepared and their residual stresses were compared to the calculated values. From nano-indentation measurement, the elastic modulus of the $Y_2O_3$ coating in the direction parallel to the coating surface was found to be lower than that in the normal direction. The lower modulus in the parallel direction was confirmed independently using the load-deflection curves of a micro-cantilever made of $Y_2O_3$ coating and from the average residual stress-temperature curve of the coated sample. The elastic modulus in these experiments was around 33 ~ 35 GPa, which is much lower than that of a sintered bulk sample. Thus, this low elastic modulus, which may come from the columnar feather-like structure of the coating, contributed to decreasing the average residual tensile stress. Finally, in terms of toughness and thermal cycling stability, the implications of the lowered elastic modulus are discussed.

감수제 종류 및 첨가율 변화에 따른 알칼리 활성 모르타르의 기초적 특성 (Basic Properties of Alkali-activated Mortar With Additive's Ratio and Type of Superplasticizer)

  • 한천구;장지한
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제3권1호
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    • pp.50-57
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    • 2015
  • 본 연구는 알칼리 활성 모르타르를 활용하기 위한 기초적 연구로 보통 포틀랜드 시멘트 모르타르 및 알칼리 활성 모르타르에 감수제 종류 및 첨가율 변화를 적용하여 기초적인 특성을 파악하고자 하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 플로우의 경우 감수제 종류와 관계없이 치환율이 증가함에 따라 유동성이 향상되었으며, OPC-Pn의 경우는 플로우치가 크게 증가하는데 비해 AA의 경우는 증가량이 크지 않았으며, AA중에서는 AA-Pn이 가장 우수하였다. 한편, OPC 및 AA에 액상 및 분말형 Pn 첨가에 따른 플로우의 경우는 OPC 첨가율이 증가함에 따라 유동성이 증가하였으며, AA의 경우는 AA-PN-L(액상형)의 경우보다 AA-Pn-P(분말형)의 경우가 유동성이 개선되는 것으로 나타났다. 공기량은 OPC의 경우는 첨가율이 증가함에 따라 공기량 분포가 증가되었으며, AA는 변화가 없거나 감소하는 것으로 나타났다. 또한, OPC에 액상 및 분말형 Pn 첨가율에 따른 공기량은 0.3% 이상 첨가할 경우 공기량이 큰 폭으로 증가되었는데, AA의 경우는 첨가율에 따른 공기량 변화는 크지 않았다. 압축강도의 경우는 OPC에 비해 AA가 전반적으로 강도발현이 우수한 것으로 나타났고, 재령 및 첨가율이 증가함에 따라 강도가 저하 혹은 유사하였고, 특히 AA-Pn 1%의 경우가 가장 우수한 강도 값을 나타내었다. 이상을 종합하면 감수제 종류 변화에 따라서는 Pn의 경우가 유동성 및 강도적인 측면에서 가장 우수한 결과를 나타냄으로써, 알칼리 활성 모르타르의 혼화제로써 활용성이 양호한 것으로 판단된다.

ALE 법에 의한 TiN 박막의 증착 및 특성 (Deposition and Characteristics of TiN Thin Films by Atomic Layer Epitaxy)

  • 김동진;정영배;이명복;이정희;이용현;함성호;이종화
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제37권6호
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    • pp.43-49
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    • 2000
  • ALE(atomic layer epitaxy)법을 이용하여 (100)면의 Si 기판위에 TiN 박막을 증착하였다. 증착된 TiN 박막을 XRD, 4-point probe, AFM, AES, SEM등의 장비를 사용하여 분석하였다. ALE법에 의한 TiN의 증착을 위한 반응 전구체(precusor)로는 TEMAT(tetrakis (ethylmethylamino)titanium)와 반응 가스로는 $NH_3$를 사용하였다. 표면 포화반응을 형성하기 위해 각 반응 기체는 TEMAT-$N_2-NH_3-N_2$의 순서로 교대로 반응로에 주입하였다. 그 결과 TiN 박막은 150 ~ 220 $^{\circ)C$에서 자기 제어 성장(self-limiting growth) 기구에 의한 박막 증착 특성을 보였다. 증착된 TiN 박막은 증착율이 4.5 ${\AA}$/ cycle로 일정하였고, 비정질 (amorphous)의 구조를 보였다. 박막의 저항율과 표면 평균 거칠기는 210~230${\mu}{\Omega}{\cdot}$cm와 7.9~9.3${\AA}$로 측정되었다. TiN 박막을 2000 ${\AA}$의 두께로 증착하였을 때, 폭이 0.43${\mu}$m이고 단차비 (aspect ratio)가 6인 트렌치 구조에서 매우 우수한 단차피복성을 보였다.

