• 제목/요약/키워드: columnar structure

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n-Si(111) 기판 위에 전기증착에 의한 Fe 박막의 성장과 구조적 특성 (Growth and Structural Properties of Fe Thin Films Electrodeposited on n-Si(111))

  • 김현덕;박경원;이종덕
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권9호
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    • pp.1663-1670
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    • 2006
  • 펄스 전기증착법에 의해 단결정 Fe 박막을 n-Si(111) 기판위에 직접 성장시켰다. CV 분석 을 통해 $Fe^{2+}n-Si(111)$ 계면은 쇼트키 장벽 형성에 따른 다이오드 특성을 가진다는 사실을 알 수 있었다. 또한 인가 전압에 따른 전기용량의 변화를 보여주는 Mott-Schottky chottky(MS) 관계식을 이용하여 전해질 내에서 n-Si(111) 기판의 flat-band potential(EFB)을 조사하였으며, 0.1M $FeCl_2$ 전해질 내에서 EFB와 산화-환원 전위는 각각 -0.526V 과 -0.316V 임을 알 수 있었다. Fe/n-Si(111) 계면반응 시, Fe 증착 초기 단계에서의 핵 형성과 성장 운동학은 과도전류 특성을 이용하여 조사하였으며, 과도전류 특성을 통해 Fe 박막의 성장모드는 "instantaneous nucleation and 3-dimensional diffusion limited growth"임을 알 수 있었다. 주파수가 300Hz, 최대 전압이 1.4V인 펄스 전압을 이용하여 n-Si(111) 기판위에 Fe를 직접 전기 증착 시켰으며, 형 성 된 Fe 박막은 단결정 ${\alpha}-Fe$로 Si 기판위에 ${\alpha}-Fe(110)/Si(111)$의 격자 정합성을 가지고 성장하였음을 XRD 분석을 통해 확인하였다.

동시 증착 스퍼터링 공정에 의해 증착된 Pd-barium zirconate membrane의 구조분석 (Structural properties of Pd-barium zirconate dense membrane synthesized by dual sputtering method)

  • 변명섭;강은태;조우석;김진호;황광택
    • 한국결정성장학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.19-24
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    • 2012
  • Barium zirconate는 화학적 안정성이 우수하고 고온에서의 프로톤 전도성이 뛰어나지만, 프로톤 전도도에 비해 전자전도도가 현저히 떨어진다. 따라서 본 연구에서는 높은 수소 분리 특성을 위해 다공성 지지체 상에 Pd-Barium zirconate를 얇고 치밀한 박막으로 제조하고자 하였고, dual sputtering법을 이용하여 성공적으로 증착하였다. X-선 회절 분석을 통해 증착된 $BaZr_{0.85}Y_{0.15}O_{3-{\delta}}$ 박막은 300 이상에서부터 $BaZrO_3$(Pm-3m) 결정상으로 결정화됨을 확인할 수 있었으며 표면과 단면에 대한 구조적 형상은 SEM과 TEM을 통해 관찰하였다. 관찰 결과 증착된 분리막은 치밀하였고 부채꼴의 주상으로 결정이 성장함을 확인할 수 있었다.

친환경 투수 콘크리트 바이오 블록의 개발 (Development of Environment Friendly Permeable Concrete Bio Blocks)

