The coated steels, mainly with zinc by either hot-dip galvanizing or electroplating, are widely used for panels of automotive, electrical appliances and construction, whose size of world market have reached 130 million tons in 2008. Current issues for the coated steels can be integrated in terms of high functionality, low cost, environment-friend and available resource. The best solution can be provided if thin layer coating with higher quality is produced by an eco-friendly process, and PVD, physical vapor deposition, can be an alternative practice to existing coating processes. PVD technologies have been very common ones in electronic and semiconductor industries, but recognized as non-profitable processes for the coated steels due to low process speed and lack of continuous operation skills. Systematic researches from 1990s in Europe, even though discouraged by a shutdown of the first Japanese PVD coating plant in 1999, have realized several continuous PVD coating plants, and also enhanced launching of developments in steel industries. To be successful with PVD coating technologies over existing ones, productivity to meet economics should be created from a highly sophisticated process. Some PVD technologies fit for the high-speed process will be introduced together with experiences from industrial applications.

현재 사용되고 있는 다양한 Surface Finish들 중 대표적인 것들을 골라 Galvanic Reaction에 의해 어떤 품질 및 신뢰성 문제가 산업현장에서 발생되고 있는지 살펴보고 그리고 개선의 방법으로는 어떤 것들이 있는지 검토해 보았다.

Korea institute of materials science (KIMS) use a linear deposition source called as a closed drift linear plasma source (CDLPS) as well as dual magnetron sputtering (DMS) to deposit SiOxCyHz films in $HMDSO/O_2$ plasma. The CDLPS generates linear plasma using closed drifting electrons and can reduce device degradations due to energetic ion bombardments on organic devices such as organic photovoltaic and organic light emission diode by controlling an ion energy. The deposited films are investigated by Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and atomic force microscopy (AFM). Optical emission spectroscopy (OES) is used to measure relative radical populations of dissociation and recombination products such as H, CH, and CO in plasma. And SiOx film is applied to a barrier film on organic photovoltaic devices.

In this study, adhesion of plasma spray coated hydroxyapatite film on the two-step anodized dental implant was investigated. The plasma spray was carried out on the dental implant after two step anodization. The adhesion of coated HA film was investigated by FE-SEM after fatigue test. In the case of two-step anodized implant showed a good adhesion between implant and coated film.

비대칭 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 다양한 공정조건에서 조성을 변화시키며 Zn-Mg 합금 박막을 합성하였으며, 합성된 박막의 기초특성 분석을 실시하였다. 기존의 마그네트론 스퍼터링 공정으로 낮은 Mg 조성의 Zn-Mg 박막을 합성 할 경우 porous한 박막이 합성 되었다. 본 연구에서는 모든 조성의 Zn-Mg 박막의 치밀화를 위하여 차별화된 박막 합성 기술을 연구하였다. 본 연구에서 개발된 박막 합성 기술을 적용하여 Zn-Mg 박막을 합성 한 결과 3wt.% Mg 타겟을 이용하여도 치밀한 조직의 박막을 합성할 수 있었다. Zn-Mg 박막의 경도는 박막의 Mg 조성이 높을수록 증가하여 최고 403.1Hv를 나타냈다.

Korea institute of materials science (KIMS) has researched an anode layer linear ion source (ALIS) for various roll-to-roll treatment processes. The ALIS can be used to Ar ion beam (1~2 keV) treatment, and diamond-like carbon coating and so on. The treatment width of ALIS is 500 mm with a uniformity below 5 % (=(Max-min)/(Max+min)). We also demonstrate the status of development of ALIS in a roll-to-roll industry.

알루미늄 박막은 알루미늄이 가지는 제반 특성으로 인해 다양한 분야에서 응용되고 있다. 전통적인 광학용 박막을 비롯하여 전자 및 자동차 부품, 그리고 내식성 강판에도 사용되고 있다. 알루미늄 박막은 주로 진공증착 방법으로 제조되며 강판의 내식성 향상을 위해서는 용융도금이 이용되고 있다. 본 논문에서는 알루미늄 박막의 다양한 제조방법을 설명하고 응용분야별 요구 특성에 대해 고찰하고자 하였다.

DC magnetron sputtering 장치를 이용하여 Al-Mg 합금 타겟의 조성비에 따른 박막의 미세구조를 관찰하였다. 그 결과 타겟의 조성비와 주요 공정변수 (인가전원밀도, 공정압력, 성장온도)에 따른 미세구조 형성거동을 알 수 있었으며, 내식성이 우수할 것이라 판단되는 평탄하고 매끄러운 표면구조와 치밀한 단면구조를 보이는 공정 조건을 도출하였다. 또한, 정변수에 따른 합금 박막의 내부응력 및 마모특성을 조사하였다.

아연-마그네슘 합금은 기존의 대표적 강판 코팅 소재인 아연보다 뛰어난 내식성으로 인해 차세대 강판 코팅 소재로서 주목받고 있다. 그러나 이러한 아연-마그네슘 합금을 아연의 대체 소재로 사용하기 위해서는 내식성 이외에도 사용 환경에 적합한 일정 수준 이상의 기계적 특성이 반드시 필요하다. 따라서 본 연구에서는 마그네슘 함량을 달리하여 아연-마그네슘 합금을 제조하였으며, 이를 대상으로 경도, 압축강도 등의 특성 평가를 실시하여, 아연-마그네슘 합금의 기계적 특성에 미치는 금속간화합물의 영향을 분석하였다.

알루미늄(Al)은 노출 환경 중 치밀한 산화 또는 수산화 보호성 피막을 생성하여 강재를 부식환경으로부터 차단하는 역할을 한다. 또한 그 피막이 열화 또는 파괴되어 모재인 철이 노출되는 경우 철을 대신하여 희생양극으로 작용함으로써, 철의 부식을 지연시키는 역할을 한다. 한편, 마그네슘(Mg)은 매우 활성인 금속으로 우수한 희생양극 역할을 수행하나, 높은 활성에 의하여 자체 소모가 크기 때문에 단독으로 사용하기는 어렵다. 따라서 강재 표면에 알루미늄과 마그네슘을 다층으로 표면처리하게 될 경우 상기에서 언급한 보호적 특성과 희생양극적 성능에 의한 내식성 향상을 기대 할 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구에서는 진공증착을 이용하여 강재에 두께 비에 따라 Al-Mg계 코팅막을 제작하여 내식성을 비교-분석하였다.

패키징용 PCB를 비롯한 대부분의 PCB는 동박을 소재로 사용하게 된다. 패키징용 PCB를 중심으로 한 PCB의 협피치화에 대응하기 위해서 전해동박의 저조도화, 박형화에 대한 필요성이 증대되고 있다. 동박의 제조공정은 드럼상에 Cu를 도금하는 공정(EM 공정), 표면에 조도를 부여하고 내열, 방청성 등을 부여하는 공정(TM공정), 절단하는 공정(SM공정)으로 이루어진다. 동박의 저조도화를 위해서는 EM 및 TM공정의 첨가제 개발 및 저조도 도금 공정 개발이 필요하다. 박형화를 위해서는 얇은 두께에서도 핸들링이 가능하도록 동박의 강도를 높이거나 제조공정을 개선하는 연구가 필요하다. 본 발표에서는 이러한 전해동박의 제조공정을 소개하고 협피치화 대응을 비롯한 전해동박의 개발 방향에 대해서 소개하고자 한다.

세계 환경유해물질 규제에 대응하여 반도체 substrate의 Pb-free solution의 일환으로 등장한 PPF (Pre-Plated Frame)는 패키지공정 조립성은 물론, 자동차 반도체와 같은 고 신뢰성 및 low cost 요구를 만족하기 위해 초박막 고품질의 도금층과 Sub-micro scale의 rough treatment 와 같은 미세 표면제어 기술, 그리고 Au wire로부터 Cu wire 로의 전환에 대응하는 최적화된 도금층 구조로 발전하고 있다. 이러한 기술적인 진화를 거듭해온 이 기술은 다양한 반도체 substrate에 광범위하게 사용될 수 있기 때문에 향후 PPF기술의 활용저변은 더욱 확대될 전망이다.

