• 제목/요약/키워드: micro surface pattern

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Fabrication of Microwire Arrays for Enhanced Light Trapping Efficiency Using Deep Reactive Ion Etching

  • 황인찬;서관용
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.454-454
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    • 2014
  • Silicon microwire array is one of the promising platforms as a means for developing highly efficient solar cells thanks to the enhanced light trapping efficiency. Among the various fabrication methods of microstructures, deep reactive ion etching (DRIE) process has been extensively used in fabrication of high aspect ratio microwire arrays. In this presentation, we show precisely controlled Si microwire arrays by tuning the DRIE process conditions. A periodic microdisk arrays were patterned on 4-inch Si wafer (p-type, $1{\sim}10{\Omega}cm$) using photolithography. After developing the pattern, 150-nm-thick Al was deposited and lifted-off to leave Al microdisk arrays on the starting Si wafer. Periodic Al microdisk arrays (diameter of $2{\mu}m$ and periodic distance of $2{\mu}m$) were used as an etch mask. A DRIE process (Tegal 200) is used for anisotropic deep silicon etching at room temperature. During the process, $SF_6$ and $C_4F_8$ gases were used for the etching and surface passivation, respectively. The length and shape of microwire arrays were controlled by etching time and $SF_6/C_4F_8$ ratio. By adjusting $SF_6/C_4F_8$ gas ratio, the shape of Si microwire can be controlled, resulting in the formation of tapered or vertical microwires. After DRIE process, the residual polymer and etching damage on the surface of the microwires were removed using piranha solution ($H_2SO_4:H_2O_2=4:1$) followed by thermal oxidation ($900^{\circ}C$, 40 min). The oxide layer formed through the thermal oxidation was etched by diluted hydrofluoric acid (1 wt% HF). The surface morphology of a Si microwire arrays was characterized by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM, Hitachi S-4800). Optical reflection measurements were performed over 300~1100 nm wavelengths using a UV-Vis/NIR spectrophotometer (Cary 5000, Agilent) in which a 60 mm integrating sphere (Labsphere) is equipped to account for total light (diffuse and specular) reflected from the samples. The total reflection by the microwire arrays sample was reduced from 20 % to 10 % of the incident light over the visible region when the length of the microwire was increased from $10{\mu}m$ to $30{\mu}m$.

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선택적 초음파 임프린팅을 사용한 복합 미세패턴의 복제기술 (Replication of Hybrid Micropatterns Using Selective Ultrasonic Imprinting)

  • 이현중;정우신;박근
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권1호
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    • pp.71-77
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    • 2015
  • 초음파 임프린팅은 초음파 진동에너지를 이용하여 열가소성 고분자 표면에 미세패턴을 복제할 수 있는 공정으로 짧은 성형시간에 적은 에너지로 미세패턴 복제가 가능한 장점이 있다. 최근에는 마스크 필름을 사용한 선택적 임프린팅 기술과 다중 패턴성형이 가능한 반복적 임프린팅 기술이 개발되었다. 본 연구에서는 선택적 초음파 임프린팅에 반복적 임프린팅을 접목시켜 다양한 형태의 다중 복합 미세패턴의 복제기술을 개발하였다. 이를 위해 미세 프리즘 패턴을 포함한 금형과 다양한 형태의 마스크 필름을 사용하여 선택적 연속성형 및 반복성형을 통해 다양한 형태의 미세패턴을 복제할 수 있는 임프린팅 기술을 개발하였다. 또한 복제된 미세패턴 영역에 대해 레이저 조사실험을 실시하여 다양한 형태의 광확산 특성을 갖는 필름을 개발할 수 있음을 확인하였다.

Epoxy Bonding Film 표면 개질과 도금공정을 이용한 미세패턴형성에 관한 연구 (The Study on Fine-Pitch Pattern Formation Using epoxy bonding film Surface modification and Semi-additive Method)

