• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
• /
• 제4회(2015년)
• /
• pp.405-407
• /
• 2015

Graphene의 bandgap이 0eV이고 hBN의 bandgap이 4~5eV라는 이기 때문에 두 물질을 혼합하였을 때 태양전지로 쓰기 좋은 1.2eV의 bandgap을 가지는 물질을 만들 수 있을 거라 생각된다. 이 점을 착안하여 hBN에 Carbon을 도핑시켜 1.2eV의 bandgap을 갖는 물질을 이론적으로 만들어 보았다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제40권9호
• /
• pp.867-873
• /
• 2003

$Si_{3}N_{4}$-BN계 기계 가공서 세라믹스를 $1800^{\circ}C$에서 2시간동안 25MPa의 압력하에서 열간 가압소결하여 제조하였다. $Si_{3}N_{4}$ 매트릭스에 판상의 h-BN 첨가량을 5-30 vol%까지 증가함에 따라 굽힘강도는 $Si_{3}N_{4}$ 단미의 1000 MPa에서 720~400 MPa로 감소하였고, 파괴인성도 $Si_{3}N_{4}$ 단미의 7.6MPaㆍ$m^{1/2}$에서 6.5~4.1 MPaㆍ$m^{1/2}$로 감소하였다. $\beta$-$Si_{3}N_{4}$의 결정립 크기와 형상비는 h-BN 첨가에 의해 약간 감소하였다. $Si_{3}N_{4}$ 단미는 절삭시 취성 파괴를 나타내어 절삭이 불가능하였으나, $Si_{3}N_{4}$-BN계 기계 가공서 세라믹스는 파괴가 발생하지 않으면서 절삭이 가능하여, 우수한 기계 가공성을 나타내었다. h-BN 함량이 증가할수록 절삭과 마이크로 드릴링시의 절삭력은 감소하였다.

• 한국진공학회지
• /
• 제9권2호
• /
• pp.155-161
• /
• 2000

이온빔보조증착법을 이용하여 c-BN(70%)/h-BN(30%) 혼합막을 합성하였으며, 이를 후속 열처리로 안정화 시켰다. 보론은 e-beam evaporator로, 질소는 end-hall type 이온 건으로 공급하였으며, 기판에는 -400과 -500V의 DC 바이어스를 각각 인가하였고, $700^{\circ}C$로 가열하였다. 보론의 기화속도는 1.2 $\AA$/sec였고, 질소이온의 에너지는 약 100 eV였다. 막 합성 후같은 진공에서 후속열처리를 $700^{\circ}C$ 및 $800^{\circ}C$에서 1시간동안 각각 행하였다. 후속열처리를 하지 않은 경우에는 공기 중에 노출된 직후에 막이 기판에서 박리된 반면, $800^{\circ}C$에서 후속 열처리를 한 경우에는 안정하였다. 후속 열처리에 의하여 막 전체의 응력은 4.9 GPa에서 3.4 GPa로 감소하였으나, c-BN상의 응력은 변화하지 않았다. 이러한 결과는 c-BN상의 응력 해소를 주요 안정화 기구로 보고한 기존의 결과와 다른 것으로, 후속 열처리 동안에, 비정질이나 결함이 많은 h-BN상의 구조적, 화학적 relaxation에 의하여 막의 안정화가 진행될 수 있음을 의미한다. c-BN상의 분율이 작은 혼합막의 경우 비 c-BN상의 안정화가 막 전체의 안정화에 매우 중요할 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.44-44
• /
• 2011

현존하는 초경도 박막물질 중 입방정 질화붕소(cBN)은 철계 금속과의 반응안정성 및 낮은 온도에서의 합성가능성 등 많은 장점을 가지고 있다. 그러나 필수로 수반되는 이온충돌 효과로 인해 박막 내 높은 잔류응력으로 인한 박리 현상으로 응용이 어려운 실정에 있다. 현재까지 이를 개선하기 위해 수소를 첨가하여 박막의 잔류응력을 줄이는 연구, B4C 타겟을 이용하여 B-C-N 의 gradient layer를 설계하여 점진적으로 잔류응력을 감소시키는 연구 등 많은 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 MOCVD로 만들어진 NCD(Nano Crystalline Diamond) buffer layer 위에 RF-UBM(unbalanced magnetron) PVD를 이용하여 BN을 증착시켰다. hBN 타겟을 이용하여 2mTorr에서 400W 의 RF 파워를 사용하여 기판에 RF bias를 인가해 실험하였다. cBN 박막과 기판의 lattice mismatch 를 줄이기 위해서 본 연구소에서 제공되는 NCD 기판을 사용하였으며, 다이아몬드 기판과 cBN 박막의 1:1 에피성장을 이루기 위해 상온에서부터 800도까지 온도 변화를 주어 cBN을 증착시켰다. FTIR(Fourier transform infrared spectroscopy)로 $sp^2$구조인 hBN과 $sp^3$구조인 cBN의 성장유무를 확인하였으며, FTIR peak intensity 차이로 박막내 cBN의 함량을 계산하였고, Scratch test로 박막과 기판사이의 밀착력을 상대적으로 비교하였으며, 격자의 에픽성장을 확인하기 위해 FIB 의 작업을 거쳐 HRTEM 으로 각 위치별로 SAD pattern를 이용하여 성장거동을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.286-286
• /
• 2016