최근 전자제품의 크기가 소형화, 고성능화 되어감에 따라 전자제품을 구성하는 부품 크기도 작아지고, 배선의 피치 또한 미세화 되고 있다. 따라서 패키징 과정도 미세하고 정확한 제어를 필요로 하게 되었으며, 전해도금을 통한 정밀 패키징 공정이 도입되고 있다. 그러나 기존에는 패키징용 메인기판과 부품을 연결하는 솔더는 기존의 Sn-Pb 조성의 납을 포함하는 소재가 사용되었다. 하지만 납의 환경적 문제에 의해 사용을 금지하게 된 상태로 이를 대체하기 위한 무연 조성의 솔더가 연구되고 있다.

박막태양전지의 경우 기판재와 태양전지를 구성하는 반도체 층간의 열팽창 거동 차이가 태양전지의 변형을 야기한다. 이러한 열변형은 태양전지의 효율에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 그러므로 태양전지를 구성하는 반도체 층과 열팽창 거동이 유사한 기판재의 적용이 필요하다. 본 연구에서는 연성 CIGS 태양전지를 구성하는 기판과 박막층의 두께변화가 열공정 중 발생하는 잔류응력에 미치는 영향을 전산해석 하고자 하였다. 전산해석 결과 Fe-52wt%Ni 기판재의 두께가 증가함에 따라 CIGS 박막층 내부의 잔류응력은 감소하였다. SiO2 절연층의 두께가 증가하면 CIGS 박막층의 잔류응력이 증가하였다. Mo 후면전극층이 얇아지면 잔류응력이 감소하였으나 CIGS층의 두께변화는 CIGS층의 잔류응력에 큰 영향을 미치지 않았다.

전기도금으로 얻어진 금속표면 특성은 도금액의 온도, pH, 도금액 조성, 첨가제 등과 같은 여러 종류의 도금인자 및 조건에 따라 달라진다. 그중에서 가장 영향을 많이 미치는 것이 도금중에 인가되는 전류밀도이다. 이러한 영향에 대해 연구하고자 많은 도금 개발자들은 Hull Cell을 사용하고 있다. Hull Cell 시험은 한 번의 실험으로 높은 전류밀도에서부터 낮은 전류밀도에 이르기까지 규칙적인 전류밀도로 1개의 음극표면에 도금 되도록 하여 도금된 표면을 관찰함으로써 도금 상태를 비교평가 할 수 있게 한 것이다. 하지만 헐셀자에 사용하고 있는 전류밀도 분포 기준은 도금 용액의 종류에 관계 없이 하나의 헐셀식에 의해 표현되고 있다. 하지만 도금용액의 종류에 따라 분극특성이 다르며 이로 인해 헐셀 실험에서의 2차 전류밀도 분포가 달라지게 된다. 따라서 보다 정확한 평가 및 분석을 위해서는 도금용액에 대한 특성이 고려된 전류밀도 분포 기준이 필요하다. 이에 본 연구에서는 Hull Cell 실험에서 도금 용액별로 정확한 헐셀자를 제공하기 위해 기존 헐셀자의 전류밀도 분포와 분극특성을 고려한 2차 전류밀도 분포를 시뮬레이션을 활용하여 비교분석 하였다.

박막제조 기술은 과학 기술의 기초가 되는 분야로 양질의 박막을 제조하기 위한 다양한 노력이 경주되고 있다. 박막제조는 표면개질과 함께 표면처리 기술의 한 분야이며 이중 진공증착으로 알려진 물리증착법과 화학증착법은 현대의 과학기술 연구는 물론 산업적으로 폭넓게 이용되는 박막제조 기술 중의 하나이다. 진공증착을 이용한 박막제조 기술은 나노 기술의 등장과 함께 비약적인 발전을 이루었으며 자연모사와 완전화 박막의 제조, 융복합 공정을 이용한 기능성 코팅과 Engineered Structure 구현 그리고 초고속 증착과 원가 저감 기술의 실현이 주요 이슈로 등장하고 있다. 본 논문에서는 물리증착법과 화학증착법을 중심으로 박막제조 기술의 종류와 원리를 설명하고 박막제조 기술의 최신 동향과 기술적 이슈 및 향후 전망에 대해 기술한다.

Recently, surface texturing by atmospheric laser processing has been received lots of attention to improve the tribological performance of various surfaces and this laser texturing of surfaces could be considered in a large extent to improve tribological performance of PVD coated surface. Surface texturing could be performed by various manufacturing techniques such as indentation with hard materials, ion etching, abrasive jet machining, lithography, and Laser Surface Texturing (LST). Out of all these techniques, however it is generally accepted that laser surface texturing (LST) by atmospheric laser processing offers the most promising process as LST is very fast, environmentally-friendly, easy to control the shape and size of the microdimples. In this work various preliminary experimental results from the laser texturing on the PVD-coated steel substrate will be presented. Our results indicated that laser texturing definitely affect the tribological performance of the surfaces and the size as well as pattern type of laser texturing are one of the key factors. From the wear tests against an alumina counterpart ball at room temperature under oil-lubricated condition, laser surface texturing on the CrZrSiN films reduced the friction coefficients by approximately more than 5 times in the case of narrow patterned surfaces.

질화 티타늄(Titanium Nitride)은 뛰어난 물리적 특성이 있어 내마모 재료의 표면처리 분야에 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 음극 아크 방전을 이용하여 빗각 증착을 실시하고 증착 시 기판에 bias 인가 여부에 따라 주상정의 방향성이 변하는 단층 및 다층의 TiN 박막을 제조하였으며 동일한 두께의 다양한 다층구조에서 경도의 증가를 확인하였다.

스퍼터링 기술은 타겟 사용 효율 및 증착률 향상 개념에서의 소스 특성향상과, 증착 기판으로 이동하는 스퍼터링 입자량 및 이온화율 제어를 통한 코팅 박막의 특성향상 등 크게 두 축을 중심으로 발전되어 왔다. 특히 소스 특성 향상 관점에서 고진공에서의 스퍼터링 기술, 듀얼 마그네크론 스퍼터링 및 무빙 마그네트론 스퍼터링 기술 및 원통형 스퍼터링 기술이 개발되어왔으며, 코팅 박막의 특성 향상과 관련하여서는 스퍼터링 방전 내 플라즈마의 밀도의 증대 및 기판 입사 입자의 에너지 제어를 통한 박막의 치밀도 향상 연구가 많이 이루어져, UBM 또는 ICP 결합 스퍼터링 및 Arc-스퍼터링 혼합공정이 연구되어 왔다. 박막 증착에서 박막의 물성을 조절하는 주요인자는, 기판에 입사하는 입자의 에너지로, 그 조절 범위가 좁고 넓음에 따라 활용 가능한 코팅 공정의 window가 설정된다. 지난 15년간 증착박막의 물성 향상을 위하여 스퍼터링 소스의 제어 관점이 아닌 전원적 관점에서 스퍼터된 입자의 에너지 제어를 MF(kHz), Pulse 전원 사용을 통해 이루어져 왔고, 특히 High Impulse Pulse를 이용한 HiPIMS 기법이 연구개발과 시장의 이해가 잘 어울려져 많은 발전을 이루고 있다. HiPIMS 공정은 박막의 물성을 제어하는 관점을 스퍼터링에 사용되는 보조 가스인 Ar 이온에 의존하지 않고, 직접 스퍼터된 입자의 이온화를 증대시키고, 이 이온화된 입자를 활용하여 증착 박막의 치밀성 및 반응성을 증대시켜, 박막특성을 제어하는 기술이다. HiPIMS의 경우, 초기 개발 당시에는 고에너지, 고이온화의 금속 이온을 대량 생성할 수 있다는 이론적 배경에서 연구되었다. 그러나 연구 개발이 진행되면서, 박막의 물성과 증착률 등 상반된 특성이 나타나면서 이에 대한 전원장치의 개량이나 스퍼터링 소스의 개선 등 다양한 개발 연구들이 요구되고 있다. 재료연구소에서는 스퍼터링 기술에서 가장 문제가 되고 있는 타겟 사용효율화 관점 및 스퍼트된 입자의 이온화률 증대에 대한 두 가지 문제를 동시에 해결할 수 있는 방안으로 고밀도 플라즈마를 이용한 스퍼터링 기술을 개발하고 있다. 본 발표에서는 이러한 HiPIMS의 연구 개발 동향과 고밀도 플라즈마를 이용한 스퍼터링 기술에 대한 연구 동향을 발표하고자 한다.

