• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.306-306
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• 2008

기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 에너지 변환소자인 압전 세라믹스는 액추에이터, 변압기, 초음파모터, 초음파 소자 및 각종 센서로 응용되고 있으며, 그 응용분야는 크게 증가하고 있다. 최근에는 이러한 압전 소자를 앞으로 도래하는 ubiquitous, 무선 모바일 시대의 휴대용 전자제품, robotics, MEMS 분야 등의 대체 에너지원으로 응용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히 인간의 걷기 운동 등과 같은 일상적인 동작으로 필요한 전력을 얻을 수 있고, 세라믹 소자를 이용하기 때문에 전자노이즈가 발생되지 않을 뿐 아니라 반영구적으로 사용할 수 가 있어서, 기존 이차전지를 대체 또는 보완 할 수 있는 방안도 검토되고 있다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 우수한 압전특성으로 전자세라믹스 분야에서 가장 널리 사용되어지고 있지만 $1200^{\circ}C$ 이상의 높은 소결온도 때문에 $1000^{\circ}C$ 부근에서 급격히 휘발되는 PbO로 인한 환경오염과 기본조성의 변화로 인한 압전 특성의 저하가 문제시 되고 있다. 또한 적층 세라믹스의 제작 시 구조적 특성상 내부전극이 도포된 상태에서 동시 소결이 필요한데, 융점이 낮은 Ag전극 대신 값비싼 Pd나 Pt가 다량 함유된 Ag/Pd, Ag/Pt 전극이 사용되고 있어 경제성이 떨어지는 단점을 갖게 된다. 순수 Ag 전극을 사용하거나 Ag의 비율이 높은 내부전극을 사용하기 위해서는 $900^{\circ}C$ 이하에서 소결되고 우수한 전기적 특성을 보이는 압전 세라믹스를 개발 하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 압전특성이 우수한 $(Pb_{1-x}Cd_x)(Ni_{1/3}/Nb_{2/3})_{0.25}(Zr_{0.35}/Ti_{0.4})O_3$ 계의 조성을 설계하고, 소걸온도를 낮추기 위해서 2 단계 하소법을 이용하였다. 또한 $MnCO_3$, $SiO_2$, $Pb_3O_4$ 등을 소량 첨가하여 액상 소결 특성을 부여하여 소결 온도를 감소시키려는 시도도 하였다. 분말을 볼 밀링 (ball milling)을 통해 24시간 동안 혼합하고, 혼합된 분말은 $800^{\circ}C$에서 2시간 동안 하소하였다. 하소한 분말을 다시 72시간 동안 볼 밀링 하여 최종 분말을 얻었다. 최종 분말에 PVB를 첨가하여 직경 15mm의 디스크 형태로 성형한 후, 850~$975^{\circ}C$ 범위에서 온도를 변화시키면서 소결을 하였다. 최종 분말 및 소결된 시편을 XRD분석을 통하여 상을 확인하였고, SEM을 이용하여 미세조직을 관찰 하였다. 전기적 특성을 평가하기 위하여 두께를 1mm로 연마한 시편에 Ag 전극을 도포하여 $650^{\circ}C$에서 열처리한 후, 분극처리 하였다. 압전특성은 $d_{33}$-meter로 측정하였고, impedance analyzer를 이용하여 압전 특성 (전기기계결합계수 및 기계적품질계수)을 측정 하였다. 또한 강유전체 특성 평가 장치 (Precision-LC)를 이용하여 분극-전계 특성을 평가하였다. 이상의 연구를 통하여 소결 온도가 $900^{\circ}C$인 경우에서도 양호한 압전 특성을 확보 할 수 있었다.

