• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.190.1-190.1
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• 2013

현재 자동차 분야에서 차량 경량화를 통해 연비 향상 및 에너지 효율 향상을 기대하고 있으며, 차량 경량화의 한 수단으로 자동차용 유리를 고강도 투명 플라스틱 소재인 PC(Polycarbonate)로 대체하고자 하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나, PC의 낮은 내마모 특성과 자외선에 의한 열화 및 변색 현상은 해결하여야 할 중요한 문제점으로 지적되고 있다. 본 연구에서는, PC의 내마모 특성을 향상시키기 위하여 transmittance가 확보되고, 고경도 특성을 갖는 Al-Si-N 박막 증착에 대한 연구를 하였고, 자외선 차단을 위하여 SiN:H 박막을 증착 하였다. 박막 증착을 위하여 ICP-assisted reactive magnetron sputtering 장비를 이용하였으며, 고경도 특성을 갖는 Al-Si-N 박막을 제조하였다. 그리고 300 nm 파장 이하의 자외선 차단을 위하여 SiN:H 박막을 증착하였다. 분석 장비로는 박막의 chemical state와 crystallinity를 확인하기 위하여 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy), XRD(X-ray diffraction)를 이용하여 분석을 수행하였으며, Knoop ${\mu}$-hardness tester와 Pin-on-disk를 이용하여 경도 및 내마모 특성을 평가하였다. SiN:H 박막 위에 Al-Si-N 박막을 증착하였고 총 두께는 ~5000 $\AA$을 증착하였으며, 가시광 영역에서 평균 70% 이상의 transmittance를 나타내었다. 박막의 Si/(Al+Si) 비율에 따라 다른 경도 특성을 나타냈는데, Si/(Al+Si) 비율이 26~32% 부근에서 최대 31 GPa의 경도 값을 확인하였고 SiN:H 박막은 300nm 이하의 파장에서 2% 이하의 transmittance를 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.179-179
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• 2013

현재 자동차 분야에서 차량 경량화를 통해 연비 향상 및 에너지 효율 향상을 기대하고 있으며, 차량 경량화의 한 수단으로 자동차용 유리를 고강도 투명 플라스틱 소재인 PC (Polycarbonate)로 대체하고자 하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나, PC의 낮은 내마모 특성과 자외선에 의한 열화 및 변색 현상은 해결하여야 할 중요한 문제점으로 지적되고 있다. 본 연구에서는, PC의 내마모 특성을 향상시키기 위하여 transmittance가 확보되고, 고경도 특성을 갖는 Al-Si-N 박막 증착에 대한 연구를 하였다. Al-Si-N 박막 증착을 위하여 ICP-assisted reactive magnetron sputtering 장비를 이용하였으며, 고경도 특성을 갖는 Al-Si-N 박막을 제조하였다. 분석 장비로는 박막의 chemical state와 crystallinity를 확인하기 위하여 XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy), AES (Auger electron spectrscopy)와 XRD (X-ray diffraction)를 이용하여 분석을 수행하였으며, Knoop ${\mu}$-hardness tester와 Pin-on-disk를 이용하여 경도 및 내마모 특성을 평가하였다. Al-Si-N 박막의 두께는 ~5,000 ${\AA}$을 증착하였으며, 가시광 영역에서 평균 92%의 transmittance를 나타내었다. 박막의 Si/(Al+Si) 비율에 따라 다른 경도 특성을 나타냈는데, Si/(Al+Si) 비율이 26~32% 부근에서 최대 31 GPa의 경도 값을 확인 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.162-162
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• 2017