Al이 2wt% 첨가된 AZO(Al-doped ZnO) 타겟을 기판을 가열한 대향 타겟 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 수소 유량에 따라 유리기판 위에 AZO 박막을 증착하였다. 수소 유량에 따른 AZO 박막내의 carrier concentration와 mobility의 변화를 확인하였으며 박막내 crystallinity와 grain size의 변화를 확인하였다. 증착된 AZO 박막 특성의 구조적, 전기적, 광학적 변화조사하고 비저항 및 광투과도 등을 분석하여 투명전극용으로 적합한지 연구하였다.

스퍼터링을 이용한 증착 시스템은 인가된 전력의 대부분이 타겟의 가열에 사용되어 에너지 효율이 낮다는 단점이 있고, 저항 가열을 이용한 증발 증착 시스템은 대전류를 필요로 하고 증발 물질이 보트 물질과 반응하지 말아야 한다는 제약이 있고 질화물을 형성하는 반응성 프로세스에서 증발량을 일정하게 조절하기 어렵다. 두 가지 공정의 장점을 살린 스퍼터-승화 시스템을 고안하고 이를 위한 수치 해석을 CFD-ACE+를 이용하여 실시하였다.

As one of zero-expansion coefficient materials $Al_2TiO_5$ ceramics was prepared and the thermal shock-resistance was investigated by using DV-X analysis. In this report the mechanism of thermal shock-resistance and low mechanical strength.

본 연구는 1차원 나노 구조의 합성과 기초적 분석에 관한 연구로써 특히 무기 산화물 나노재료를 그 대상으로 하였다. 내용으로는 첫째, 1차원 코어 나노와이어의 합성을 하였고 Thermal evaporation, substrate의 가열, 그리고 MOCVD 를 사용한 결과들을 나열한다. 둘째, 코어-쉘 나노와이어를 제작하기 위하여 특히 쉘층의 제작방법을 연구하였는데 PECVD, ALD, 그리고 sputtering에 의한 결과들을 나열하고 간단히 설명한다. Thermal evaporation에 의한 1차원 나노와이어 합성의 경우는 MgO의 예를 들었는데 MgO 나노와이어는 Au가 증착된 기판을 열처리하여 Au dot를 형성하고 이의 morphology를 조절하여 최적의 나노와이어 합성조건을 선정하였다. 이로써 기판 morphology가 나노선의 성장및 형상에 영향을 준다는 사실을 알게 되었다. 이 사실은 In2O3기판을 사용하고 이의 표면거칠기를 열처리로 조절하므로써 역시 나노와이어의 성장을 촉진하는 방법을 찾아내었다. 또한 thermal evaporation공법은 source분말의 선택에 따라 다양한 소재를 제작가능하다는 결과를 제시하였다. 예를 들면 SiOx 층이 precoating된 chamber내에서 MgO 나노선을 합성하는 것과 동일한 조건으로 실험을 진행하면 Mg2SiO4 나노와이어가 형성된 것을 확인하였다. 또한 Sn과 MgB2 분말을 함께 적용할 경우 Sn tip을 가진 MgO 나노와이어를 얻을 수 있었다. 이는 Sn이 동시에 촉매의 역할을 하였기 때문일 것으로 추정된다. 한편 Sn과 Bi 혼합분말을 적용한 경우 Bi2Sn2O7 신소재 tip을 포함한 SnO2 나노와이어를 얻을 수 있었다. 이 경우 Bi원자가 적절한 촉매의 역할을 수행한 것으로 사료된다. Substrate의 가열공법에서는 Si wafer상에 각종 금속 즉 Au, Ag, Cu, Co, Mo, W, Pt, Pd등 초박막을 DC sputter 로 형성한후 annealing하는 기술을 사용하였다. 특기할 만한 것은 Co를 사용한 경우 나노와이어의 spring구조를 얻을 수 있었다는 점이다. MOCVD에 의하여는 Ga2O3및 Bi2O3 나노와이어를 비교적 저온에서 합성하였고 In2O3의 경우는 독특한 나노구조를 형성하였고 이의 결정학적 특성에 대하여 조사하였다.

라만(Raman) 분광법은 실리콘의 결정화도를 분석하는데 가장 유용하게 쓰이는 기법이다. 본 논문에서는 상압 플라즈마 화학기상증착법 (atmospheric pressure plasma-enhanced chemical vapor deposition, AP-PECVD)에 의해 형성된 실리콘 박막의 결정화도를 라만 분광법에 의해 분석하였다. 라만 분석 시, 조사하는 레이져의 파장에 따라서 실리콘 박막 내로의 침투깊이가 결정된다. 또한 레이져의 파워가 임계점을 넘게 되면, 레이져에 의한 실리콘의 결정화가 진행되는 것을 확인하였다.

자연계에는 다양한 생물체들의 표면 구조가 특수한 기능을 갖는 형태로 되어 있다. 이와 같이 특수한 기능을 갖는 생물체들의 표면 구조는 일반적으로 화학적 조성과 표면의 더불어 나노와 마이크로 구조가 혼합되어 있는, 이른바 hierarchical 구조를 보인다. 그 중에서도 표면 초소수성 특성을 보이는 연잎의 표면과 같은 hierarchical 구조는 self-cleaning effect 등의 기능성 표면 제작에 활용이 가능하여 이를 모사하기 위한 연구가 활발히 진행중에 있다. 이에 본 연구에서는 연잎과 같은 초소수성을 띄는 ZnO nano-in-micro hierarchical 구조를 저온 공정을 통하여 다양한 기판에 제작하였다. 이를 위하여 ZnO 나노 입자 분산 레진을 제작하였고 UV imprinting 과 수열합성법을 통하여 마이크로 패턴 상부에 ZnO 나노 입자가 형성된 ZnO nano-in-micro hierarchical 구조를 형성하였다. 제작된 ZnO hierarchical 구조의 젖음 특성은 표면 접촉각이 $160^{\circ}C$이상인 초소수성을 보였으며, 제작 공정에는 고온의 열처리가 수반되지 않아 PET film 등 다양한 기판에 ZnO hierarchical 구조를 제작할 수 있었다.

In this work, we report the comprehensive study of performance enhancement of InGaAs n-MOSFET by plasma $PH_3$ p assivation. The calibrated plasma $PH_3$ passivation of the InGaA ssurface before CVD high-k dielectric deposition significantly improves interface quality, resulting in suppressed frequency dispersion in C-V, increase in drive-current with high electron mobility, and excellent thermal stability.

본 연구에서는 organic 반도체 전자소자의 성능 향상을 위해 그래핀 전극과 hexagonal boron nitride(h-BN) 절연체를 이용한 높은 성능의 전자소자를 구현 하였다. 이를 위해 우리는 화학적 합성법으로 준비된 그래핀을 micro sacale pattern된 PDMS를 이용한 dry transfer 방법을 이용하였다.

최근 연잎의 표면과 같은 자기세정효과의 인공적인 제작을 위한 연구가 다방면으로 진행되고 있다. 이러한 자기세정효과는 초소수성 표면 제작 및 젖음 특성 분석을 통해 형성 및 해석이 가능하다. 본 연구에서는 나노임프린트 리소그래피 공정 및 수열합성법을 이용하여 주기적으로 배열된 계층구조의 $TiO_2$ 패턴을 형성 및 표면 개질을 통한 초소수성 구현하였다. 그 결과, 표면 개질된 계층구조의 $TiO_2$ 패턴은 deionized water에 대해 $160^{\circ}$ 이상의 정적 접촉각을 갖는 초소수성 표면을 형성하였다.

티타늄-알루미늄(Titanium-Aluminum) 질화물(Nitride)은 고경도 난삭재의 고능률 절삭 분야에 사용되는 공구의 수명 향상을 위한 표면처리 소재로 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 아크 소스로 TiAl 타겟을 사용 하였으며, $N_2$ 유량을 변화시키며 코팅을 실시하였다. 그 결과 경도 883~2510 Hv로 나타나는 것을 확인하였다.

Al과 Al합금은 경량금속으로 가공성과 내식성이 우수하여 철강제품의 부식방지, 고효율 반사체 등의 산업 분야에 널리 이용된다. 본 연구에서는 Al과 Al-3wt%Si, Al-10wt%Si의 Al 합금을 마그네트론 스퍼터링으로 코팅하였고 외부 자기장 변화와 빗각 증착에 따른 반사율과 조직 변화 등의 물성을 비교 분석하였다.

