• Steel and Composite Structures
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• 제47권5호
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• pp.601-613
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• 2023

Numerous methods have been proposed in predicting formability of sheet metals based on microstructural and macro-scale properties of sheets. However, there are limited number of papers on the optimization problem to increase formability of sheet metals. In the present study, we aim to use novel optimization algorithms in neural networks to maximize the formability of sheet metals based on tensile curve and texture of aluminum sheet metals. In this regard, experimental and numerical evaluations of effects of texture and tensile properties are conducted. The texture effects evaluation is performed using Taylor homogenization method. The data obtained from these evaluations are gathered and utilized to train and validate an artificial neural network (ANN) with different optimization methods. Several optimization method including grey wolf algorithm (GWA), chimp optimization algorithm (ChOA) and whale optimization algorithm (WOA) are engaged in the optimization problems. The results demonstrated that in aluminum alloys the most preferable texture is cube texture for the most formable sheets. On the other hand, slight differences in the tensile behavior of the aluminum sheets in other similar conditions impose no significant decreases in the forming limit diagram under stretch loading conditions.

• Advances in nano research
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• 제14권6호
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• pp.557-573
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• 2023

The rapid growth of zinc-oxide (ZnO) nanostructures (NSs) on woven carbon fiber (WCF) is reported in this study employing a microwave-aided chemical bath deposition process. The effects of different process parameters such as molar concentration, microwave duration and microwave power on morphologies and growth rate of the ZnO on WCF were studied. Furthermore, an attempt has been taken to study influence of different type of growth solutions on ZnO morphologies and growth rates. The surface functionalization of WCF fabrics is achieved by successful growth of crystalline ZnO on fiber surface in a very short duration through one-step microwave synthesis. The morphological, structural and compositional studies of ZnO-modified WCF are evaluated using field-emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction and energy dispersive X-ray spectroscopy respectively. Good amount of zinc and oxygen has been seen in the surface of WCF. The presence of the wurtzite phase of ZnO having crystallite size 30-40 nm calculated using the Debye Scherrer method enhances the surface characteristics of WCF fabrics. The UV-VIS spectroscopy is used to investigate optical properties of ZnO-modified WCF samples by absorbance, transmittance and reflectance spectra. The variation of different parameters such as dielectric constants, optical conductivity, refractive index and extinction coefficient are examined that revealed the enhancement of optical characteristics of carbon fiber for wide applications in optoelectronic devices, carbon fiber composites and photonics.

• 한국재료학회지
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• 제33권10호
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• pp.385-392
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• 2023

A solution combustion process for the synthesis of hollandite (BaAl₂Ti₆O₁₆) powders is described. SYNROC (synthetic rock) consists of four main titanate phases: perovskite, zirconolite, hollandite and rutile. Hollandite is one of the crystalline host matrices used for the disposal of high-level radioactive wastes because it immobilizes Sr and Lns elements by forming solid solutions. The solution combustion synthesis, which is a self-sustaining oxi-reduction reaction between a nitrate and organic fuel, generates an exothermic reaction and that heat converts the precursors into their corresponding oxide products in air. The process has high energy efficiency, fast heating rates, short reaction times, and high compositional homogeneity. To confirm the combustion synthesis reaction, FT-IR analysis was conducted using glycine with a carboxyl group and an amine as fuel to observe its bonding with metal element in the nitrate. TG-DTA, X-ray diffraction analysis, SEM and EDS were performed to confirm the formed phases and morphology. Powders with an uncontrolled shape were obtained through a general oxide-route process, confirming hollandite powders with micro-sized soft agglomerates consisting of nano-sized primary particles can be prepared using these methods.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.345-346
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• 2013

InGaN material is being studied increasingly as a prospective material for solar cells. One of the merits for solar cell applications is that the band gap energy can be engineered from 0.7 eV for InN to 3.4 eV for GaN by varying of indium composition, which covers almost of solar spectrum from UV to IR. It is essential for better cell efficiency to improve not only the crystalline quality of the epitaxial layers but also fabrication of the solar cells. Fabrication includes transparent top electrodes and surface texturing which will improve the carrier extraction. Surface texturing is one of the most employed methods to enhance the extraction efficiency in LED fabrication and can be formed on a p-GaN surface, on an N-face of GaN, and even on an indium tin oxide (ITO) layer. Surface texturing method has also been adopted in InGaN-based solar cells and proved to enhance the efficiency. Since the texturing by direct etching of p-GaN, however, was known to induce the damage and result in degraded electrical properties, texturing has been studied widely on ITO layers. However, it is important to optimize the ITO thickness in Solar Cells applications since the reflectance is fluctuated by ITO thickness variation resulting in reduced light extraction at target wavelength. ITO texturing made by wet etching or dry etching was also revealed to increased series resistance in ITO film. In this work, we report a new way of texturing by deposition of thickness-optimized ITO films on ITO nano dots, which can further reduce the reflectance as well as electrical degradation originated from the ITO etching process.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권11호
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• pp.1078-1084
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• 2003