• The Journal of the Petrological Society of Korea
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• v.9 no.4
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• pp.211-237
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• 2000

Major element zoning has been analyzed in garnet porphroblasts obtained from the Grt-St and Ky-Grt-St grade assemblages in Zones I on the northern flank of the Pelham Dome, north central Massachusetts. These porphyroblasts grew during multiple phases of deformation and meta-morphism revealed by the inclusion trail geometry plus the chemical zoning patterns within garnet porphyroblasts. Unusual zoning patterns, including zoning reversals and gradient changes in XMn, zlgzag patterns in Fe/(Fe +Mg) and staircase-shaped patterns in XCa, are coincident with textural truncations and other changes in microstructure within the garnet porphrublasts. Chemical variations in plagioclase, biotite, muscovite and staurolite combined with inclusion trail geometry and petrography reveal that the garnet zoning patterns are modified by combinations of the following. (1) Uni-and divariant reactions involving garnet consumption(Grt+ Chl+Ms=St+Bt+Qtz + $H_2$O) and production(St+Ms + Qtz= Bt+ Grt +A1$_2$$SiO_{5}$ + $H_2$O). (2) Deformation induced episudic ionit dissolution, preferential diffusion and re-distribution during foliation development. (3) P-T changes during growth of the porphyroblasts. The P-T paths combined with petrographic and inclusion trail morphology observations consist of two pattens; (1) heating/compression during NW-SE shortening; and (2) decompression with cooling during NNW-SSE shortening. Based on temperature-time(T-t) geochronological data and late-Paleozoic tectonic model, Alleghanian metamorphism, which is the result of heterogeneous shearing concentrated along the boundary between the Abalone Terrane(Pelham dome) and cover rocks(Bronson Hill Terrane), has produced Ky-St-Ms mineral assemblage during Pennsylvanian(290-300 Ma) in Shutesbury area. However, temperature of alleghanian metamorphism was not high enough to form garnet and staurolite in the Northfiled syncline area. Alleghanian metamorphism has affected only the matrix due to heterogeneous shearing in the study area.

• Economic and Environmental Geology
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• v.51 no.4
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• pp.345-358
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• 2018

In this study, we have performed electron probe micro analyzer (EPMA), X-ray differaction (XRD), inductively coupled plasma spectroscopy (ICP), Fourier transform Raman spectroscopy (FT-Raman), far-infrared (FIR), nuclear magnetic resonance (NMR), and pH-DO Analyses for characterizing medicinal mineralogy aspect of the black tourmaline (Shantung, china), black and pink tourmaline (Minas Geraris, Brazil), black touemaline (Daeyu mine, Korea). In addition, heating effects of the tourmaline sauna as well as the effects of tourmaline powder-added soap on skin troubles have been investigated. It has been revealed that chemical composition of the tourmaline is either high in Fe-, Al-, B-rich types. Ratio of the K-Ca, Na-K, and Fe-B reflects the component change property of solid solution. $CaO/CaO+Na_2O$ and MgO/FeO+MgO ratio show high positive correlation. When tourmaline reacts with distilled water, extended reaction time DO values approximately decrease and it stabilizes at DO = 10. Otherwise, pH values increase until 6 hours and it stabilizes at pH = 8 after 24 hours. Distilled water changes to alkaline when it reacts with tourmaline powder and particles. Tourmaline showed lower absorption spectrum strength and transmittance at short wave, where absorption spectrum wavelength and strength were determined by the content of the composition elements and characteristics of crystallography. Increase of the Fe content has been confirmed to be the cause for the reduction of irradiation. For the chemical composition and spectral property of the tourmaline particle samples, it has been found that Si and Fe contents show positive correlation with Far-Infrared irradiation, while Al and Mg contents show negative correlation. For tourmaline powder, it has been confirmed that $^{17}O-NMR$ FWHM (full width at half maximum) decreases when reacts with distilled water. Tourmaline sauna (approximately $100^{\circ}C$) was found to increase $0.5-1.5^{\circ}C$ of body temperature, average of 12 heartbeat, and 10mg Hg of blood pressure. Tourmaline soap had very good aesthetic effect to skin and was confirmed to have above the average improvements to skin troubles (e.g., allergy or atopy).