결정질 TiCrN과 AlSiN 나노층이 교대로 구성하는 나노 다층 TiAlCrSiN 박막은 음극 아크 플라즈마 증착법에 의해 증착되었다. 나노 다층 TiAlCrSiN 박막의 산화특성들은 $600{\sim}1000^{\circ}C$사이에서 대기 중 최대 70시간동안 연구 되었다. 형성된 산화물들은 주로 $Cr_2O_3$, ${\alpha}-Al_2O_3$, $SiO_2$ 그리고 rutile-$TiO_2$들로 구성되었다. 나노 다층 TiAlCrSiN 박막이 산화하는 동안, 가장 바깥쪽의 $TiO_2$층은 Ti 이온의 외부확산에 의해, 외부 $Al_2O_3$층은 Al이온의 외부확산에 의해 형성되었다. 동시에, 내부($Al_2O_3$, $Cr_2O_3$) 혼합층과 가장 안쪽의 $TiO_2$층은 산소이온의 내부확산에 의해 형성되었다.

유기태양전지의 효율을 향상시키기 위하여 광학적 기능을 갖는 패턴을 유기태양전지 상부에 다이렉트 프린팅 기술을 이용하여 형성하였다. 다이렉트 프린팅 기술은 포토리소그래피, 이빔리소그래피, 등 패턴을 형성하는 다른 기술에 비해 공정이 간단하며 가격이 저렴하다. 유기태양전지에 형성된 광학적 기능을 갖는 패턴은 투과도를 증가시키는 패턴과 광산란을 증가시키는 패턴이다. 광학적 기능을 갖는 패턴을 유기태양전지에 형성하여 최대 6.8 %의 효율이 증가하였다.

청색 발광 다이오드의 광추출 효율 향상 및 전기적 특성 향상을 위하여 기판이 되는 사파이어에 마이크로급 패턴을 형성하는 공정이 일반적으로 사용되고 있다. 기존의 공정과는 달리, 저가의 간단한 공정을 통해 쉽게 유사한 성능 향상을 얻기 위하여, 나노임프린트 리소그래피 공정을 도입하여 사파이어 기판 상에 일정한 주기와 형태를 갖는 나노 패턴을 형성하였으며, 이를 이용하여 제작한 발광 다이오드의 성능이 전기적, 광학적 측면에서 크게 향상되었음을 확인할 수 있었다.

Films of CrN, $Cr_{40}Zr_9N$, and $Cr_{31}Zr_{16}N$ were deposited on a steel substrate by closed field unbalanced magnetron sputtering, and their oxidation behaviors at $700^{\circ}C$ and $800^{\circ}C$ for up to 60h in air were investigated. All the deposited films were composed of the CrN phase. Zirconium atoms in $Cr_{40}Zr_9N$ and $Cr_{31}Zr_{16}N$ films partially dissolved in the CrN phase. They advantageously refined the columnar structure, reduced the surface roughness, and increased the microhardness. The CrN film displayed relatively good oxidation resistance, owing to the formation of the highly protective $Cr_2O_3$ on its surface. The $Cr_{40}Zr_9N$ and $Cr_{31}Zr_{16}N$ films oxidized to $Cr_2O_3$ as the major phase and ${\alpha}-ZrO_2$ as the minor one. They oxidized primarily by the inward transport of oxygen. The addition of Zr could not increase the oxidation resistance of the CrN film, because the formed $ZrO_2$ that was intermixed in the $Cr_2O_3$-rich oxide layer was oxygen permeable, and developed the compressive stress in the oxide scale owing to the volume expansion during its formation.

Molybdeum oxide-doped 4,4',4"-tris(2-naphthyl(phenyl)amino)tri- phenylamine (2-TNATA) layer 의 도핑농도가 75%일 때 OLED 소자의 성능이 향상되었다. Hole transport layer (HTL) 로 사용된 MOOX-doped 2-TNATA layer는 hole-injection barrier height를 낮추어서 효율적인 홀주입특성을 보였다. 그러나 도핑농도가 75%이하일 때는 소자 특성이 나빠짐을 알 수 있었다.

$Fe_2O_3$, Al, Cr과 Si 분말을 고 에너지 볼 밀링해서 나노분말을 제조한 후 고주파유도 가열 활성 연소합성 장치로 1분 이내의 짧은 시간에 합성 및 소결한 $Al_2O_3+4.65(Fe_{0.43}Cr_{0.17}Al_{0.323}Si_{0.077})$, $Al_2O_3$ + 5.33 ($Fe_{0.375}Cr_{0.11}Al_{0.3}Si_{0.075}$), $Al_2O_3$ + 6.15 ($Fe_{0.325}Cr_{0.155}Al_{0.448}Si_{0.072}$), $Al_2O_3$ + 3.3 ($Fe_{0.6}Cr_{0.3}Al_{0.6}$) 소결체 시편을 $700^{\circ}C$의 온도에서 100시간 동안 공기 중에서 산화 및 $N_2-H_20-H_2S$ 혼합 가스 내에서 황화 부식을 실시하였다. 그 결과 산화 및 황화 부식 후에 ${\alpha}-Al_2O_3$가 표면에 생성되어 보호 피막으로 작용하여 우수한 내식성을 보였다.

Mg합금은 지극히 열악한 내산화성을 갖는 MgO로 산화되기 때문에, 모든 Mg합금은 고온에서는 쉽게 산화되고 발화된다. 그러나, CaO를 첨가하면 CaO가 시편의 노출면적을 줄이고, 산소의 내부확산을 억제함으로써 시편 표면에 얇고 균일한 보호피막을 형성하여 Mg합금의 산화 저항성을 증가시켰다.

본 연구는 segment target을 장착한 unbalanced magnetron sputtering을 활용하여 CrZr-Al-N 박막을 합성하고 박막의 고온안정성과 미세구조를 연구하는데 그 목적이 있다. 박막의 Al 함량을 조절하기 위하여 각 segment target은 Cr,Zr을 일정vol% 유지하며 Al vol%만 변화하여 설계하였다. 박막의 고온안정성을 실험하기 위해 각 시편은 $100{\sim}500^{\circ}C$ 사이의 온도에서 1시간씩 annealing 처리를 실시한 후에 경도를 측정하였다. 박막의 미세구조 단면을 위해 FE-SEM을 이용하였으며 이밖에 박막의 조성, 경도 및 결정구조를 측정하기 위해 EDS, microhardness testing system, XRD를 사용하였다. Al 부피비를 변화시킨 Segment target을 활용한 박막합성에서 박막의 Al함량은 각각 1/11에서 4.6at.%, 1/5에서 8.1at.%, 1/3에서 12.9at.% 로 나타났으며, 박막의 경도는 4.6~12.9at.% 사이의 Al 함량을 갖는 박막에 대해 모두 유사한 값을 가졌으며 31GPa로 측정되었다. 박막의 단면 구조 역시 4.6~12.9at.% 사이의 Al 함량을 갖는 박막에 대해 모두 columnar 구조가 관찰되었다.

음극 아크법으로 증착한 $ZrO_2/Al_2O_3$ 박막의 고온특성을 대기중 $600-900^{\circ}C$에서 50시간동안 노출시킨후 XRD, XPS, AES. SEM, TEM을 이용하여 분석하였다. 증착된 박막은 비정질이었고, 고온에서 가열함에 따라 점차 결정질로 바뀌었다.

${\alpha}$-Ti상과 ${\beta}$-Ti상 등으로 미세조직이 제어된 Ti-6Al-4V합금을동안 1 Pa의 질소기체내에서 $850^{\circ}C$로 1시간 ~ 12시간 질화 처리하였다. 질화 시간이 증가함에 따라 Ti-N의 층은 두꺼워 졌으며 N이 용해된 ${\alpha}$-Tidiffusion zone은 더 넓어졌다. Ti-N층에서 처음 생성된 $Ti_2N$은 질화됨에 따라 TiN이 되었다. 대기 중에서 $700^{\circ}C$로 10시간 동안 산화시킨 질화층은rutile-$TiO_2$가 되었다.