비선형 광학재료 및 광촉매를 개발하기 위하여, $Na_2$O-Nb$_2$ $O_{5}$-Te $O_2$계 유리를 일반적인 용융 및 급냉하는 방법으로 제조하였다. 그리고 $Na_2$O-Nb$_2$ $O_{5}$-Te $O_2$계 유리의 광학적 성질과 나노-결정화거동을 조사하였다. $Na_2$O-Nb$_2$ $O_{5}$-Te $O_2$계 유리의 광학적 성질과 물리적 성질은 다음과 같다. 굴절률(n) 은 2.04$\pm$0.04, 밀도(g/㎤)는 4.87$\pm$0.58, 광 에너지 밴드(eV)는 3.14$\pm$0.04이였다. 나노결정으로 구성된 투명한 결정화유리는 3$50^{\circ}C$에서 l시간 열처리한 후, 이것을 다시 40$0^{\circ}C$에서 l 시간 열처리하여 얻었다. 나노결정으로 구성된 Cubie 결정상은 47$0^{\circ}C$ 이상의 온도에서 새로운 결정상으로 변화하였다.

• 보존과학회지
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• 제33권4호
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• pp.225-239
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• 2017

본 연구에서는 강원 원주 지역의 귀래1리 3호 가마와 손곡3리 2호 가마에서 제작된 백자의 화학적 성질 및 생산기술을 연구하고자 하였다. 그리고 수습된 백자의 제작 기술 및 사용 원료의 특징을 통하여 분석대상 백자 원료의 연관성을 규명해 보고자 하였다. 강원 원주 지역의 백자를 분석한 결과는 다음과 같다. Seger식을 사용하여 백자 태토를 분석한 결과 $RO_2\;4.33{\sim}5.82$, $RO+R_2O\;0.32{\sim}0.43$ 로 확인되었으며, 유약은 유사한 영역에서 군집하여 분포하였다. 또한, 희토류 원소 분석 결과에 따르면, 분석 대상 백자는 동일한 지질 산지의 모암으로 제작되었음을 알 수 있었다. XRD 방법을 통하여 백자 태토의 결정상을 분석한 결과, 모든 백자에서 석영 및 뮬라이트가 검출되었고, 검출 비율은 서로 유사한 결과로 확인되었다. 각 백자 시편의 소성 온도는 다르지만 대부분 $1,200^{\circ}C$이하에서 소성되었으며, 일부 백자는 $1,000{\pm}20^{\circ}C$의 저온에서 소성되었음을 알 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권4호
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• pp.127-134
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• 2015

AlN 단결정은 넓은 밴드갭(6.2 eV), 높은 열 전도도($285W/m{\cdot}K$), 높은 비저항(${\geq}10^{14}{\Omega}{\cdot}cm$), 그리고 높은 기계적 강도와 같은 장점들 때문에 차세대 반도체 적용을 위한 많은 흥미를 끈다. 벌크 AlN 단결정 또는 박막 템플릿(template)들은 주로 PVT(Physical vapor transport)법, 플럭스(flux)법, 용액 성장(solution growth)법, 그리고 증기 액상 증착(HVPE)법에 의해 성장된다. 단결정이 성장하는 동안에 발생하는 결함들 때문에 상업적으로 어려움을 갖게 된 이후로 결함들 분석을 통한 결정 품질 향상은 필수적이다. 격자결함 밀도(EPD)분석은 AlN 표면에 입자간 방위차와 결함이 존재하고 있는 것을 보여준다. 투과전자현미경(TEM)과 전자후방산란회절(EBSD)분석은 전체적인 결정 퀄리티와 다양한 결함의 종류들을 연구하는데 사용된다. 투과전자현미경(TEM)관찰로 AlN의 형태가 적층 결함, 전위, 이차상 등에 의해 크게 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 또한 전자후방산란회절(EBSD)분석은 전위의 생성을 유도하는 성장 결함으로서 AlN의 zinc blende 폴리모프(polymorph)가 존재하고 있는 것을 나타내고 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.157-157
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• 2015