  • 김완중;박세훈;정연경;이우성;박종철
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.165-165
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    • 2009
  • 현재 반도체나 이동통신 분야는 사용자의 요구에 따라 PCB의 회로선폭이 갈수록 좁아지고 있다. 이러한 정밀 부품을 제조하기 위한 제조공정에서 각광받기 시작한 기술 중 하나가 대기압 플라즈마 기술이다. 본 연구에서는 미세패턴 형성이 가능한 에폭시 본딩 필름위에 무전해 도금공정을 통한 패턴 도금법을 이용하여 패턴을 형성하였고, 형성된 패턴에 대기압 플라즈마 처리 횟수에 따른 접촉각(Contact Angle)과 Peel Strength의 변화를 분석하였다. 또한 에폭시 본딩 필름을 이용한 Build-up공정을 거쳐 Micro Via를 형성하여 대기압 플라즈마 처리 횟수에 따른 Via 표면을 분석하였다. 대기압 플라즈마 기술은 진공식에 비해 소규모 장비를 이용한 전처리가 가능하고, 초기 설비비용을 절감하는데 탁월한 효과가 있어 널리 사용하는 기술 중 하나이다. 이 연구를 통하여 대기압 플라즈마 처리 횟수에 따른 표면에너지의 변화로 인한 접촉각이 좋아지는 것을 알 수 있으며, 대기압 플라즈마 처리를 한 패턴표면이 친수성으로 변하면서 현상된 드라이 필름 사이로 도금액이 원활히 공급되어서 미세패턴 모양이 우수하게 구현되었음을 알 수 있었다. 또한 Via Filling에도 뛰어난 효과가 있었음을 확인할 수 있었다.

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큰느타리버섯 재배사의 구조설계용 자료 분석 (Data Analysis for Structural Design of Pleurotus Eryngii Cultivation Facilities)

  • 서원명;윤용철
    • 한국농공학회논문집
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    • 제47권3호
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    • pp.29-37
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    • 2005
  • This study was carried out to file up structural design data for optimizing Pleurotus eryngii growing houses. Design data are including current farm status of Pleurotus eryngii growing houses in the aspect of structural configuration as well as environmental conditions to be controlled and maintained inside. A structural analysis was performed for the on-farm structures as well as some structures modified and suggested through field survey and analysis. The results are summarized as follows. According to the results of status analysis, Pleurotus eryngii growing houses were categorized as arch-roofed simple type and sandwich panel type. Though the size of Pleurotus eryngii cultivation facilities were considerably diverse, the basic dimensions of Pleurotus eryngii cultivation facilities showed relatively similar pattern: more or less of 20m of length, $6.6\~7.0m$ of width, $4.6\~5.0m$ of peak height, $1.2\~1.6m$ of bed width, and 4 layers of bed. In the aspect of spatial use of cultivation facilities, suggested models were shown to be mostly reasonable in the aspect of heating and cooling, micro-meteorological stability, land use efficiency per unit floor area, etc.. Especially, the standard models suggested so far were thought to be not efficient in its surface area and spatial volume per unit floor area as well as its uneffective structural design in the area around ceiling. In the results of structural analysis for the models suggested through this study by using those section frames to be found on farms, the panel type structures of both single span and double span were estimated to be over designed, whereas arch-roofed pipe houses were mostly found to be under-designed.

레이저 스펙클과 1차원 CCD소자를 이용한 물체의 미소변위측정에 관한 연구 (Measurement of Micro-displacement of an Object by Laser Speckle using Linear Array CCD Detection System)

  • 우창헌;민동현;김수용
    • 한국광학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.138-143
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    • 1994
  • 거친 표면을 가진 물체의 미소변위를 1차원 CCD소자와 레이저 스펙클(laser speckle) 방법을 이용하여 측정하였다. 거친 표면에서 산란된 레이저 광이 이루는 스펙클 무늬를 물체의 이동 전후에 얻고, 그것의 상호상관함수(cross-correlation)를 계산하여 스펙클 변위를 계산한다. 1차원 CCD소자를 이용하여 물체이동 전후의 스펙클 무늬를 측정하고, 레이저 스펙클 변위값을 386 PC로 인터페이스하여 PC에서 계산한다. 사용한 CCD 소자의 화소 간격은 $15\mu\textrm{m}$이고, 화소의 개수는 1728개이다. 스펙클 변위와 물체의 이동거리와는 비는 레이저 빔의 파면의 곡률에따라 1.03으로부터 5.20까지 변화한다. CCD 픽셀의 간격이 $15\mu\textrm{m}$이므로 물체의 $3\mu\textrm{m}$ 이동을 감지해 낼 수 있다.

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X-선 회절 패턴 측정과 투과 전자 현미경을 이용한 구리 나노분말의 수소 환원 처리 시 발생하는 미세조직 변화 및 치밀화 시편의 물성 분석 (Analysis of the Change in Microstructures of Nano Copper Powders During the Hydrogen Reduction using X-ray Diffraction Patterns and Transmission Electron Microscope, and the Mechanical Property of Compacted Powders)