In this experiment, post-nitriding treatment has been performed at $400^{\circ}C$ on AISI 316 stainless steel which is plasma carburized previously at $430^{\circ}C$ for 15 hours. Plasma nitriding was implemented on AISI 316 stainless steel at various gas compositions (25% N2, 50% N2 and 75% N2) for 4 hours. Additionally, during post nitriding Ar gas was used with H2 and N2 to observe the improvement of treatment. After treatment, the behavior of the hybrid layer was investigated by optical microscopy, X-ray diffraction, and micro-hardness testing. Potentiodynamic polarization test was also used to evaluate the corrosion resistance of the samples. Meanwhile, it was found that the surface hardness increased with increasing the nitrogen gas content. Also small percentage of Ar gas was introduced in the post nitriding process which improved the hardness of the hardened layer but reduces the corrosion resistance compared with the carburized sample. The experiment revealed that AISI 316L stainless steel showed better hardness and excellent corrosion resistance compared with the carburized sample, when 75% N2 gas was used during the post nitriding treatment. Also addition of Ar gas during post nitriding treatment were degraded the corrosion resistance of the sample compared with the carburized sample.

Back ferrule is a circular ring shaped metallic object which is used for fastening, joining or reinforcement during the tube fitting as well as to prevent leakage. Therefore, during tube fitting the leading edge of the back ferrule should be sufficiently hard enough to prevent leakage. In our research, we concentrated the improvement of two major factors. Firstly, to improve the surface hardness of the back ferrule made by AISI 316 Stainless Steel. Secondly, the enhancement of corrosion resistance of back ferrule after plasma treatment. Initially, the corrosion resistance and hardness of the back ferrule (both commercial and without treated) was not good enough for tube fitting but after applying plasma treatment with suitable conditions on ferrule, we improved the corrosion resistance and hardness of the back ferrule dramatically.

Organic light emitting diode (OLED) 나 organic photovoltaic device (OPV)와 같은 유기소자에 전극으로 쓰이고 있는 indium tin oxide (ITO) 박막의 품질을 향상시키기 위해 수소 및 산소의 가스량을 조절하면서 rf power를 이용하여 ITO 박막을 증착한 후 전기적, 광학적 특성을 관찰하여 보았다. 또한 ITO 박막의 대면적화 및 양산화를 위하여 Roll to Roll 장비를 적용하였다. 산소 분율 0.3%에서 두께 180 nm 와 면저항 21 ohm/sq.를 나타냈으며 수소 분율 0.8%에서 두께 180 nm, 면저항 22 ohm/sq.이 관찰되었다. 또한 산소 분율 0.3%로 고정한 후 수소 분율을 변화시키며 관찰한 결과 수소분율 0.3%에서 두께 180 nm, 면저항 19 ohm/sq.를 나타내었다.

In this work, 3-dimensional, non-isothermal numerical simulation was performed to analyse the effects of contact resistance and electric conductivity of GDL on the fuel cell performance. For numerical simulation contact resistance of Carbon and Stainless steel was measured. The simulation results reveal that 10 times change of electric conductivity leads only 6.5% decrease of PEMFC performance. But stainless steel which has high contact resistance decrease fuel cell performance over 25% at a high current density region than carbon. This results show that suitable Surface treatment technology is needed for metal bipolar plate, especially stainless steel.

본 연구에서는 자동차 연료분사 장치의 내마모성 및 내구성 개선을 목적으로 이온빔 증착법을 이용하여 DLC 코팅을 증착하고 특성을 평가하였다. 특히 $CH_4/C_2H_2$ 분압비에 따라 DLC 박막의 표면조도, 밀착력, 경도등에 미치는 영향을 조사하였으며 DLC 박막의 구조 변화를 관찰하였다. 제조된 박막의 표면조도는 AFM (Atomic Force Microscopy)을 이용하였으며 박막의 밀착력은 스크래치 시험기를 이용하였고 미소 경도는 나노 인덴테이션을 이용하였으며 구조분석은 Raman spectroscopy를 이용하였다. 표면조도 결과 $C_2H_2$ 주입량을 증가함에 따라 표면조도와 경도값은 급격하게 증가하였고 $C_2H_2$만 주입했을 경우 Ra값이 90 nm, 미소 경도값은 2291 Hv로 최대값을 나타내었다.

금속 양이온이 도핑된 3성분계 이상의 나노구조코팅은 다양한 성능 개발 및 물성 향상을 위해서 개발되어져 왔다. 기존 CrN 코팅에 비해 Cr-Nb-N 코팅은 높은 경도와 내부식성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 공정 제어를 통해서 - Cr-Nb-N 코팅을 제작하였으며, 상분석 및 물성 변화에 대하여 고찰하였다.

철계 소결 부품은 성형의 용이성, 저렴한 가격, 특유의 기공성 입계조직으로 기능성 표면처리에 적합한 소재이다. 본 연구에서는 고온 부식 및 극심한 마모환경에 노출되는 발전소 터빈과 같은 부품의 표면처리에 주로 쓰이는 Pack-chromizing 법을 적용한 철계 소결부품의 내마모 특성을 알아보고자 한다. AFM 분석결과, Pack-chromizing 에 의해 Cr이 확산된 표층의 형상이 Peak-and-Valley 형태의 치밀한 dimple 구조로 변화된 것을 알 수 있었다. 또한, XRD 및 XPS 분석을 통해 chromium carbide 및 $Cr_2O_3$와 같은 고경도의 화합물 층이 형성됨을 알 수 있었다. 따라서, 이러한 dimple 구조를 띈 고경도의 화합물 층이 표면의 마찰계수를 저하시키는 주요 원인임을 본 연구에서 논하고자 한다.

플라즈마 CVD와 아크방전법을 혼합한 하이브리드 공정을 통하여 알곤과 메탄 그리고 질소를 인입하여 Cr을 타겟으로한 아크방전과 기판에 전극을 인가하는 방식의 플라즈마 CVD공정을 복합화하여 금속이 함유된 Cr-C:H 박막을 합성하고, 공정에 질소를 인입하여 박막에 질소를 도핑하여 부내식성과 전기적 전도성에 관한 고찰을 하였다. 내부식성은 동전위분극시험에서 $1{\mu}A/cm^2$을 보였고, 전기저항은 $1m{\Omega}-cm$ 이하로 측정되어 내식성과 전기전도성을 동시에 갖는 박막을 합성할 수 있었다. 내식성과 전기전도성에 대한 원인규명을 위하여 박막의 구조분석을 XPS, XRD, Raman 분석을 통하여 실시하였다. 흑연화 탄소(Graphitic carbon)와 금속콤포짓(Metal composite)은 내식성에 영향을 주었으며, 전도성물질의 percolation효과와 질소와 탄소의 단일 결합과정에서 생성되는 잉여전자에 의한 단일 결합(C-N) 분율이 전기전도성에 영향을 주었다.

레이저클리닝이란 레이저빔을 표면에 조사하여 오염 물질을 제거하는 공정 기술로서 건식 세정방식이다. 본 연구에서는 레이저클리닝을 금속문화재에 코팅된 아크릴수지에 적용하여 제거 가능성 및 표면 특성을 조사하였다. 실험 결과 소지금속에 손상을 주지 않으면서 아크릴수지를 제거하는 레이저 조건을 확인하였으나 청동유물에 적용한 결과 아크릴수지와 파티나 층이 함께 제거되는 레이저클리닝의 문제점도 확인할 수 있었다. 앞으로 다양한 레이저 시스템 및 파장별 실험을 진행하여 청동 파티나층의 제거 가능성을 검토하면 레이저 클리닝을 청동 문화재에 적용하는데 도움이 될 것으로 본다.

$Eu^{3+}$ 이온의 농도비를 변화시키면서 고상 반응법을 사용하여 적색 형광체 $Sr_{1-1.5x}MoO_4:Eu_x{^{3+}}$ 분말을 합성하였다. 제조한 형광체의 결정 구조는 X-선 회절 장치를 사용하여 정방정계임을 확인하였고, 광학 특성은 형광 광도계를 사용하여 상온에서 측정하였다. $Eu^{3+}$ 이온의 농도비가 0.01 mol인 형광체의 경우에, 파장 295 nm로 여기시켰을 때 주된 발광은 파장 619 nm에 최대 세기를 갖는 적색 형광을 나타내었으며, 최대 흡수 스펙트럼은 넓은 밴드를 갖고 파장 302 nm에서 관측되었다.