  • 송현우;이중우;권성민;이태형;오영탁
    • 한국항해항만학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.305-311
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    • 2020
  • 지구온난화에 따른 연안의 해수면 상승은 해안에 가해지는 파랑에너지의 상승을 유발한다. 이러한 해수면의 상승은 상대적으로 수심이 깊어지는 효과를 초래하고 이는 과거 발생하지 않았던 해안지역의 침식 및 해빈에서의 모래를 유실시킨다. 일반적으로 연안침식에 대응하는 방법은 호안을 쌓아 보호하게 되는 경성공법으로 외력의 변화에 따라 현장여건에 맞는 호안의 경사, 단면형상 및 재료를 선택하게 된다. 하지만 현상에 대한 불충분한 이해에 근거한 공법 적용으로 다양한 피해가 발생하고 있으며, 이는 신뢰도 향상을 위한 기술개발 및 융합기술 도입의 필요성을 보여준다. 본 연구에서는 파랑저감에 효과적인 다공성 구조물 바이오코스트(Biocoast)를 활용하여 해안침식피해억제를 위한 친환경 투수 바이오폴리머 콘크리트 블록을 개발하였다. 자연에서 내구성이 강하고 안정된 구조인 벌집, 주상절리, 클로버에서 정육각형 모양과 삼각형의 복합체로 디자인을 도출하였으며, 월파방지와 처오름 현상 감소를 위해 바이오코스트로 요철(凹凸)을 적용하도록 디자인에 변화를 가하였다. 한국 동해안의 해수욕장의 자연조건을 반영하여 디자인 한 블록의 중량과 크기를 계산하여 실형을 제작하고 이를 현장에의 설치를 앞두고 있다. 특히, 자연해변 및 호안시설에 대해 자연 및 인위적 외력에 의한 침식과 세굴로부터 연안을 보호하고, 블록의 단위화를 통해 품질관리 및 공정관리의 효율성을 향상시킬 수 있을 것으로 사료되며 하천, 호수의 호안과 자연산책로에 확장 적용하고자 한다.

터빈블레이드 형상 mock-up의 기하학적 배치조건에 따른 전자빔 물리기상증착법으로 제조된 7 wt% YSZ 열차폐 코팅의 코팅 균일성 (Deposition uniformity of 7 wt% YSZ as a thermal barrier coating with different configurational arrangement for turbine blade shape mock-up by electron beam physical vapor deposition)

  • 오윤석;채정민;류호림;한윤수;안종기;손명숙;김홍규
    • 한국결정성장학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.308-316
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    • 2019
  • 전자빔 물리기상증착기술(EBPVD)은 주상형 성장거동과 같이 고온에서의 구조 안정성에 기여할 수 있는 특성으로 인해 터빈블레이드 등과 같은 항공기 엔진 고온부품의 열차폐 코팅(TBC) 제조기술로 개발되어 상용화된 기술이다. 전자빔 증착으로 열·기계적 특성이 상용화 가능한 수준에 만족하는 고품질 열차폐 코팅제조를 위해서는 성장거동, 균일두께형성 등과 같은 구조적 요소의 제어가 반드시 수반되어야 한다. 본 연구에서는 실품형상에 근사한 터빈 블레이드 mock-up에 대한 기하학적 코팅인자 조건에 따른 7YSZ(7 wt% 이트리아 안정화 지르코니아) 열차폐 코팅의 성장거동과 구조변화를 고찰하였으며, 전산모사 기법을 활용한 기하학적 코팅인자 조건에 따른 코팅성장거동 모델링을 수행하여 실제 코팅결과와 비교하였다.

전해증착 Cu(In,Ga)Se2 태양전지 박막의 열처리 특성 (Annealing Characteristics of Electrodeposited Cu(In,Ga)Se2 Photovoltaic Thin Films)

  • 채수병;신수정;최재하;김명한
    • 한국재료학회지
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    • 제20권12호
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    • pp.661-668
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    • 2010
  • Cu(In,Ga)$Se_2$(CIGS) photovoltaic thin films were electrodeposited on Mo/glass substrates with an aqueous solution containing 2 mM $CuCl_2$, 8 mM $InCl_3$, 20 mM $GaCl_3$ and 8mM $H_2SeO_3$ at the electrodeposition potential of -0.6 to -1.0 V(SCE) and pH of 1.8. The best chemical composition of $Cu_{1.05}In_{0.8}Ga_{0.13}Se_2$ was found to be achieved at -0.7 V(SCE). The precursor Cu-In-Ga-Se films were annealed for crystallization to chalcopyrite structure at temperatures of 100-$500^{\circ}C$ under Ar gas atmosphere. The chemical compositions, microstructures, surface morphologies, and crystallographic structures of the annealed films were analyzed by EPMA, FE-SEM, AFM, and XRD, respectively. The precursor Cu-In-Ga-Se grains were grown sparsely on the Mo-back contact and also had very rough surfaces. However, after annealing treatment beginning at $200^{\circ}C$, the empty spaces between grains were removed and the grains showed well developed columnar shapes with smooth surfaces. The precursor Cu-In-Ga-Se films were also annealed at the temperature of $500^{\circ}C$ for 60 min under Se gas atmosphere to suppress the Se volatilization. The Se amount on the CIGS film after selenization annealing increased above the Se amount of the electrodeposited state and the $MoSe_2$ phase occurred, resulting from the diffusion of Se through the CIGS film and interaction with Mo back electrode. However, the selenization-annealed films showed higher crystallinity values than did the films annealed under Ar atmosphere with a chemical composition closer to that of the electrodeposited state.

