• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.6
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• pp.615-620
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• 2013

There is considerable interest in developing energy sources capable of larger power densities. In our previous works, we proved that by coupling an exothermic chemical reaction with 1D nanostructures, a self-propagating reactive wave can be driven along its length with a concomitant electrical pulse of high specific power, which we identified as a thermopower wave. Herein, we discuss details about many different aspects of a thermopower wave. Different alignment degree in vertically aligned CNT films is evaluated in the reactive wave speed and correlated with its thermal reaction that affects the change in the magnitude of energy generation. The effects of the temperature-dependent properties of chemical fuels and CNTs are evaluated. Furthermore, we explore the convection and radiation portions in this thermal wave as well as the synchronization between the thermal reaction transfer and the oscillation of the electrical signal.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.7
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• pp.813-819
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• 2011

In this research, we investigated the hydrogen-gas filling characteristics of ultra-light composite tanks that have a plastic or aluminum liner inside the composite shell. The study was performed for different gas and tank temperatures. The temperature changes at various positions in the Type-4 tank during hydrogen-gas filling were monitored in order to understand the effects of the filling conditions. The results were compared with those obtained for a Type-3 tank. As the filling speed was increased, a quicker temperature rise was observed, and the temperature distribution over the entire region showed significant discrepancies.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.387-387
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• 2012

결정 Si 및 비정질 Si 태양전지는 환경친화적이며 안정적인 물질로 전력변환 및 에너지 저장 장치에 중요하기 때문에 연구가 활발하게 진행되고 있다. 고효율 Si 태양전지를 제작하여 상용화하기에는 여러 가지 문제점이 있다. 공기와 비교하여 높은 굴절률을 갖고 있기 때문에 발생하는 반사를 줄이기 위해서 필요한 무반사 코팅층(Anti-reflective coating; ARC)은 주로 SiO2 와 SiNx 와 같은 유전체를 이용하여 사용하지만 이들 ARC 증착은 PECVD와 같은 진공장비를 사용하므로 제작 비용이 높아지는 단점이 있다. 나노선 또는 나노 팁과 같은 sub-wavelength 구조를 표면에 만들어 반사율을 줄이는 작업을 통해 ARC 공정비용을 감소하고 효율을 증진하는 연구가 활발히 진행되고 있다. CdS 양자점을 태양전지 표면에 형성함으로 ARC로 해결할 수 없는 단파장영역에 해당하는 부분을 줄이는 연구가 진행되었으며, 비정질의 경우 원기둥 형태의 태양전지 형태와 더불어 지름 방향으로의 PN 접합 나노로드 배열을 만들어 흡수면을 증가하여 효율을 증가한 연구도 진행되었다. 태양전지 표면의 형태를 V-groove 형태로 형성하여 입사하는 태양전지의 광밀도를 증가하는 이론적 결과도 발표되었다. 본 연구에서는 Si 태양전지의 표면변형에 따른 태양전지의 전력변환효율의 변화를 관찰하기 위하여 태양전지 표면의 texture 지름을 $3{\sim}15{\mu}m$, 간격을 $5{\sim}20{\mu}m$로 변화하고, 태양전지 표면의 나노 패턴을 2~10 nm 로 변화하여 반사율과 전력변환효율을 비교하였다. 나노와 마이크로 패턴은 각각 polystyrene nanosphere 와 photo mask를 이용하여 제작하였으며 PN junction Si 태양전지는 spin on dopant 방식으로 제작하여 성능을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.126-126
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• 2011