녹색 형광체 $Ca_{1-1.5x}MoO_4:Tb_x{^{3+}}$ 세라믹 형광체를 고상 반응법을 사용하여 $Tb^{3+}$ 이온의 농도를 변화시키면서 소결 온도 $1050^{\circ}C$와 환원 온도 $950^{\circ}C$에서 각각 5 시간과 2 시간 반응시켜 합성하였다. 형광체의 결정 구조, 여기 및 발광 특성의 변화를 각각 X-선 회절 장치와 광여기 발광 분광기를 사용하여 측정하였다. XRD 결과로부터, 합성된 모든 형광체 분말의 주 피크는 (112)면에서 회절된 신호임을 확인할 수 있었다. 형광 특성의 경우에 여기 스펙트럼은 303 nm를 중심으로 넓은 밴드를 형성하였고, $Tb^{3+}$ 이온의 농도가 증가함에 따라 550 nm에 주 피크를 갖는 녹색 형광 스펙트럼의 세기는 감소하였다.

PTFE(polytetrafluoroethylene) 타겟을 RF 스퍼터링에 의하여 Si 기판과 슬라이드 글라스에 코팅하였다. PTFE의 기초 실험조건으로 타겟 건 파워, 공정시간, 압력 및 바이어스 파워를 변화시켰다. PTFE 필름의 특성은 조건별 두께를 비교하였고, 분광광도계에 의한 투과도를 측정하였다. PTFE의 발수 특성과 스퍼터링 공정 조건을 확인하고자 접촉각 측정을 실시하였다. 타겟 건의 파워 및 시간에 따라 증착속도의 차이가 있었으며, 광학적인 투과도에서도 변화가 있음을 알 수 있었다. 발수특성을 나타내는 PTFE의 스퍼터링에 의한 접촉각 측정을 통해 다양한 조건별 접촉각 특성을 확인하였다.

Display에 사용되는 투명전극의 경우, 가시광 영역에서의 투과도는 중요한 요소 중의 하나이다. 투명 전도막의 광흡수, 반사 및 투과즉성은 박막 내에 존재하는 전공밴드의 전자, 자유전자, polar optical phonon 등의 빛과의 반응에 의해 결정된다고 알려져 있다. 많은 연구결과를 통해 투과 및 반사특성은 알려져 있으나, 가시광 영역내의 흡광특성에 관해서는 밝혀진 연구결과가 많지 않다. 본 연구에서는 ITO 박막의 투과도와 흡광도의 상호관계를 규명하였다.

대기압 플라즈마 에칭 전처리 공정이 실리카 코팅의 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 접촉각 특성, aging 효과, 광투과도 변화를 분석 하였다. 대기압 플라즈마 에칭 전처리를 통해 실리카 코팅의 특성은 접촉각 $13^{\circ}$에서 $6^{\circ}$로 변하였으며 aging 시험 결과 에칭 전 $6^{\circ}$ 증가에서 에칭 후 $2^{\circ}$로 친수특성 유지도가 향상되었다. 광 투과도는 89.8 %에서 90.67% 로 0.61 % 향상되었다.

탄소 탄소 복합재료(C/C composite)는 고온도 영역에서 강도저하가 없으며 화학적으로 더욱 안정되어 지기 때문에 고온 구조재료로서 널리 사용되어지고 있다. 모재의 성분이 모두 탄소로 구성되어 있어 약 $500^{\circ}C$의 산화분위기에서 부터는 산화되는 결점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 결점을 보완하기 위해 Pack Cementation과 Dipping 방법을 통해 내산화 코팅층을 형성 하여 $1300^{\circ}C$에서의 내산화성을 향상 시킬 수 있었다.

CIGS 단일 타켓을 DC 및 RF 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 파워별로 Mo/SLG위에 증착하여 미세구조 및 화학 조성 평가를 실시하였다. 파워가 증가함에 따라 이온의 운동에너지 증가에 따라서 결정성이 향상되었음을 확인할 수 있었다. DC 마그네트론 스퍼터링의 경우 40W에서 가장 결정성이 좋았으며, RF 마그네트론 스퍼터링은 80W에서 높은 결정성을 확인할 수 있었다. 이는 DC power 40W와 RF power 80W에서 박막의 조성이 화학양론을 만족하고 grain의 성장이 잘 되었기 때문에 높은 결정성을 나타났다고 생각된다.

CIGS 단일 타켓을 RF 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 파워별(20, 40, 60, 80W)로 Mo/SLG위에 증착하여 열처리를 실시하였다. 1step ($350^{\circ}C$), 1step ($550^{\circ}C$), 2step ($350^{\circ}C$, $550^{\circ}C$) 열처리 실시 후 XRD측정 결과 2step 80W에서 가장 좋은 결정성을 확인할 수 있었다. 또한 FE-SEM을 측정결과, 상대적으로 가장 큰 grain size(200nm)를 확인할 수 있었으며 박막의 표면 조도 또한 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

$InSbO_4$ (Indium antimony oxide) 박막을 RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 $SiO_2$가 코팅된 Si wafer ($SiO_2/Si$) 기판 또는 $400^{\circ}C$에서 융해된 석영 유리 (silica glass) 기판 위에 증착시켰다. 고결정성과 화학양론의 $InSbO_4$ 막을 증착시키기에 최적화된 조성의 $In_{0.2x}Sb_{0.3x}O_x$ 타겟을 이용하여 Ar과 $O_2$ 혼합 가스 분위기에서 스퍼터링 증착을 수행하였다. $InSbO_4$ 막은 가시광 영역에서 80%이상의 투과도를 보였고, $400^{\circ}C$에서 $1100^{\circ}C$사이의 어닐링 온도에서는 $InSbO_4$ 막의 전기적 성질이 높은 고온 내구성을 가지는 것을 알 수 있었다. 그러나 $1200^{\circ}C$ 이상의 어닐링 온도에서는 새로운 $Sb_2O_4$ 상의 분리로 인해 $InSbO_4$ 막의 비저항이 급격히 증가하였다.

GZO( Ga-doped ZnO) 및 ZTO (zinc tin Oxide) 박막을 DC, RF magnetron sputtering 공정을 이용하여 증착한 후, 대기 및 진공상태에서 200, $300^{\circ}C$ 조건으로 30분 동안 열처리하였다. ZTO/GZO 박막의 전기적 특성은 ZTO 층과 GZO 층의 두께 비에 의존함을 확인 할 수 있었다. 본 연구에서는 GZO단일 박막과 ZTO/GZO double layer 박막의 열처리 온도에 따른 구조적, 전기적, 광학적 특성을 비교검토 하였다.

고 해상도를 요구하는 차세대 디스플레이에서 ITO 박막은 매우 얇은 두께에서 높은 투과율과 고 전도성을 동시에 가져야 한다. 이러한 박막 물성을 함께 가지는 고품질 ITO 초박막을 제조하기 위해서 DC와 RF의 장점을 동시에 가지는 DC/RF 중첩형 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 다양한 $SnO_2$ 함량을 가진 ITO 초박막(~50 nm)을 증착하여 물성 및 미세 구조 변화를 관찰 하였다. 또한, 상온과 결정화 온도 이상에서 증착한 ITO 초박막의 $SnO_2$ 함량에 따른 박막의 전기적, 광학적 거동 및 미세구조의 변화를 확인하는 동시에, RF/(DC+RF) 중첩 비율에 따른 ITO 초박막의 물성 변화를 확인 하였다.

본 연구에서는 터치패널에 적용되는 ITO 박막의 $SnO_2$ 함량별(2, 3, 5, 10wt%) 특성을 확보하기 위하여, Sputtering 장치를 사용하여 ITO 박막을 상온에서 증착한 후 In-situ HT(High temperature)-XRD를 이용하여 온도에 따른 구조적 특성변화를 조사하였다. In-situ HT-XRD 측정 시 온도는 170, 200, $250^{\circ}C$, 유지시간은 1시간으로 제어하였다.

ZnO submicron particles were grown on Au-catalyzed Si substrate by a vapor phase transport (VPT) growth process under different mixture gas ratio at growth temperature of $900^{\circ}C$. The structural and optical properties of the ZnO submicron particles were investigated by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), X-ray diffraction (XRD), and photoluminescence (PL). The ZnO submicron particles could be clustered with the $O_2/Ar$ mixture gas ratio(%) higher than 10%, and it was mainly determined by the gas ambient. Particularly, when the $O_2/Ar$ mixture gas ratio was 30%, it was observed the ZnO submicron particles with diameters in the range of 125 to 500 nm and the narrowest full width at half maximum (FWHM) of XRD and PL spectra with $0.121^{\circ}$ and 92 meV, respectively. It was found that the structural and optical properties of the ZnO submicron particles were improved with increasing the $O_2/Ar$ mixture gas ratio through the XRD and PL spectra.