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오이 과실 표면의 과분 발생 특성 (Characterization of Blooming on Cucumber Fruits)

  • 최응규;김병수;황운순;도한우;서동환
    • 원예과학기술지
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    • 제31권2호
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    • pp.159-164
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    • 2013
  • 오이는 품종에 따라 과실표면에 과분(果紛) 소위 'bloom'이 발생하는데 이는 외관상 과실의 품질을 저하시키는 요인이 된다. 본 시험은 주관 종자회사에서 수집하여 육성하여 오던 bloomless 대목용 호박재료를 이용하여 'bloomless 대목'을 개발하고 앞으로 새로운 대목육성에 필요한 기초자료를 얻고자 하였다. Bloomless 오이의 표면은 분비모(glandular trichome, 分泌毛)의 낭상세포(bladder cell)가 형성되어 존재하고 있음을 관찰할 수 있었으며, 낭상세포 외의 과실표면은 상각피[epicuticular waxes(EW)] 층이 형성되어 있는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 오이의 EW 형태는 둥근 모양의 결정체가 겹쳐진 형태이었으며, 그물 모양의 능선과 능선 안쪽에 고르게 분포하는 것으로 관찰되었다. 이와 다르게 bloom 현상이 나타나는 오이의 과실표면은 낭상세포의 형태가 크게 부풀어 있거나 터져 있었으며, 또한 손상된 낭상세포 주변으로 bloomless 오이에서 관찰되지 않았던 많은 입자들을 볼 수 있었다. Bloom과 bloomless 과실표면의 색도를 조사한 결과 bloom이 발생한 과실과 발생하지 않은 과실의 색도 'a'와 'b' 값의 유의성은 없었고, 'L' 값은 bloom이 발생한 과실에서 높았다. 오이 과실의 규소 함량은 bloomless 대목에 접목한 오이 과실이 일반대목에 접목한 것에 비하여 현저히 낮았다.

강자성체 박막(Fe-Ni, Co-Ni)의 자기-저항 효과에 관한 연구( I ) (Magnetoresistive Effect in Ferromagnetic Thin Films( I ))

  • 장충근;유중열;송재용;윤만영;박재형;손대락
    • 센서학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.23-34
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    • 1992
  • 자기-저항 센서를 제작하기 위하여 Fe-Ni 합금과 Co-Ni 합금을 슬라이드 그라스와 Si wafer에 진공 증착하여 sensor element를 제작한 후 포화자속밀도($B_{s}$), 보자력($H_{c}$), 자기-저항 변화율 등을 조사하였다. 진공 증착된 Fe-Ni 합금 박막의 포화자속밀도는 0.65T이었으며 자화주파수 1 kHz에서 보자력은 0.379A/cm이었고 자냉처리 후 종방향 보자력은 0.370Acm(//), 횡방향 보자력은 0.390Acm(${\bot}$)로 변화되었다. 자기-저항 변화율은 박막의 산화로 인하여 매우 불안정하였다. 진공 증착된 Co-Ni 박막의 포화자속밀도는 0.66T이었으며 자냉처리 후의 종방향 보자력은 5.895Acm(//)이었고 횡방향 보자력은 5.898A/cm(${\bot}$)이었다. 한편 자기-저항 변화율(${\Delta}R/R$)은 $3.6{\sim}3.7%$로써 실온에서 매우 안정하였다. Fe-Ni 박막은 화학친화력이 강하여 자기-저항 센서 제조 공정에서 많은 문제점을 야기시키고 있으나, Co-Ni 박막은 화학친화력이 작고 자기-저항 효과가 뚜렷하여 고온용 자기-저항 소자 개발용 재료로 매우 적합할 것으로 사료된다.