AlCrN 코팅은 높은 경도, 낮은 표면 조도 등의 상온에서의 우수한 기계적 특성 이외에 고온에서 안정한 합금상의 형성으로 인하여 우수한 내열성을 보이는 코팅이며, Si을 첨가하여 나노복합구조를 갖는 AlCrSiN 코팅은 고경도 특성을 나타내는 나노결정립과 고내열성을 나타내는 $Si_3N_4$ 비정질이 동시에 존재함으로써 뛰어난 고온 특성까지 보유하여 공구 코팅으로의 적용 가능성이 크다. 본 연구에서는, 가혹화된 공구사용 환경 대응 하는 더욱 우수한 내마모성 및 내열성을 보이는 코팅막을 개발하기 위해 AlCrN/AlCrSiN 이중층 코팅을 합성하였다. 합성된 코팅의 구조 및 물성을 분석하기 위해 field emission scanning electron microscopy(FE-SEM), nano-indentation, atomic force microscopy(AFM) 및 ball-on-disk wear tester를 사용하였다. 내열성을 확인하기 위하여 코팅을 furnace에 넣어 500, 600, 700, 800, 900도에서 30분 동안 annealing한 후에 nano-indentation을 사용하여 경도를 측정을 하였다. 5:5, 7:3, 9:1의 두께 비율로 AlCrN/AlCrSiN 이중층 코팅을 합성하였으며 모든 코팅의 두께는 $3{\mu}m$로 제어되었다. AlCrN 코팅층의 두께가 증가할수록, 이중층 코팅의 경도 및 내마모성은 점차 향상되었지만 코팅의 밀착력은 감소하였다. 일반적으로 AlCrN 코팅은 상대적으로 높은 잔류응력을 갖고 있으므로, AlCrN 층의 두께비율이 증가함에 따라 코팅내의 잔류응력이 높아져 코팅의 경도는 증가하고 밀착특성은 낮아진 것으로 판단된다. AlCrSiN 상부층 공정시 기판 바이어스 전압을 -50 ~ -200V 로 증가시키면서 이중층 코팅을 합성하였다. XRD 분석 결과, 공정 바이어스 전압이 증가함에 따라 AlCrSiN 상부층은 점차 비정질화 되었고, 코팅의 경도와 표면 특성이 향상되는 것을 확인하였다. 이러한 특성 향상은 높은 바이어스 인가가 이온 충돌효과의 증가를 야기시켰으, 이로 인해 치밀한 코팅층 합성에 의한 결과로 판단된다. AlCrN/AlCrSiN 이중층 코팅을 어닐링 한 후 경도 분석 결과, -150, -200V에서 합성한 코팅은 900도 이상에서 26GPa 이상의 높은 경도를 보인 것으로 보아 우수한 내열성을 갖는 것으로 확인 되었다. 이는 AlCrSiN 상부층의 높은 Si 함량 (11at.%) 으로 인한 충분한 $Si_3N_4$ 비정질상의 형성과, 고바이어스 인가로 인한 AlCrN 결정상과 $Si_3N_4$ 비정질상의 고른 분배가 코팅의 내열성을 향상시키는데 기여를 한 결과로 판단된다.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.32 no.1
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• pp.39-46
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• 1999

This study was performed to examine the effect of initial composition ratio and various reaction conditions on CEC and crystallinity of the product in hydrothermal synthesis of zeolitic materials from fly ash. Na-P1 zeolite was formed from the mixture with $SiO_2/Al_2O_3$ ratio above 2.55, however from the mixture with $SiO_2/Al_2O_3$ ratio below 2.25 hydroxy sodalite was formed. The CEC of reaction product(Na-P1 zeolite) treated with 3N-NaOH, $Na_2O/Al_2O_3$ ratio 2.55 and $SiO_2/Al_2O_3$ ratio 2.0 for 12 hours at $103^{\circ}C$ was about $285cmol^+kg^{-1}$, which was higher than those of the products of other reaction condition. The crystallinity of Na-P1 zeolite as high as 45.1% was attained at the optimum reaction condition of 2N-NaOH, $SiO_2/Al_2O_3$ ratio 2.55, $Na_2O/Al_2O_3$ ratio 1.5 for 12 hours at $103^{\circ}C$. The XRD peak of the reaction product could be measured at 7.16, 5.04, 4.12, 3.18, $2.69{\AA}$ and tetragonal pillar shape observed by SEM image be characteristic for Na-P1 zeolite. Judging from the result, it should be considered the optimum synthesis condition for Na-P1 zeolite from fly ash was 2~3N NaOH, $SiO_2/Al_2O_3$ ratio 2.55 and $Na_2O/Al_2O_3$ ratio 1.5~2.0 for 12 hours at $80{\sim}103^{\circ}C$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.275.2-275.2
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• 2014

현재 자동차 분야에서 차량 경량화의 한 수단으로 자동차용 유리를 고강도 투명 플라스틱 소재인 Polycarbonate(PC)로 대체하고자 하는 연구가 이루어지고 있다. 하지만, PC의 낮은 내마모 특성과 자외선에 의한 열화 및 변색 현상은 해결하여야 할 문제점으로 지적되고 있으며, 에너지 소비 저감을 위하여 적외선 영역 반사율(reflectance)이 높은 저방사(low emissivity) 특성이 요구되고 있다. 본 연구에서는, ICP-assisted reactive magnetron sputtering 장비를 이용하여 투과율(transmittance)이 확보되고, 고경도 특성을 갖는 Al-Si-N와 300 nm 파장 이하의 자외선 차단 특성이 있는 SiN:H 그리고 저방사 특성을 위해 Al을 증착하였고, 박막의 증착 순서는 SiN:H 박막을 가장 아래에 증착하고 그 위에 Al/Al-Si-N 박막을 다층으로 형성하였다. 박막의 chemical state와 crystallinity를 확인하기 위하여 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy), XRD (X-ray Diffraction)를 이용하여 분석하였다. Knoop ${\mu}$-hardness tester와 Taber tester를 이용하여 경도 및 내마모 특성을 분석하였다. 제작된 샘플의 Al-Si-N 박막 경도는 Si 비율에 따라 다른 경도 특성을 갖는데, 실제 Si/(Al+Si) 비율이 24%에서 최대 31 GPa의 경도 값을 갖는 것을 확인하였다. UV-Vis Spectrometer를 이용하여 250 nm~700 nm 파장의 투과율을 측정하였고, 자외선 영역의 경우 SiN:H 박막에 의해 300 nm 이하의 파장에서 2% 이하의 투과율을 확인하였다. 그리고 FT-IR(Fourier Transform Infrared Spectroscopy)를 이용하여 $2.5{\mu}m{\sim}15{\mu}m$ 파장의 반사율을 이용하여 방사율을 측정하였는데, 3*(Al/Al-Si-N) 구조의 다층 박막의 경우 방사율은 0.27로 측정되었다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.35 no.2
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• pp.101-107
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• 2022