In this study, effect of EB-PVD coated Si/HA film thickness on surface characteristics of Ti-35Nb-10Zr alloy was investigated. The Ti-35Nb-10Zr alloy was fabricated by arc melting method. The Si/HA layers were coated with 0.8 wt.% of Si in pure HA by EB-PVD method. The coating thickness was consisted with 100 - 300 nm for each group, the surface characteristics was analyzed by FE-SEM, EDS, XRD, XRF and corrosion test. The Si/HA coating layer was well deposited on the alloy surface by EB-PVD, the thickness was correlative factor with HA peaks and corrosion resistance value.

화학기상증착법을 통해 대면적 합성이 가능해진 그래핀의 개발로 인해 그래핀에 관한 연구가 활발히 진행되었다. 특히, 플라즈마 처리에 관한 연구를 통해 그래핀의 도핑이 가능하다는 것이 밝혀졌고 이는 곧 그래핀 내의 전하 농도를 변화시킬 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 Van der Pauw 방법을 통해 플라즈마 처리에 따른 그래핀 내의 전하 농도와 면저항을 측정하고 이를 통해 이동도를 계산하는 실험을 진행하였다.

본 연구에서는 화학적 도핑 방법 및 플라즈마 표면 처리방법을 이용하여 그래핀 내 Electron & Hole carrier 들의 농도를 변화시켜, 전계효과에 따른 Graphene Field Effect Transistors (GFETs) 소자의 전기적 특성 변화를 확인 하였으며, 전기적 특성 결과 중에 Dirac-point (DP) 이동에 따른 그래핀 $E_F$ (Fermi-energy) level 변화를 계산 및 유추 하였으며, Ultraviolet Photoelectron Spectroscpy (UPS)를 이용하여 실제적으로 He 소스 광전자를 그래핀 샘플 표면에 입사하여 나오는 전자들의 Kinetic Energy($E_K$) 결과를 이용하여 Work function (WF) 변화를 확인 및 검증하였다.

QM/MM 혼성 이론 방법인 ONIOM 계산을 통해, $CO_2$가 $B_N$-BNNT 벽면에서의 흡착 반응과 $H_2CO_3$로의 전환 반응 메커니즘을 규명함으로써 $B_N$-BNNT가 효과적인 $CO_2$ 흡착제와 $H_2CO_3$ 생성 반응 촉매로 개발 가능함을 확인하였다.

Carbon coils could be synthesized using $C_2H_2/H_2$ as source gases and $SF_6$ as an incorporated additive gas under thermal chemical vapor deposition system. Prior to the carbon coils deposition reaction, two kinds of samples having different combination of Ni catalyst and substrate were employed, namely a commercially-made $Al_2O_3$ ceramic boat with Ni powders and a commercially-made $Al_2O_3$ substrate with Ni layer. By using a commercially-made $Al_2O_3$ ceramic boat, the production yield of carbon coils could be enhanced as much as 10 times higher than that of $Al_2O_3$ substrate. Furthermore, the dominant formation of the microsized carbon coils could be obtained by using $Al_2O_3$ ceramic boat.

저밀도 알곤 유도결합플라즈마(Ar-ICP) 를 적용한 그래핀 클리닝 연구를 보고한다. 알곤 축전결합플라즈마(Ar-CCP)는 높은 이온포격에너지 (수백 eV) 로 인하여 그래핀의 C-C $sp_2$ bonding을 쉽게 파괴하고 defect을 형성시킨다. 그러나 저밀도 ($n_i$ < $5{\times}10^8cm^{-3}$) Ar-ICP 에 노출된 그래핀은 낮은 이온포격에너지, 이온밀도로 인하여 defect 이 형성되지 않고 residue 제거가 가능하였다. Graphene 이 집적된 back-gated field effect transistor (G-FET) 가 저밀도 Ar-ICP 에 노출될 경우 resist residue 제거로 인하여 $V_{dirac}$ 이 0 V 방향으로 이동하고 mobility 가 증가하는 것을 확인하였다.

2000년 미국에서 국가나노기술개발 전략을 발표한 이래로 현재 한국, 일본, 유럽연합, 독일, 중국, 대만 등 전 세계 60여개 국가들은 나노기술을 미래 국가 경쟁력을 결정하는 핵심요소로 인식하고, 나노국가기술개발 전략을 수립하고 경쟁하고 있다. 한국은 제 1기 나노기술종합발전계획(2001.7)과 제 2기 나노기술종합발전계획(2005.12)의 수립, 추진을 통하여 지난 10여 년 동안 나노기술연구개발, 첨단 연구시설 구축, 나노전문 인력양성, 나노기술산업화 등의 분야에서 괄목할 만한 많은 성과들을 이룩해 왔다. 특히 한국은 나노기술 경쟁구도에 있어 분기점으로 될 것으로 예상되는 2015년에 나노기술 3대 강국 진입을 목표로 설정하고, 정부의 적극적인 투자와 연구자들의 헌신적인 노력이 경주되고 있다. 최근 스마트폰 등, 이동통신기 대량보급과 함께 나노소재는 암 치료나 생체재료분야의 연구개발이 활성화되고 있다. 본고에서는 최근의 나노자성도금의 특성을 중심으로 기술하였다.

금속 표면에 마이크로 나노 구조물을 형성하고 그 위에 발수 특성을 가진 물질을 증착하여, 발수성을 가지는 금속 표면을 개발하였다. Sand blast 공정으로 마이크로 구조 형성, Linear Ion Source(LIS)를 적용한 Ion beam etching으로 나노 구조를 형성하였다. 그 결과 FE-SEM을 통해 수~수십 ${\mu}m$ 크기의 구조 위에 nm 크기의 구조가 형성 된 것을 확인하였다. 발수 특성은 매끈한 표면보다 거친(rough)표면과 낮은 표면에너지로 구현된다. 마이크로 나노 구조가 형성된 Al의 표면에너지를 낮추기 위해 Hexamethyldisiloxane(HMDSO)을 코팅하였다. 접촉각 측정 결과 $105^{\circ}$로 표면 형상을 제어함으로써 발수 특성이 나타나는 것을 확인하였다.

전기방사법으로 형성한 마이크로 크기의 실리카($SiO_2$) 코팅층 위에 광환원법(photo-reduction mothod)를 이용하여 나노 크기의 금속 나노입자를 형성하여 마이크로-나노 계층구조(hierarchical structure)의 코팅층을 형성하였다. 자외선(UV선) 조사강도 및 조사시간의 변화에 따른 미세구조 및 표면 평활도지수(roughness factor) 변화 거동을 관찰하였고, 이 코팅층에 불소화 처리를 하여 초소수성 표면을 형성하였다.

In interfaces between carbon black or Pt and FTO glass in dye-sensitized solar cell counter electrodes, a marginal resistant channel for electrons, we tried to improve the connection by modifying the sintering process. A stepwise sintering process for carbon black and Pt counter electrodes was applied and its effect on power conversion efficiency was studied. Power conversion efficiencies of built-in DSSC made by a one-step sintering process with carbon black and Pt counter electrodes were about 5.01% and 5.02%, respectively. Cells made with the stepwise sintering process were 5.96% and 6.21%, respectively, indicating an 20% improvement. Fill factor (FF) increased, and it was them main reason for the power conversion efficiency improvement. Step wise sintering increased the adhesion of the interface and reduced the film thickness and surface roughness. As a result, the resistivity of the counter electrode and EIS impedance of DSSCs decreased.

Platinum (Pt) has been commonly used as a counter electrode material in dye-sensitized solar cells, because it has high catalytic activity and electric conductivity as well as chemical inertness with iodide electrolyte. However, Pt is too expensive to be commercialized. Therefore, in the present study, carbon black counter electrode with Pt and carbon nano tube (CNT) was investigated. The power conversion efficiency with Pt added carbon black electrode was lower than hat of pure Pt electrode which was 6.47 %. By adding 3 wt% Pt to the carbon black counter electrode, the power conversion efficiency was maximized at 5.88 %. On them, additional adding of 1 wt % CNT, the power conversion efficiency (${\eta}$)wasincreasedupto6.21%. The reason of power conversion efficiency improvement with a proper amount of Pt and CNT was examined by comparing the impedance properties measured using EIS.