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.28 no.4
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• pp.438-446
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• 2006

A lab-scale batch test was conducted to develop capping materials to reduce the sediment phosphorus in the stagnant water zone of Gyeongancheon in Paldang Lake. The mean grain size(Mz) of sediment in the investigated area was 7.7 ${\phi}$, which is very fine, and the contents of organic carbon($C_{org}$) was 2.4%, which is very high. For the phosphorous release experiment to select the optimal capping material, sand layer, powder-gypsum($CaSO_4{\cdot}2H_2O$), granule-gypsum, complex layer(gypsum+sand) and the control were compared and evaluated in the 150 L reactor for 45 days. In case of the capping with the sand, it was found that the phosphorous from the sediment could be reduced by around 50%. However, it was found that this caused the reduction of the dissolved oxygen in the water column(by less than 3 mg/L) due to the resuspension of sediment and the organic matter decomposition that comes from the generation of $CH_4$ gas in the 1 cm of the sand layer. Therefore, it is likely that the sand layer has to be thickener in case of the sand capping. Powder-gypsum and granule-Gypsum reduced phosphorous release by more than 80%. However, the concentration of ${SO_4}^{2-}$ in the water column increased, making it difficult to apply it to the drinking water protection zone. We developed Fe-Gypsum and $SiO_2$-gypsum materials to reduce the solubility of ${SO_4}^{2-}$. Powder-Gypsum creates the interception film that does not have any aperture on the sediment layer when it is combined with the water. However phosphorous release caused by the generation of $CH_4$ gas may happen at a time when the gypsum layer has the crack. Capping through the complex layer(granule-Gypsum+sand(1 cm)) found to be suitable for the drinking water protection zone because it was effective to prevent phosphorus release. Moreover, this leads to the lower solubility from the concentration of ${SO_4}^{2-}$ into the water column than the powder-Gypsum and granule-Gypsum. The addition of gypsum($CaSO_4{\cdot}2H_2O$) into the sediment can reduce the progress of methanogensis because fast early diagenesis and sufficient supply of ${SO_4}^{2-}$ to the sediment, stimulate the SRB(sulfate reducing bacteria) highly.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.39 no.2
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• pp.145-152
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• 2002

Four commercial alumina powders having different particle size of $0.5{\mu}m,\;2.8{\mu}m,\;12{\mu}m,\;and\;45{\mu}m$ were presintered at 1120$^{\circ}C$ for 2h and then lanthanum aluminosilicate glass was infiltrated at 1100$^{\circ}C$ for 2h in the interval of 0.1h to investigate the penetration kinetic of the glass into the alumina preforms. The infiltration distance is parabolic with respect to time as described by the Washburn equation and the penetration rate constant, K, increases with raising the alumina particle size. The strength of glass-alumina composites increases as the alumina particle size reaches to 2.8${\mu}m$ due to the increase in packing, however, decreases with further increasing the alumina particle size. The fracture toughness of the composites rises with increasing the alumina particle size due to the crack bowing and the interaction between crack and alumina particles.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.190-190
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• 2008