수직으로 정렬된 1차원 ZnO nanorod arrays (NRAs)는 효율적인 반사방지 특성의 기하학적 구조를 갖고 있어, 크기와 모양 그리고 정렬형태의 다양한 설계를 통해 빛의 흡수율과 광 추출효율을 증가시켜 광전소자 및 태양광 소자의 성능을 향상시킬 수 있으며, 최근 이러한 연구에 대한 관심이 집중되고 있다. 본 연구에서는 ZnO NRAs의 넓은 표면적과 불연속적인 독특한 표면을 활용하여 광학적 특성을 효과적으로 개선하였다. 실험을 위해, thermal evaporator를 사용하여 Au와 Ag 그리고 e-beam evaporator를 사용하여 $SiO_2$를 ZnO NRAs 표면에 여러 가지 조건으로 증착하여, 독특한 계층 나노구조의 형성과 광학적 특성을 관찰하였다. 표면 roughness가 큰 FTO/glass 위에 수열합성법을 통해 끝이 뾰족하고, 비스듬히 정렬된 ZnO nano-tip array에 Au를 증착할 경우 ZnO/Au core/shell 구조가 형성되며, Au의 광 흡수율이 매우 크게 증가함을 관찰할 수 있었다. 반면 flat한 표면위에 빽빽하게 수직으로 정렬된 ZnO NRAs를 성장시켜 그 위에 Ag를 증착할 경우, evaporated Ag flux가 ZnO nanorod의 사이에 scattered 되어 ZnO nanorod 기둥의 측면에 직경이 50 nm 이하인 nanoparticles이 decorated 되어 국소표면플라즈몬 현상이 관찰되었으며, 이러한 효과를 통해 입사되는 빛의 흡수율을 효과적으로 증가시킬 수 있었다. 또한, ZnO NRAs의 표면에 $SiO_2$를 e-beam evaporator를 이용하여 증착할 경우, 자연적으로 vapor flux와 ZnO nanorod 사이에 oblique angle이 $80^{\circ}$ 이상으로 증가하여 $SiO_2$ nanorods가 자발적으로 형성되어 ZnO/$SiO_2$ branch 계층형태의 나노구조를 제작할 수 있었다. 이러한 구조는 유효 graded refractive index profile로 인해 기존의 ZnO NRAs보다 개선된 반사방지 특성을 나타냈다. 이러한 계층 나노구조의 광학적 특성을 시뮬레이션을 통해 이론적으로 분석을 통해 광전자 소자의 성능의 개선에 대한 적용 가능성을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.217-217
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• 2011

Recently, demand for thermally stable metal nanoparticles suitable for chemical reactions at high temperatures has increased to the point to require a solution to nanoparticle coalescence. Thermal stability of metal nanoparticles can be achieved by adopting core-shell models and encapsulating supported metal nanoparticles with mesoporous oxides [1,2]. However, to understand the role of metal-support interactions on catalytic activity and for surface analysis of complex structures, we developed a novel catalyst design by coating an ultra-thin layer of titania on Pt supported silica ($SiO_2/Pt@TiO_2$). This structure provides higher metal dispersion (~52% Pt/silica), high thermal stability (~600$^{\circ}C$) and maximization of the interaction between Pt and titania. The high thermal stability of $SiO_2/Pt@TiO_2$ enabled the investigation of CO oxidation studies at high temperatures, including ignition behavior, which is otherwise not possible on bare Pt nanoparticles due to sintering [3]. It was found that this hybrid catalyst exhibited a lower activation energy for CO oxidation because of the metal-support interaction. The concept of an ultra-thin active metal oxide coating on supported nanoparticles opens-up new avenues for synthesis of various hybrid nanocatalysts with combinations of different metals and oxides to investigate important model reactions at high-temperatures and in industrial reactions.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.272-272
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• 2011

무기물 나노입자를 포함하는 유기물/무기물 나노복합체는 차세대 전자 소자에 쉽게 적용이 가능하고 응용 잠재적 능력이 뛰어나기 때문에 차세대 비휘발성 메모리 소자에 응용하려는 연구가 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 poly (methylmethacrylate) (PMMA) 절연성 고분자 박막 안에 CdTe와 CdTe-CdSe 코어-쉘 나노입자를 각각 분산시켜 이를 전하의 저장 매체로 사용하는 메모리 소자를 제작하였다. 제작된 각각의 소자에 대한 메모리 메카니즘과 PMMA 박막 안에 분포되어 있는 CdTe-CdSe 코어-쉘 나노입자에서 CdSe 쉘의 전기적 영향에 대하여 연구하였다. 소자에 필요한 용액을 제작하기 위해 서로 다른 용매에 녹아 있는 CdTe-CdSe 나노입자와 PMMA를 혼합하였다. Al 금속을 하부 전극으로 증착한 p-Si (100) 기판 위에 나노입자와 PMMA가 혼합된 용액을 스핀 코팅 방법을 사용하여 박막을 형성한 후, 남아있는 용매를 제거하기 위해 열처리를 하였다. 용매가 모두 제거된 박막위에 금속 마스크를 사용하여 상부 Al 전극을 열증착 방법으로 형성하였다. 나노입자가 포함된 고분자 박막의 메모리 특성을 비교하기 위하여 나노입자가 없는 PMMA층만으로 형성된 소자도 같은 방법으로 제작하였다. 세 가지 종류의 소자에 고주파 정전용량-전압 (C-V) 측정을 한 결과 나노입자가 분산된 PMMA 층으로 제작된 소자에서만 평탄 전압 이동이 관찰되었으며, 이것은 나노입자를 전하 포획 장소로 사용할 수 있다는 것을 확인하였다. 정전용량-시간 (C-t) 측정을 하여 나노입자가 포함된 PMMA 층으로 제작된 메모리 소자의 안정성을 관찰하였다. C-V와 C-t 측정 자료를 바탕으로 제작된 메모리 소자의 메모리 메카니즘과 CdTe-CdSe 코어-쉘 나노입자에서 CdSe 쉘의 역할을 설명하였다.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.19 no.5
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• pp.58-66
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• 2011