Recently, the growing interest in organic microelectronic devices including OLEDs has led to an increasing amount of research into their many potential applications in the area of flexible electronic devices based on plastic substrates. However, these organic devices require a gas barrier coating to prevent the permeation of water and oxygen because organic materials are highly susceptible to water and oxygen. In particular, high efficiency OLEDs require an extremely low water vapor transition rate (WVTR) of $1{\times}10^{-6}g/m^2day$. The Key factor in high quality inorganic gas barrier formation for achieving the very low WVTR required ($1{\times}10^{-6}g/m^2day$) is the suppression of defect sites and gas diffusion pathways between grain boundaries. In this study NBAS process was introduced to deposit enhanced film density single gas barrier layer with a low WVTR. Fig. 1. shows a schematic illustration of the NBAS apparatus. The NBAS process was used for the $Al_2O_3$ nano-crystal structure films deposition, as shown in Fig. 1. The NBAS system is based on the conventional RF magnetron sputtering and it has the electron cyclotron resonance (ECR) plasma source and metal reflector. $Ar^+$ ion in the ECR plasma can be accelerated into the plasma sheath between the plasma and metal reflector, which are then neutralized mainly by Auger neutralization. The neutral beam energy is controlled by the metal reflector bias. The controllable neutral beam energy can continuously change crystalline structures from an amorphous phase to nanocrystal phase of various grain sizes. The $Al_2O_3$ films can be high film density by controllable Auger neutral beam energy. we developed $Al_2O_3$ high dense barrier layer using NBAS process. We can verified that NBAS process effect can lead to formation of high density nano-crystal structure barrier layer. As a result, Fig. 2. shows that the NBAS processed $Al_2O_3$ high dense barrier layer shows excellent WVTR property as a under $2{\times}10^{-5}g/m^2day$ in the single barrier layer of 100nm thickness. Therefore, the NBAS processed $Al_2O_3$ high dense barrier layer is very suitable in the high efficiency OLED application.

• 폴리머
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• 제29권3호
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• pp.266-270
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• 2005

Fe(CO)$_5$(철-펜타카보닐)의 열분해법을 이용하여 산화철 나노 입자를 제조하였다. 표면 조절 시약으로서 생체적 합성 고분자인 폴리(비닐피롤리돈)(PVP)을 사용하여 산화철 나노 입자의 크기를 제어하였다. 산화철 나노 입자의 형성 여부는 XRD를 통해 분석하였으며, PVP 코팅된 산화철 나노 입자의 크기는 TEM, ELS를 통하여 분석하였다. PVP 코팅 된 산화철 나노 입자의 입자 크기는 PVP/Fe(CO)$_5$의 몰비와 용매, PVP 분자량에 의해 조절되었다. PVP 함량이 증가함에 따라 입자 크기가 증가하였으며 디메틸포름아마이드를 용매로 하였을 때 $50\~100$ nm의 산화철 나노 클러스터가 형성되었고, Carbitol을 용매로 하였을 때 균일하게 분산된 10 nm 이하의 작은 PVP 코팅된 산화철 나노 입자가 형성되었다. 본 연구에서 제조된 PVP코팅된 산화철 나노 입자는 물에 잘 분산될 뿐 아니라 생체적합적인 PVP로 코팅이 되었기 때문에 in vivo에 응용할 수 있으며, 입자의 크기가 $50\~100$nm및 10 nm로 조절됨으로써 MRI 조영제로서 가능성을 가지고 있음을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권2호
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• pp.57-62
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• 2011

염료 감응 태양 전지(Dye-Sensitized Solar Cells: DSSCs)의 에너지 변환효율은 $TiO_2$ 전극의 입자 크기, 구조 및 표면 형태에 의존한다. 높은 비표면적을 갖는 나노 크기의 아나타제 $TiO_2$는 많은 염료를 흡착할 수 있어 변환효율을 증가 시킨다. 또한 전극 내부에서 태양광의 산란을 증가 시키면, 염료가 태양광을 흡수하는 양이 증가하여 효율이 증가할 수 있다. 수열 합성법으로 합성한 $TiO_2$ 분말의 크기는 15-25 nm이고, 결정상은 구형의 anatase 상이다. 0.4 ${\mu}m$의 $TiO_2$ 산란입자를 합성한 나노 크기의 $TiO_2$ 분말에 혼합하여 전극을 제조하고, DSSCs를 제작한 후 변환효율을 측정하였다. 10% 의 산란 입자가 포함된 DSSCs는 단락전류 3.51 mA, 개방전압 0.79 V, 곡선인자 0.619로 6.86%의 변환 효율을 나타 내었다. 산란 입자의 영향으로 단락전류밀도는 11% 증가하였고, 효율은 0.77% 증가하였다. 산란 입자가 포함되지 않은 DSSCs 보다 산란 입자가 전극으로 들어온 태양광을 산란시켜 전자-홀 쌍의 생성을 증가 시키고, 전자가 전극을 따라 이동하는 경로가 감소하여 효율이 증가하였다. 10% 이상의 산란 입자는 전극 내부에 입자 크기의 큰 기공을 증가 시켜 효율이 감소하였다.