자연적으로 발생되는 파도, 비, 우박 등과 철도, 차량 및 엘리베이터 등과 같은 인위적인 설치, 이동에 의해 발생되는 진동에너지는 우리 일상생활에서 가장 흔하게 발생할 수 있는 에너지원인데, 이러한 진동에너지는 압전 소재를 이용하여 재생 가능하여 최근에는 이에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 예를 들면, 미국의 MIT에서는 인간이 걸을 때 신발에 가해지는 압력을 이용하여 전력을 발생시키는 연구를 진행하여 2.9 mW의 전력을 얻었다. 특히 이러한 기술은 인간의 걷기 운동 등과 같은 일상적인 동작으로 필요한 전력을 얻을 수 있고, 세라믹 소자를 이용하기 때문에 전자노이즈가 발생되지 않을 뿐 아니라 반영구적으로 사용할 수가 있어서, 소형 전자기기 등에 서 기존 이차전지를 대체 또는 보완 할 수 있는 기술로 검토되고 있다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 우수한 압전특성으로 이러한 압전발전 분야에서 가장 널리 사용되어지고 있다. 하지만 에너지 효율을 높이기 위하여 적층 구조의 제작 시 구조적 특성상 내부전극이 도포된 상태에서 동시 소결이 필요한데, $1000^{\circ}C$ 이상의 높은 소결온도 때문에 소재 원가가 낮은 Ag전극 대신 값비싼 Pd나 pt가 다량 함유된 Ag/Pd, Ag/Pt 전극이 사용되고 있어 경제성이 떨어지는 단점을 갖게 된다. 순수 Ag 전극을 사용하거나 Ag의 비율이 높은 내부전극을 사용하기 위해서는 $900^{\circ}C$ 이하에서 소결되고 우수한 전기적 특성을 보이는 압전 세라믹스 소재를 개발 하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 압전특성이 우수한 $(Pb_{1-x}Cd_x)(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_{0.25}(Zr_{0.35}/Ti_{0.4})O_3$ 계의 조성을 설계하고, 소결온도를 낮추기 위해서 2 단계 하소법을 이용하였다. 또한 $MnCO_3$, $SiO_2$, $Pb_3O_4$ 등을 소랑 첨가하여 액상 소걸 특성을 부여하여 소결 온도를 감소시키려는 시도도 하였다. 소결체의 전체적인 제조 공정은 일반적인 벌크 세라믹의 소걸 공정을 따랐다. 최종 소결된 시편을 XRD분석을 통하여 상을 확인하였고 SEM을 이용하여 미세조직을 관찰 하였다. 전기적 특성을 평가하기 위하여 두께를 1mm로 연마한 시편에 Ag 전극을 도포하여 $650^{\circ}C$ 에서 열처리한 후, 분극처리 하였다. Impedance analyzer를 이용하여 압전 특성 (전기기계결합계수 및 기계적품질계수)을 측정 하였고, 압전전하상수는 $d_{33}$-meter로 측정하였다. 본 연구에서는 압전체에 가해지는 하중의 크기, 시편의 크기, 하중을 가하는 방법, 에너지 저장회로의 최적화 등을 다양하게 시도하면서 에너지 변환 및 저장 효율을 평가하였다.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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• v.26 no.5
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• pp.52-59
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• 1989

The reliability of the thin thermal oxide was investigated by using constant current stress method. Polysilicon gate MOS capacitors with oxide thickness range of 20-25nm were used in this experiment. Automatic measurement and statistical data analysis which were essential in reliability evaluation of VLSI process preformed by HP 9000 computer. Based on TDDB results, defect density, breakdown charge (Qbd) and lifetime of oxide film were evaluated. According to the polarity of the stress, some different characteristics were shown. Defect density was 62/$cm^2$ at negative gate injection. The value of Qbd was about 30C/$cm^2$ at positive gate injection, and about 21C/$cm^2$ at negative. The current density acceleration factor was 1.43$cm^2$/A for negative gate injection, and 1.25$cm^2$/A for positive gate injection.

• Journal of the Korean Society of Costume
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• v.49
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• pp.49-63
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• 1999

This research utilized the Energy Dispersive X-ray Spectroscopy(EDS) and the Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry in the analysis of chemical elements present among the textiles exhumed from Kupori Hwasung-kun Kyunggi-do. The two research objectives were: first to examine the elements present and their percent presence in Kupori samples: second to investigate whether the elements are part of mordant substances which could have been used when dyeing the KUpori textiles in the past. To meet such research purposes standard silk fabric was dyed with Sophorajaponica using alum and iron mordants. For alum mordant unpurified general alum and potassium aluminum sulfate(AlK(SO4)2). iron sulfate(FeSO4·7H2O) were used, From the results of EDS and ICP-Mass analysis the following conclusions were drawn. 1 According to the EDS analysis 9 elements Ca, S, Al, Si, K, Fe, P, Mg and Na were detected. 2. ICP-Mass result of the mordant chemicas showed high amount of A, Al and k present in alum mordants and S and Fe present in iron mordants. 3. Comparison of the ICP-Mass results of the mordant chemicals and those of the standard dyed samples suggested that the amount presence of Al and Fe is a strong indication of the usage of alum and iron mordants respecticely in an unknown dyed textile. 4, In the washed Kupori textiles Fe showed a relatively higher rate of presence in the samples Therefore it can be conjectured that those Kupori textiles were dyed with iron mordant based on the result of the above number 3. 5. It is probable that the other elements detected from the Kupori samples were incorporated into the textiles as part of the soil debris produced from the degradation of the dead within the coffin or the earth debris. They can also be part of the inorganic compounds inherent in the silk textiles themselves before dyed. 6. Among the elements it is likely that Ca which showed a high degree of presence among the unwashed samples was part of the inorganic compound inferent in the silk textiles.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.249-249
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• 1999