A 2-loop waste heat recovery system with Rankine steam cycles for the improvement of fuel efficiency of gasoline vehicles has been investigated. A high temperature loop(HT loop) is a system to recover the waste heat from the exhaust gas, a low temperature loop(LT loop) is for heat recovery from the engine coolant cold relatively. This paper has dealt with a layout of a LT loop system, the review of the working fluids, and the design of the cycle. The design point and the target heat recovery of the LT boiler, a core part of a LT loop, has been presented and analytically investigated. Considering the characteristics of the cycle, the basic concept of the LT boiler has been determined as a shell-and tube type counterflow heat exchanger, the performance characteristics for various design parameters were investigated.

• KSBB Journal
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• v.22 no.4
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• pp.239-243
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• 2007

A method of forming agar microcapsule with fibroin coating was developed in this report. The capsules were prepared from a W/O emulsion of hot agar in mineral oil and were subsequently coated by fibroin. The capsules were harvested as precipitated aggregates, which can be dispersed in an aqueous media. The diameter of the microcapsule was less than $10{\mu}m$ by microscopic observation and 90% of them were between $1.32{\mu}m\;and\;6.0{\mu}m$. The structure of the aggregates and their dispersed microspheres were investigated by scanning electron microscope. Confocal microscopy was applied to visualize the core-shell structure of the agar microcapsule with fibroin coating. Thermogravimetric analysis (TGA) measured their composition to be agar 51.2%, fibroin 13.8%, Span 80 1.4% by weight.

• Journal of The Korean Astronomical Society
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• v.48 no.2
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• pp.155-164
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• 2015

In Kang (2015) we calculated the acceleration of cosmic-ray electrons at weak spherical shocks that are expected to form in the cluster outskirts, and estimated the diffuse synchrotron radiation emitted by those electrons. There we demonstrated that, at decelerating spherical shocks, the volume integrated spectra of both electrons and radiation deviate significantly from the test-particle power-laws predicted for constant planar shocks, because the shock compression ratio and the flux of inject electrons decrease in time. In this study, we consider spherical blast waves propagating through a constant density core surrounded by an isothermal halo with ρ ∝ r⁻ⁿ in order to explore how the deceleration of the shock affects the radio emission from accelerated electrons. The surface brightness profile and the volumeintegrated radio spectrum of the model shocks are calculated by assuming a ribbon-like shock surface on a spherical shell and the associated downstream region of relativistic electrons. If the postshock magnetic field strength is about 0.7 or 7 µG, at the shock age of ∼ 50 Myr, the volume-integrated radio spectrum steepens gradually with the spectral index from α_inj to α_inj + 0.5 over 0.1–10 GHz, where α_inj is the injection index at the shock position expected from the diffusive shock acceleration theory. Such gradual steepening could explain the curved radio spectrum of the radio relic in cluster A2266, which was interpreted as a broken power-law by Trasatti et al. (2015), if the relic shock is young enough so that the break frequency is around 1 GHz.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.15 no.8
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• pp.508-513
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• 2005

[ $TiO_2-Fe_2O_3$ ] nanocomposite powders for magnetic photocatalyst were synthesized by sol-gel process, in which $TiO_2$ photocatalytic layer was formed on the surface of $\gamma-Fe_2O_3$ magnetic core. Transmission electron microscopy (TEM) observation and X-ray diffractometry (XRD) analysis revealed that$\gamma-Fe_2O_3$ nanoparticles, $10\~20nm$ in diameter, were coated by $TiO_2$ shell of 5nm in thickness and $TiO_2$ was anatase phase. Also hydroxyl group (-OH) used to decompose organic compounds was detected by Fourier transformation infrared spectrometry(FT-IR) analysis. UV-Visible spectrophotometry results showed that light absorption occurred in the wavelength range of $400\~700 nm$, and the band gap energy $(E_g)$ of powder was 1.8 eV. Finally it was found that the coercivity $(H({ci})$ and saturation magnetization $(M_s)$ of the powder were 79 Oe and 14.8 emu/g, respectively as experimental vibrating sample magnetometer (VSM) measurements.