Salsola collina 엽육조직내 변형된 크란츠구조 (Modified Kranz Structure in Leaves of Salsola collina)

  • 김인선
    • Applied Microscopy
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    • 제31권2호
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    • pp.207-214
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    • 2001
  • Salsola callina 엽육조직의 $C_4$ Kranz구조내 세포유형의 발달 및 미세구조 분화특성을 연구하였다. 선형의 다육질성 잎은 표피, 광합성 염육조직, 수분저장조직, 유관속으로 이루어져 있으며, 두 층의 엽육조직은 변형된 Salsoloid Kranz구조를 나타내었다. 내부의 엽육조직층은 전형적인 $C_4$ 구조의 Kranz 유관속초세포의 특성을 보이고, 외부의 엽육세포층은 Kranz 엽육세포의 특성을 보였다. 세포소기관들은 유관속초 세포에서는 구심적으로 배열하였고 엽육세포에서는 세포벽 주위를 따라 분포하였다. 또한 이들 세포유형 사이에는 엽록체 이형현상이 뚜렷하여 유관속초세포의 엽록체는 전분입자가 잘 발달하고 그라나가 거의 형성되어 있지 않았다. 반면, 외부엽육세포의 엽록체에는 그라나와 proteinbody들이 잘 발달되어 있었다. 유관속초세포의 세포벽은 비후되어 있으나 엽육세포의 경우에는 얇고, 특히 이들 두 세포층은 복잡한 구조를 지니는 원형질연락사로 연결되어 있었다. 이러한 구조들은 $C_4$ 광합성과정에서 생성되는 물질이 유관속초세포와 엽육세포 간에 원활하게 수송되고 이동됨을 암시한다. 본 연구에서 밝혀진 Salsola 식물의 미세구조는 $C_4$ 식물의 NADP-ME유형의 구조적 특성과 거의 일치하는 것이며, 구조적 이형현상을 보이는 유관속초와 엽육세포 간의 특성은 엽육조직 분화시 $C_4$ 기능과 밀접하게 연계하여 적응한 결과로 나타난 현상으로 추정된다.

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밀어 (Rhinogobius brunneus)와 민물검정망둑 (Tridentiger brevispinis)의 흡반 구조에 관한 연구 (A Study of Structure of the Sucker of Common Freshwater Goby (Rhinogobius brunneus) and Triden Goby (Tridentiger brevispinis))

  • 김택영;손성원;최병진;박창현
    • Applied Microscopy
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    • 제32권1호
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    • pp.57-66
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    • 2002
  • 본 연구는 좌 우의 배지느러미가 양쪽으로 합쳐져서 흡반을 형성하는 망둥어과(Cobiidae) 어류인 밀어 (Rhinogobius brunneus)와 민물검정망둑 (Tridentiger brevispinis)의 흡반의 형태 및 구조를 광학현미경, 주사전자현미경, 투과형 전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 밀어 흡반의 외부형태는 첨부는 규칙적인 실타래 모양의 조밀한 굴곡을 형성하고 있으며, 중부와 기저부는 첨부에 비하여 조밀하지는 않으나 벌집모양의 규칙적인 구조를 갖는다. 세포의 경계와 세포 표면 내에 이랑을 형성하고 있었으며 구조물 사이에 점액분비세포(mucous cell)의 개구부(openings)가 다수 관찰되었다. 내부구조는 초생달모양의 지느러미살을 중심으로 조밀한 섬유층과 상피표면을 향하는 방사상의 성긴 탄력성 섬유층과 입방형 또는 원추형 상피 세포들로 이루어져 있다. 민물검정망둑의 흡반의 외부형태는 첨부는 실타래 모양의 굴곡을 가지나 규칙적이지 않다. 중부와 기저부는 밀어와 같이 벌집모양의 구조로 되어 있으며 구조물 사이에 점액분비세포의 개구부가 관찰되었으나 밀어에 비해 적다. 내부구조는 밀어 에서와 같이 지느러미살을 중심으로 조밀한 섬유층이 관찰되지만 방사상의 성긴 탄력성 섬유층은 관찰되지 않으며 편평상피 또는 다각형의 상피세포들로 구성되어 있어서 밀어에 비하여 흡반의 두께가 얇다.