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Electrical Characteristic of IGZO Oxide TFTs with 3 Layer Gate Insulator

  • Lim, Sang Chul;Koo, Jae Bon;Park, Chan Woo;Jung, Soon-Won;Na, Bock Soon;Lee, Sang Seok;Cho, Kyoung Ik;Chu, Hye Yong
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.344-344
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    • 2014
  • Transparent amorphous oxide semiconductors such as a In-Ga-Zn-O (a-IGZO) have advantages for large area electronic devices; e.g., uniform deposition at a large area, optical transparency, a smooth surface, and large electron mobility >10 cm2/Vs, which is more than an order of magnitude larger than that of hydrogen amorphous silicon (a-Si;H).1) Thin film transistors (TFTs) that employ amorphous oxide semiconductors such as ZnO, In-Ga-Zn-O, or Hf-In-Zn-O (HIZO) are currently subject of intensive study owing to their high potential for application in flat panel displays. The device fabrication process involves a series of thin film deposition and photolithographic patterning steps. In order to minimize contamination, the substrates usually undergo a cleaning procedure using deionized water, before and after the growth of thin films by sputtering methods. The devices structure were fabricated top-contact gate TFTs using the a-IGZO films on the plastic substrates. The channel width and length were 80 and 20 um, respectively. The source and drain electrode regions were defined by photolithography and wet etching process. The electrodes consisting of Ti(15 nm)/Al(120 nm)/Ti(15nm) trilayers were deposited by direct current sputtering. The 30 nm thickness active IGZO layer deposited by rf magnetron sputtering at room temperature. The deposition condition is as follows: a rf power 200 W, a pressure of 5 mtorr, 10% of oxygen [O2/(O2+Ar)=0.1], and room temperature. A 9-nm-thick Al2O3 layer was formed as a first, third gate insulator by ALD deposition. A 290-nm-thick SS6908 organic dielectrics formed as second gate insulator by spin-coating. The schematic structure of the IGZO TFT is top gate contact geometry device structure for typical TFTs fabricated in this study. Drain current (IDS) versus drain-source voltage (VDS) output characteristics curve of a IGZO TFTs fabricated using the 3-layer gate insulator on a plastic substrate and log(IDS)-gate voltage (VG) characteristics for typical IGZO TFTs. The TFTs device has a channel width (W) of $80{\mu}m$ and a channel length (L) of $20{\mu}m$. The IDS-VDS curves showed well-defined transistor characteristics with saturation effects at VG>-10 V and VDS>-20 V for the inkjet printing IGZO device. The carrier charge mobility was determined to be 15.18 cm^2 V-1s-1 with FET threshold voltage of -3 V and on/off current ratio 10^9.

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지대치 변연 형태에 따른 수작업과 CAD/CAM으로 제작한 coping 패턴의 적합도 비교 (Comparison of the fit of the coping pattern constructed by manual and CAD/CAM, depending on the margin of the abutment tooth)

  • 한민수;권은자;최에스더;김시철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권10호
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    • pp.6611-6617
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    • 2015
  • 본 연구는 수작업으로 제작된 metal coping과 CAD/CAM(Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing)으로 제작된 지르코니아 coping을 제작하여 변연과 내면 적합도를 비교 분석하고자 하였다. 모형은 우레탄 모형재를 사용하여 knife, chamfer변연 두 종류의 지대치를 제작하였다. 수작업과 CAD/CAM으로 제작된 보철물의 변연 적합도를 실리콘 리플리카 테크닉방법을 사용하여 측정하였다. 적합도 측정은 현미경의 CCD카메라로 캡쳐하였다. 이때 지대치와 보철물의 거리는 이미지분석 소프트웨어에서 거리 조정이 된 상태에서 실시하였다. 측정부위는 marginal opening을 MO, marginal gap을 MG, internal gap을 IG, Axial gap을 AG, occlusal gap을 OG로 하였다. 제작법과 변연 형태에 따른 비교분석을 위해 이원배치분산분석을 실시하였으며 서로 다른 평균값들의 비교 분석을 위해서 일원배치분산분석과 Scheffe's 사후 검정을 실시하였다. 그 결과 CAD/CAM의 OG와 knife 변연의 MO을 제외하고는 < $120{\mu}m$ 적합도를 나타냈다. CAD/CAM으로 제작된 coping은 chamfer 변연 MO에서 높은 적합도를 보였으나 MG에서는 knife변연이 chamfer변연 보다 더 좋은 적합도를 보였다. AG의 내면 적합도는 가장 좋은 값을 나타내었다(< $38{\mu}m$).