  • 안동현;이동준;김우열;박이주;김형섭
    • 한국분말재료학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.207-214
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    • 2014
  • In this study, nano-scale copper powders were reduction treated in a hydrogen atmosphere at the relatively high temperature of $350^{\circ}C$ in order to eliminate surface oxide layers, which are the main obstacles for fabricating a nano/ultrafine grained bulk parts from the nano-scale powders. The changes in composition and microstructure before and after the hydrogen reduction treatment were evaluated by analyzing X-ray diffraction (XRD) line profile patterns using the convolutional multiple whole profile (CMWP) procedure. In order to confirm the result from the XRD line profile analysis, transmitted electron microscope observations were performed on the specimen of the hydrogen reduction treated powders fabricated using a focused ion beam process. A quasi-statically compacted specimen from the nano-scale powders was produced and Vickers micro-hardness was measured to verify the potential of the powders as the basis for a bulk nano/ultrafine grained material. Although the bonding between particles and the growth in size of the particles occurred, crystallites retained their nano-scale size evaluated using the XRD results. The hardness results demonstrate the usefulness of the powders for a nano/ultrafine grained material, once a good consolidation of powders is achieved.

평면 데이터 분포에 영향을 끼치는 점 분포의 부분집합 추출 방법 - 소규모 소매점포의 매출자료를 이용한 상권 및 경쟁력 분석기법을 사례로 - (A Method for the Extraction of a Subset of Points from a Large Set of Points Affecting the Distribution of Surface Data - A Case Study of Market Area and Competitive Power Analysis by Sales Data of Micro Scale Retail Stores -)

  • 이정은;사다히로 유키오
    • 한국지리정보학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.1-12
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    • 2006
  • 공간분석에서는 사용되는 공간데이터 종류에 따라, 각각의 특징있는 분석법을 요구하므로, 다양한 접근법을 필요로 한다. 특히, 두 종류의 상이한 공간데이터 집합이 공존하는 경우, 어느 한 공간객체의 분포에 영향을 끼치는 다른 공간객체 집합에 대한 부분집합을 추출하여, 공간객체간의 관계성을 규명할 수가 있다. 지리정보시스템 등의 공간객체 분석기술의 발달로, 시각적으로도 간단히 공간객체간의 관계성을 파악할 수 있으나, 데이터의 양이 방대해지는 추세에서는, 지리정보시스템 (geographical information system)상에서 시각화된 공간객체 정보만으로는 서로 다른 공간객체간의 분포에서 상호관계성을 정량적으로 분석하기 어렵다. 따라서, 본 연구에서는 정량적 기준을 통해, 서로 다른 두 공간객체 간의 관계성 분석을 주목적으로 한다. 모델화된 정량적 기준의 평가를 위해 분석에 사용되는 실제 데이터는, 소규모 소매점포의 매출데이터를 사례로 들기로 한다. 데이터 수집에 제한이 있다는 특수환경으로 인해, 본 연구에서 사용되는 모델은 로짓모델을 기반으로 한 미지파라미터 추정이 가능하도록 구성되어있다. 제안된 모델을 사용하여, 대상점포의 매출분포에 큰 영향을 끼치는 것으로 판단되는 경쟁점포를 일련의 경쟁점포 집합에서 추출하며, 그 결과의 타당성을 검증하도록 한다.

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Pt 금속마스크를 이용하여 제작한 나노패턴 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막 특성 (Characterization of GaN epitaxial layer grown on nano-patterned Si(111) substrate using Pt metal-mask)

  • 김종옥;임기영
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.67-71
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    • 2014
  • 본 연구에서는 Si(111) 기판을 이용하여 고품질의 GaN 박막을 성장하기 위하여 다양한 패턴을 갖는 Si 기판을 제작하였다. Si(111) 기판위에 이온 스퍼터(ion-sputter)를 이용하여 Pt 박막을 증착한 후 열처리(thermal annealing)하여 Pt 금속 마스크를 형성하고 유도 결합 플라즈마 이온 식각(inductively coupled plasma-reactive ion etching, ICP-RIE) 공정을 통하여 기둥(pillar)형태의 나노 패턴된 Si(111) 기판을 제작하였고 리소그래피 공정을 통하여 마이크로 패턴된 Si(111) 기판을 제작하였다. 일반적인 Si(111) 기판, 마이크로 패턴된 Si(111) 기판 및 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 유기화학기상증착(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD) 방법으로 GaN 박막을 성장하여 표면 특성과 결정성 및 광학적 특성을 분석하였다. 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막은 일반적인Si(111) 기판과 마이크로 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막보다 표면의 균열과 거칠기가 개선되었다. 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN (002)면과 (102)면에 x-선 회절(x-ray diffraction, XRD) 피크의 반폭치(full width at half maximum, FWHM)는 576 arcsec, 828 arcsec으로 다른 두 기판위에 성장한 GaN 박막 보다 가장 낮은 값을 보여 결정성이 향상되었음을 확인하였다. Photoluminescence(PL)의 반폭치는 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막이 46.5 meV으로 다른 기판위에 성장한 GaN 박막과 비교하여 광학적 특성이 향상되었음을 확인하였다.