수컷 생쥐에서 에스트로겐 수용체 촉진제의 농도별 투여에 의한 부속 생식샘의 형태학적 변화 (Morphological Changes of Accessory Genital Organs Induced by Treatment with Different Concentration of Estrogen Receptor Agonist in the Male Mouse)

  • 조영국;한지연;조현욱
    • Applied Microscopy
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    • 제41권4호
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    • pp.265-276
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    • 2011
  • 에스트로겐 수용체 알파 촉진제인 propyl pyra zole triol (PPT)를 투여하여 복부 전립샘, 정낭, 포피샘과 같은 수컷 생쥐 부속생식샘의 무게 및 조직학적 구조에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구에서는 성체 수컷 생쥐를 대상으로 casor oil에 각각 0.01 mg, 0.1 mg, 1mg의 농도로 희석한 PPT를 주 1회씩 3, 5, 8주 동안 피하주사 한 후 부속생식샘의 무게 및 조직학적 변화를 관찰하였다. 전체적으로 부속생식샘의 무게가 PPT 0.01 mg과 0.1 mg 처리군에서 증가하였지만, PPT 1.0 mg 처리군에서는 감소하였다. 전립샘의 상피조직은 대조군의 원주상피에서 처리군의 평편상피 또는 입방상피 형태로 변화하였다. PPT 처리군의 3주째부터 전립샘의 상피세포의 높이가 감소하였다. 정낭의 내강면적은 처리군에서 줄어든 형태로 나타났다. PPT 처리군에서 정낭의 상피세포의 높이는 감소되었다. PPT 1.0 mg 처리군에서는 포피샘의 샘포조직이 급격하게 위축되었다. 이러한 결과는 수컷 생쥐의 에스트로겐에 대한 생리적 기능을 이해하기 위한 실험에서 PPT 농도를 결정하는 데에 참고 자료로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

RF 마그네트론 스퍼터를 이용하여 제작한 MGZO 박막의 구조적 및 전기적, 광학적 특성에 미치는 스퍼터링 전력의 영향 (Effect of Sputtering Powers on Mg and Ga Co-Doped ZnO Thin Films with Transparent Conducting Characteristics)

  • 김인영;신승욱;김민성;윤재호;허기석;정채환;문종하;이정용;김진혁
    • 한국재료학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.155-160
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    • 2013
  • ZnO thin films co-doped with Mg and Ga (MxGyZzO, x + y + z = 1, x = 0.05, y = 0.02 and z = 0.93) were prepared on glass substrates by RF magnetron sputtering with different sputtering powers ranging from 100W to 200W at a substrate temperature of $350^{\circ}C$. The effects of the sputtering power on the structural, morphological, electrical, and optical properties of MGZO thin films were investigated. The X-ray diffraction patterns showed that all the MGZO thin films were grown as a hexagonal wurtzite phase with the preferred orientation on the c-axis without secondary phases such as MgO, $Ga_2O_3$, or $ZnGa_2O_4$. The intensity of the diffraction peak from the (0002) plane of the MGZO thin films was enhanced as the sputtering power increased. The (0002) peak positions of the MGZO thin films was shifted toward, a high diffraction angle as the sputtering power increased. Cross-sectional field emission scanning electron microscopy images of the MGZO thin films showed that all of these films had a columnar structure and their thickness increased with an increase in the sputtering power. MGZO thin film deposited at the sputtering power of 200W showed the best electrical characteristics in terms of the carrier concentration ($4.71{\times}10^{20}cm^{-3}$), charge carrier mobility ($10.2cm^2V^{-1}s^{-1}$) and a minimum resistivity ($1.3{\times}10^{-3}{\Omega}cm$). A UV-visible spectroscopy assessment showed that the MGZO thin films had high transmittance of more than 80 % in the visible region and that the absorption edges of MGZO thin films were very sharp and shifted toward the higher wavelength side, from 270 nm to 340 nm, with an increase in the sputtering power. The band-gap energy of MGZO thin films was widened from 3.74 eV to 3.92 eV with the change in the sputtering power.