Hexagonal boron nitride (hBN) is a dielectric insulator with a two-dimensional (2D) layered structure. It is an appealing substrate dielectric for many applications due to its favorable properties, such as a wide band gap energy, chemical inertness and high thermal conductivity[1]. Furthermore, its remarkable mechanical strength renders few-layered hBN a flexible and transparent substrate, ideal for next-generation electronics and optoelectronics in applications. However, the difficulty of preparing high quality large-area hBN films has hindered their widespread use. Generally, large-area hBN layers prepared by chemical vapor deposition (CVD) usually exhibit polycrystalline structures with a typical average grain size of several microns. It has been reported that grain boundaries or dislocations in hBN can degrade its electronic or mechanical properties. Accordingly, large-area single crystalline hBN layers are desired to fully realize the potential advantages of hBN in device applications. In this presentation, we report the growth and transfer of centimeter-sized, nearly single crystal hexagonal boron nitride (hBN) few-layer films using Ni(111) single crystal substrates. The hBN films were grown on Ni(111) substrates using atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD). The grown films were transferred to arbitrary substrates via an electrochemical delamination technique, and remaining Ni(111) substrates were repeatedly re-used. The crystallinity of the grown films from the atomic to centimeter scale was confirmed based on transmission electron microscopy (TEM) and reflection high energy electron diffraction (RHEED). Careful study of the growth parameters was also carried out. Moreover, various characterizations confirmed that the grown films exhibited typical characteristics of hexagonal boron nitride layers over the entire area. Our results suggest that hBN can be widely used in various applications where large-area, high quality, and single crystalline 2D insulating layers are required.

• 한국공작기계학회논문집
• /
• 제13권2호
• /
• pp.33-39
• /
• 2004

Sandblasting has recently been developed into a powder blasting technique for brittle materials. In this study, the machinability of $Si_3N_4$-hBN based machinable ceramics are evaluated for micro - pattern making processes using powder blasting. Material properties of the developed machinable ceramics according to the variation of h-BN contents give a good machinability to the ceramics. The effect of scanning times, the size of patterns and variation of BN contents on the erosion depth of samples without mask and samples with different mask patterns in powder blasting of $Si_3N_4$-hBN ceramics are investigated. The Parameters are the impact angle of $90^{\circ}$, the scanning times of nozzle up to 40, and the stand-off distances of 100mm The widths of masked pattern are 0.1mm 0.5mm and 1mm. The powder used is Alumina particles, WA#600. and the blasting pressure of powder is 0.2MPa. Through required experiments, the results are investigated and analyzed. As the results, the machinability of the developed ceramics increases as the BN contents in the ceramics.

• 한국표면공학회지
• /
• 제41권2호
• /
• pp.43-47
• /
• 2008

Cubic boron nitride(c-BN) films were deposited on tungsten carbide insert tool by microwave plasma enhanced chemical vapor deposition(MPECVD) from a gas mixture of triethyl borate$(B(C_2H_5O)_3)$, ammonia $(NH_3)$, hydrogen$(H_2)$ and argon(Ar). The qualities of deposited thin film were investigated by x-ray diffrac-tion(XRD), field emission scanning electron microscopy(FE-SEM) and micro Raman spectroscope. The surface morphologies of the synthesised BN as well as crystallinity appear to be highly dependent on the flow rate of $B(C_2H_5O)_3$ and $(NH_3)$ gases. The deposited film had more crystallized phases with 5 scem of $B(C_2H_5O)_3$ and $(NH_3)$ gases than with 2 sccm, and the phase was identified as c-BN by micro Raman spectroscope and XRD. The adhesion strength were also increased with increasing flow rates of $B(C_2H_5O)_3$ and $(NH_3)$ gases.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2002년도 춘계학술발표회 초록집
• /
• pp.12-12
• /
• 2002