This study proposes the deconvolution method for the nanoindentation test results of geopolymer employing the Gaussian mixture model. Geopolymer has been studied extensively as an alternative construction material because it emits relatively lower CO₂ compared to ordinary Portland cement. Geopolymer is made of aluminosilicate and alkaline solution, and the Si/Al molar ratio affects its mechanical properties. Previous studies revealed that the Si/Al molar ratio of 1.8~2.0 results in the highest compressive strength, and the Si/Al molar ratio over 1.8 degrades the compressive strength of geopolymer severely; however the reason for the compressive strength degradation is still unclear. To understand the effect of the Si/Al molar ratio on the geopolymer structure, this study exploits the nanoindentation. The phase deconvolution of the indent modulus data is successful using the Gaussian mixture model, and it is observed that the Si/Al molar ratio alters the homogeneity of the geopolymer. Geopolymer becomes more homogeneous up to an Si/Al molar ratio of 1.8 at which geopolymer exhibits the highest compressive strength. The examination of this study is assumed to be adopted as evidence of strength degradation by the Si/Al ratio higher than the optimum value.

• Journal of IKEEE
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• v.24 no.2
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• pp.604-609
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• 2020

We investigated the influence of rapid thermal annealing on aluminum nitride (AlN) thin film Schottky barrier diodes (SBDs) manufactured structures deposited on a 4H-silicon carbide (SiC) wafer using radio frequency sputtering. The Ni/AlN/4H-SiC devices annealed at 400℃ exhibited Schottky barrier diode (SBDs) properties with an on/off current ratio that was approximately 10 times higher than that of the as-deposited device structures and the devices annealed at 600℃ as measured at room temperature. Auger electron spectroscopy (AES) measurements revealed that atomic oxygen concentrations in the annealed AlN devices at 400℃, is ascribed to the improvement in on/off ratio and the reduction of on-resistance. Additionally, we investigated the electrical characteristics of the AlN/SiC SBD structures depending on the frequency variation of sound waves.

• Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
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• 2011.11a
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• pp.47-48
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• 2011

According to Bali Roadmap, Korea is also included in nations with a duty to reduce greenhouse gas. This study aims to draw proper Si/Al ratio by analyzing flowing and strength properties as the 4-component low carbon inorganic composite to reduce the use of cement and discarded polysilicon sludge. As the result, when Si/Al ratio is 4, the highest strength was found.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.38 no.4
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• pp.337-342
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• 2001

PDP(Plasma Display Panel)용 녹색 형광체인 Zn$_2$SiO$_4$:Mn에 채-dopant로 Al을 첨가하여 졸-겔법으로 합성하였다. 졸-겔법으로 제조한 형광체는 기존의 고상 반응에 의해 합성된 경우보다 낮은 온도(1000-110$0^{\circ}C$)에서 Zn$_2$SiO$_4$단일상을 형성하였으며, 300-500nm의 비교적 균일한 입자를 얻을 수 있었다. 또한, co-dopant인 Al을 첨가함으로써 발광휘도를 향상시키고, 전광시간을 줄일 수 있었다. 한편, TEOS의 가수분해시 $H_2O$/TEOS 비율을 조절하여 발광의 최적 조건을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.271-271
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• 2010

고효율 실리콘 태양전지를 제작하기 위하여 surface passivation, 레이저와 lithography기술들이 연구되어 지고 있다. 결정질 실리콘 태양전지의 기판의 두께가 점점 얇아지면서 surface-to-volume 비율이 증가되어 surface passivation은 매우 중요하다. surface passivation은 크게 2가지 방법으로 진행되고 있으다. 첫 번째는 Si의 dangling bond의 passivation과 surface recombination process 제어에 기초를 두고 있다. 일반적으로 박막을 이용한 실리콘 passivation은 $SiO_2$, SiN, a-Si, $Al_2O_3$박막 4가지가 이용되어 왔다. 본 연구에서는 p-type SoG기판위에 원자층 증착법(ALD)을 이용하여 $Al_2O_3$박막의 negative fixed charge의 internal electric field로 surface passivation을 연구하였다. TMA와 $H_2O/O_3$을 사용하여 ALD $Al_2O_3$를 10~30nm두께를 갖도록 증착하였다. 표면 처리 조건, $Al_2O_3$박막 두께, ALD 공정 조건과 후열처리등에 따른 실리콘의 특성, carrier lifetime변화를 측정하여 효과적인 field induced passivation을 제시하고자 한다.