GaN과 같은 III-nitride 반도체 관한 식각 기술의 연구는 blue-emitting laser diode(LD)를 위한 경면(mirror facet)의 형성뿐만아니라 새로운 display 용도의 light emitting diodes (LED), 고온에서 작동되는 광전소자 제조 등에도 그 중요성이 증대되고 있다. 최근에는 III-nitride 물질의 높은 식각속도와 미려하고 수직한 식각형상을 이루기 위하여 ECR(Electron Cyclotron Resonance)이나 ICP(Inductively Coupled Plasma)와 같은 고밀도 플라즈마 식각과 CAIBE(Chemically assisted ion beam etching)를 이용한 연구가 진행되고 있다. 현재 제조되어 지고 있는 LED 및 LD와 같은 광소자의 구조의 대부분은 p-GaN/AlGaN/InGaN(Q.W)/AlGaN/n-GaN 와 같은 여러 층의 형태로 이루어져 있다. 이중 InGaN는 광소자나 전자소자의 특성에 영향을 주는 가장 중요한 부분으로써 현재까지 보고된 식각연구는 undoped GaN에 대부분 집중되고 있고 이에 비해 소자 특성에 핵심을 이루는 InGaN의 식각특성에 관한 연구는 미흡한 상황이다. 본 연구에서는 고밀도 플라즈마원인 ICP 장비를 이용하여 InGaN를 식각하였고, 식각에는 Cl2/CH4, Cl2/Ar 플라즈마를 사용하였다. InGaN의 식각특성에 영향을 미치는 플라즈마의 특성을 관찰하기 위하여 quadrupole mass spectrometry(QMS)와 optical emission spectroscopy(PES)를 사용하였다. 기판 온도는 5$0^{\circ}C$, 공정 압력은 5,Torr에서 30mTorr로 변화시켰고 inductive power는 200~800watt, bias voltage는 0~-200voltage로 변화시켰으며 식각마스크로는 SiO2를 patterning 하여 사용하였다. n-GaN, p-GaN 층 이외에 광소자 제조시 필수적인 InGaN 층을 100% Cl2로 식각한 경우에 InGaN의 식각속도가 GaN에 비해 매우 낮은 식각속도를 보였다. Cl2 gas에 소량의 CH4나 Ar gas를 첨가하는 경우와 공정압력을 감소시키는 경우 식각속도는 증가하였고, Cl2/10%Ar 플라즈마에서 공정 압력을 감소시키는 경우 식각속도는 증가하였고, Cl2/10%CHF3 와 Cl2/10%Ar 플라즈마에서 공정압력을 15mTorr로 감소시키는 경우 InGaN과 GaNrks의 선택적인 식각이 가능하였다. InGaN의 식각속도는 Cl2/Ar 플라즈마의 이온에 의한 Cl2/CHF3(CH4) 플라즈마에서의 CHx radical 형성에 의하여 증가하는 것으로 사료되어 진다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.26 no.5
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• pp.335-340
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• 2013

In this study, the plasma etching of the TaN thin film with $CH_4/BCl_3/Ar$ gas chemistries was investigated. The etch rate of the TaN thin film and the etch selectivity of TaN to $SiO_2$ was studied as a function of the process parameters, including the amount of $CH_4$. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) was used to investigate the chemical states of the surface of the TaN thin film.