마그네트론 스퍼터링에 의해 제조된 CrAlSiN 박막의 화학성분에 따른 온도저항계수와 미세구조

  • 문선철;하상민;김상호
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.100-102
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    • 2013
  • Magnetron-sputtering법을 사용하여 기존에 연구하였던 CrAlN (Cr 7:Al 3)박막에 Si를 첨가하여 Si의 함량 변화에 따라 미세구조와 화학적 결합상태, 온도저항계수(TCR) 및 산화저항의 영향과 기계적특성 개선을 통한 multi-functional heater resistor layer로써의 가능성을 연구하였다. CrAlSiN 박막의 Si 함량에 변화에 따라 온도저항계수 변화를 확인하였으며 X-선 회절 분석(XRD) 패턴 분석결과 CrAlSiN 박막의 결정구조가 Bl-NaCl 구조를 가지고 있는 것을 확인하였으며 SEM과 AFM을 통한 표면 및 미세구조 분석결과 Si의 함량이 증가할수록 입자가 조밀해짐을 알 수 있었다. 최근 digital priting technology의 핵심 기술로 부각되고 있는 inkjet priting technology는 널리 태양전지뿐만 아니라 thin film process, lithography와 같은 반도체 공정 기술에 활용 할 수 있기 때문에 반도체 제조장비에도 사용되고 있으며, 현재 thermal inkjet 방식을 사용하고 있다. Inkjet printing technology는 전기 에너지를 잉크를 배출하기 위해 열에너지로 변환하는 thermal inkjet 방식을 사용하고 있는데, 이러한 thermal inkjet 방식은 기본적으로 전기저항이 필요하지만 electrical resistor layer는 잉크를 높은 온도에서 순간적으로 가열하기 때문에 부식이나 산화 등의 문제가 발생할 수 있어 이에 대한 보호층을 필요로 한다. 하지만, 고해상도, 고속 잉크젯 프린터, 대형 인쇄 등을 요구되고 있어 저 전력 중심의 잉크젯 프린터의 열효율을 방해하는 보호층 제거에 필요성이 제기되고 있다. 본 연구는 magnetron-sputtering을 사용하여 기존의 CrAlN 박막에 Si를 합성하여 anti-oxidation, corrosion resistance 그리고 low temperature coefficient of resistance 값을 갖는 multi-functional heater resistor layer로써 CrAlSiN 박막의 Si 함량에 따른 효과에 초점을 두었다. 본 실험은 CrAlN 박막에 Si 함량을 4~11 at%까지 첨가시켜 함량의 변화에 따른 특성변화를 확인하였다. 함량이 증가할수록 amorphous silicon nitride phase의 영향으로 박막의 roughness는 감소하였으며 XRD 분석결과 (111) peak의 Intensity가 감소함을 확인하였으며 SEM 관찰시 모든 박막이 columnar structure를 나타내었으며 Si함량이 증가할수록 입자가 치밀해짐을 보여주었다.Si함량이 증가할수록 CrAlN 박막에 비하여 면저항은 증가하였으며 TCR 측정결과 Si함량이 6.5 at%일 때 가장 안정한 TCR값을 나타내었다. Multi-functional heater resistor layer 역할을 하기 위해서, CrAlSiN 박막의 원소 분포, 표면 거칠기, 미세조직, 전기적 특성 등을 조사하였다. CrAlN 박막의 Si의 첨가는 크게 XRD 분석결과 주상 성장을 억제 할 수 있으며 SEM 분석을 통하여 Si 함량이 증가할수록 Si3N4 형성이 감소하며 입자크기가 작아짐을 확인하였다. 면저항의 경우 Si 함량이 증가함에 따라 높은 면저항을 나타내었으며 Si함량이 6.5 at%일 때 가장 낮은 TCR 값인 3120.53 ppm/K값을 보였다. 이 값은 상용되고 있는 heater resistor보다 높지만, CrAlSiN 박막이 더 우수한 기계적 특성을 가지고 있기 때문에 hybrid heater resistor로 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

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