고에너지 볼 밀을 이용한 나노 활석의 형성 및 입도 분석 (Particle Size Analysis of Nano-sized Talc Prepared by Mechanical Milling Using High-energy Ball Mill)

  • 김진우;이범한;김진철;김현나
    • 한국광물학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.47-55
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    • 2018
  • 활석은 T-O-T 구조의 함수 마그네슘 층상규산염 광물로서, 화학적 안정성과 흡착성 등의 특성을 가지고 있어 다양한 산업분야에서 첨가제, 코팅제 등으로 활용되어 왔다. 최근 나노 복합체의 안정성 향상을 위한 첨가제로서 활석 나노입자가 각광받고 있다. 본 연구에서는 고에너지 볼 밀을 이용하여 기계적인 방법으로 활석 나노입자를 형성하고, 분쇄시간에 따른 입자크기 및 결정도의 변화를 알아보고자 하였다. X-선 회절 분석 결과, 분쇄가 진행됨에 따라 활석의 피크 폭이 점진적으로 증가하여 720분 분쇄 후, 활석은 비정질에 가까운 X-선 회절패턴을 보여준다. 레이저회절 입도 분석 결과, 약 $12{\mu}m$이었던 활석의 입도는 분쇄가 진행됨에 따라 약 $0.45{\mu}m$까지 감소하였으나, 120분 이상 분쇄를 진행하여도 뚜렷한 입도의 감소가 관찰되지 않았다. 반면, BET 비표면적은 분쇄 720분까지 꾸준히 증가하여, 분쇄에 따른 입도 또는 형태의 변화가 지속적으로 일어남을 지시한다. 주사전자현미경 및 투과전자현미경 관찰 결과, 720분 분쇄 후 약 100~300 nm 내외의 층상형 입자들이 마이크로 스케일의 응집체로 존재함을 확인하였다. 이와 같은 결과는 분쇄시간이 증가함에 따라 활석의 입자크기 및 형태는 지속적으로 변화하지만, 나노입자의 특성상 재응집이 일어나 마이크로 크기의 응집체를 형성하고 있음을 지시한다. 또한 활석의 분쇄에서 판의 크기, 즉 a축, b축 방향의 길이는 감소 한계가 존재하며, 분쇄가 진행될수록 판의 두께, 즉 c축 방향의 길이 감소가 주된 분쇄 메커니즘으로 생각된다. 본 연구의 결과는 나노 활석의 형성 메커니즘에 대한 이해를 고양할 수 있을 것으로 기대된다.

Micromorphological and Chemical Characteristics of Cengal (Neobalanocarpus heimii) Heartwood Decayed by Soft Rot Fungi

  • Kim, Yoon Soo;Singh, Adya P.;Wong, Andrew H.H.;Eom, Tae-Jin;Lee, Kwang Ho
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제34권2호
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    • pp.68-77
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    • 2006
  • The heartwood of cengal (Neobalanocarpus heimii) is known to have a high degree of decay resistance by virtue of its high extractive content. After 30 years in ground contact an utility pole of this tropical hardwood was found to be degraded only in the surface layers by cavity-forming soft rot fungi. The present work was undertaken 1) to characterize the degradation of cengal heartwood from the aspect of ultrastructure and chemistry and 2) to investigate the correlation between soft rot decay and its extractive microdistribution in wood tissues. The chemical analysis of cengal heartwood revealed the presence of a high amount of extractives as well as lignin. The wood contained a relatively high amount of condensed lignin and the guaiacyl units. Microscopic observations revealed that vessels, fibers and parenchyma cells (both ray and axial parenchyma) all contained extractives in their lumina, but in variable amounts. The lumina of fibers and most axial parenchyma were completely or almost completely filled with the extractives. TEM micrographs showed that cell walls were also impregnated with extractives and that pit membranes connecting parenchyma cells were well coated and impregnated with extractives. However, fungal hyphae were present in the extractive masses localized in cell lumina, and indications were that the extractives did not completely inhibit fungal growth. The extent of cell wall degradation varied with tissue types. The fibers appeared to be more susceptible to decay than vessels and parenchyma. Middle lamella was the only cell wall region which remained intact in all cell types which were severely degraded. The microscopic observations suggested a close correlation between extractive microdistribution and the pattern and extent of cell wall degradation. In addition to the toxicity to fungi, the physical constraint of the extractive material present in cengal heartwood cells is likely to have a profound effect on the growth and path of invasion of colonizing fungi, thus conferring protection to wood by restricting fungal entry into cell walls. The presence of relatively high amount of condensed lignin is also likely to be a factor in the resistance of cengal heartwood to soft rot decay.