hexagonal Boron Nitride (hBN), rhombohedral Boron Nitride (rBN)과 고밀도의 wurzitic Boron N Nitride (wBN), cubic Boron Nitride (cBN) 등의 다양한 상을 갖는 Boron nitride는 그 결정구조에 따라 저밀도, 고밀도 박막으로 분류되며 이중 hBN과 rBN은 층간 결합이 약한 $sp^2$ 결합특성을 가지고, wBN 과 cBN은 강한 $sp^3$ 결합특성을 가지고 있다. 현재까지 $sp^3$결합을 갖는 BN의 우수한 특성을 응용하기 위한 수 많은 연구들이 있어왔다. 특히 cBN은 다이아몬드에 버금가는 높은 경도뿐만 아니라 높은 화 학적 안정성 및 열전도성 등 우수한 물리화학적 특성을 가지고 있어 마찰.마모, 전자, 광학 등의 여러 분야에서의 산업적 응용이 크게 기대되고 있다. 그러나 이와 같이 BN박막의 기계적 물성과 관련한 연 구는 많이 진행되어 왔으나 전기.전자적, 광학적 특성에 관한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 BN박막의 또 다른 웅용 분야를 탐색하고자 ME - ARE (Magnetically Enhanced A Activated Reactive Evaporation)법 에 의 해 합성 된 BN박막의 광학적 특성 에 관하여 조사하였다. BN박 막합성 은 전자총에 의 해 증발된 보론과 질소.아르곤 플라즈마의 활성 화반응증착(Activated Reactive E Evaporation)에 의해 이루어졌다. 기존의 ARE장치와 달리 열음극(hot cathode)과 양극(anode)사이에 평 행자기장을 부가하여 플라즈마의 증대시켜 반웅효율을 높였다. 합성실험용 모재로는 기본적인 특성 분 석을 위해 p-type으로 도핑된 (100) Si웨이퍼를 $30{\times}40mm$크기로 절단 후, 10%로 희석된 완충불산용액 에 10분간 침적하여 표면의 산화층을 제거한 후 사용하였으며, 광학특성 분석을 위해 $30{\times}30mm$의 glass를 아세톤으로 탈지.세척한 후 사용하였다. 박막합성실험에서 BN의 광학적 특성에 미치는 공정변수의 영향을 파악하기 위하여, 기판바이어스 전압, discharge 전류, $Ar/N_2$가스 유량비 등을 달리하여 증착하였다. 증착된 박막은 FTIR 분석을 통하 여 결정성을 확인하였으며, AFM 분석을 통하여 코팅층의 두께를 측정하였고, UV - VIS spectormeter를 이용하여 투광특성을 평가하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
• /
• 제4회(2015년)
• /
• pp.320-323
• /
• 2015

본 연구에서는 18 atoms unit cell graphene film을 기반으로 한 graphene/h-BN heterostructure의 bandgap 변화에 대해 EDISON LCAODFTLab simulator의 DFT기반 전자구조계산을 통해 알아보았다. Graphene 상에 BN-doping 형태로 주어진 여러 heterostructure의 전자구조계산을 통해 태양전지의 이론적 최적효율을 나타내는 1.2eV 정도의 값을 갖는 구조를 찾을 수 있었다.

• Composites Research
• /
• 제33권3호
• /
• pp.153-160
• /
• 2020

질화붕소(BN)는 높은 열전도도를 가지는 2D 형상의 부도체로 복합재료의 강화 필러로 연구되고 있는 물질이다. 본 연구에서는 판상의 육방정 질화붕소(h-BN)를 탄소섬유 다발 사이에 첨가하여 BN이 함유된 탄소섬유강화 복합소재(CFRPs)를 제조하여 BN 필러가 CFRP의 여러 물성에 어떤 영향을 주는지 탐구하였다. 사용된 프리프레그의 수지 총량의 0-15 wt%의 BN 필러가 프리프레그 층 사이에 첨가되었다. BN 필러가 첨가된 복합소재의 인장강도는 최대 13.6%, 계면간 전단응력은 최대 6.7% 증가하는 것을 관찰하였다. BN 첨가량에 따른 열전도도와 전기전도도의 변화와, BN의 첨가량에 따른 시편의 단면 형상 변화 또한 관찰되어 탄소섬유-BN-에폭시 복합소재의 물성 제어 가능성을 제시하였다.