전본 실험에서는 r-GO graphene을 이용해서 CV를 측정하였다. graphene이 있을때와 없을때의 capacitance의 차이가 확연하게 발생하였다. 또한 가해주는 시작 전압에 의해서 hystersis 현상을 관찰하였다. 이 graphene은 밴드갭이 없기 때문에 장파장영역의 빛에서도 광전자가 발생한다. 이를 이용해서 장파장의 빛에 의한 CV 특성을 관측하였다. 이 결과로 인해서 전자들이 charge 되는 것을 알 수가 있었다. 이 특성은 메모리나 기타 다른 소자에 유용하게 적용될 것으로 생각된다.

금속기판 염료감응형 태양전지 서브모듈 제작 시, 금속기판 차단층 처리 유,무에 따른 전극 상태를 비교하였다. 차단층은 titanium diisopropoxide bis(acetylacetonate) 용액을 IPA 용매에 녹여 0.15M 농도로 만들어졌으며, 스핀코팅법을 이용하여 금속기판에 박막으로 코팅되었다. 차단층 코팅을 하지 않은 금속기판의 산화전극은 소성 후 깨짐현상이 발생하였으나, 차단층 코팅한 금속기판의 산화전극은 깨짐현상이 발생하지 않았고, 그 기판을 적용하여 염료감응형 태양전지 서브모듈을 제작, 성능 평가를 진행하였다.

본 연구는 PECVD법에 의한 초발수 박막의 생성과정에서 생기는 나노 클러스터링 현상에 관하여 레이저 산란법에 의해 살펴보았다. 이와같이 레이저 산란법에 의해 플라즈마에서 나노 클러스터의 존재를 증명함으로써, 초발수 박막의 생성이 더스티 플라즈마 중 유기분자들이 분해 및 재결합 과정을 통하여 이루어졌음이 밝혀졌다.

Reduced graphene oxide (rGO) 물질을 사용하여 전계효과 트랜지스터를 제작하였고 이의 광전기적 특성을 펄스 레이저와 진공 저온 측정을 통하여 분석하였다. 이를 통하여 rGO 소자의 광소자로써의 이용 가능성에 대하여 고찰하였다.

ZnO nanorods were grown on R-plane sapphire substrates with the seed layers annealed at different temperature. The effects of annealing temperature for the seed layers on the properties of the ZnO nanorods were investigated by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, UV-visible spectroscopy, and photoluminescence. For the as-prepared seed layers, the ZnO nanorods and the ZnO nanosheets were observed. Only the ZnO nanorods were grown as the annealing temperature was above $700^{\circ}C$. The optical transmittance in the UV region was almost zero while that in the visible region was gradually increased as the annealing temperature increased to $700^{\circ}C$. The optical band gap of the ZnO nanorods was increased as the annealing temperature increased to $700^{\circ}C$. In the visible region, the refractive index was decreased with increasing the wavelength, and the extinction coefficient was decreased as the annealing temperature increased to $700^{\circ}C$. The non-linear exciton radiative life time of the FX emission peak was established by cubic equation. The values of Varshni's empirical equation fitting parameters were ${\alpha}=4{\times}10^{-3}eV/K$, ${\beta}=1{\times}10^4K$, and $E_g(0)=3.335eV$ and the activation energy was found to be about 94.6 meV.

ZnO disk는 Ar 가스의 ON/OFF 사이클을 사용한 기상 이동법으로 성장하였다. 온도 의존성 photoluminescence (PL)은 PL 스펙트럼의 quenching 동작을 관장하는 메커니즘을 연구하기 위해 조사하였다. ZnO disk의 12 K PL 스펙트럼에서 3.364, 3.315, 3.244, 3.212, 3.170, 3.139, 3.100 eV의 피크를 관측되었고, 그것은 각각 excitons bound to neutral donors ($D^{\circ}X$), A-line, first-order longitudinal optical (1LO) phonon replica of A-line (A-1LO), donor-to acceptor pair (DAP), A-2LO, DAP-1LO, A-3LO 이다. $D^{\circ}X$와 A-line 피크는 Varshni 공식에 의해서 피팅을 하였고, 도너 이온화 에너지는 40 meV 이었다. Free excitons, $D^{\circ}X$, A-line의 lifetime은 이론적으로 계산하였고, 온도가 증가함에 따라 lifetime이 증가하였다.

MgZnO는 전기적, 광학적 특성으로 인해 여러 연구 분야에서 주목을 받고 있으며, 발광특성을 알아보기 위해 Si 기판에 ZnO나노막대를 성장시킨 후 MgZnO 덮개층을 성장시켰다.열처리 효과에 따른 구조적 및 광학적 특성을 조사하기 위해 scanning electron microscopy, X-ray diffraction (XRD), 그리고 photoluminescence (PL)를 이용하였다. PL 측정 결과 3.3 eV에서 ZnO 나노막대 피크가 관측되었고, 3.48 eV에서 MgZnO 덮개층과 관련 된 피크가 관측되었다. 열처리 온도가 증가함에 따라 균일한 밀도를 가지는 청색 (432nm), 녹색 (512nm), 적색 (652nm)의 피크가 관측되었다.

산화아연 씨앗층을 졸-겔 스핀코팅법으로 석영기판위에 증착시킨 후, 수열합성법을 이용하여 갈륨의 양을 0에서 2.0 at.% 으로 변화를 주어 갈륨이 도핑된 산화아연 나노막대를 성장하였다. 산화아연과 갈륨이 도핑된 산화아연 나노막대의 구조적 광학적 특성을 조사하기 위해 field-emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction (XRD), photoluminescence (PL), 그리고 ultraviolet-visible spectroscopy를 이용하였다. 일정한 산화아연과 갈륨이 도핑된 산화아연 나노막대는 육각형형태로 성장하였다. XRD 데이터로부터, 산화아연과 갈륨이 도핑된 산화아연 나노막대의 스트레스는 각각 -0.022 (0 at.%), 0.097 (0.5 at.%), 0.165 (1.0 at.%), 0.177 (1.5 at.%), 0.182 GPa (2.0 at.%) 였다. PL 스펙트라에서 얻어진 반가폭(The full width at half maximum)은 갈륨의 양이 0에서 2.0 at.%로 증가함에 따라 127에서 171 meV로 증가하였다. Urbach 에너지는 68 (0 at.%), 97 (0.5 at.%), 108 (1.0 at.%), 104 (1.5 at.%), 127 meV (2.0 at.%)였다.

산화아연 나노구조를 금을 금속촉매로 사용하여 실리콘 기판위에 기상이동법으로 성장하였다. 성장할 때 소스(source)와 기판 사이의 거리는 5에서 50 mm로 변화를 주며 아르곤과 산소 분위기에서 $900^{\circ}C$로 성장하였다. 산화아연 나노구조의 구조적 및 광학적 특성을 조사하기 위해 field-emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction (XRD), 그리고 photoluminescence (PL)를 이용하였다. 산화아연 나노구조는 나노선과 나노입자의 형태로 성장하였다. 산화아연 나노구조의 광학적 특성은 소스와 기판사이의 거리가 가까울수록 향상되었다. 특히, 소스와 기판사이의 거리가 5 mm 일 때, 산화아연 나노선이 관찰되었으며 XRD 와 PL 분석에서 나타난 반가폭 (full width at half maximum)은 $0.061^{\circ}$ 와 96 meV로써 가장 작았다. 산화아연 나노선은 산화아연 나노입자와 비교하여, 결정성 및 광학적 특성이 우수하였다.

Al 농도를 0 부터 2 at.% 까지 조절하여 도핑된 $Cd_{0.5}Zn_{0.5}O$ 박막을 석영 기판 위에 성장하였다. Al 도핑된 $Cd_{0.5}Zn_{0.5}O$ 박막의 구조적, 광학적 특성을 조사하기 위해 field-emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction (XRD), photoluminescence (PL), 그리고 ultraviolet-visible (UV) spectroscopy을 사용하였다. 광학적 밴드갭은 Al 도핑 농도가 증가함에 따라 2.874 (0 at.%), 2.874 (0.5 at.%), 3.029 (1.0 at.%), 3.038 (1.5 at.%), 3.081 eV (2.0 at.%)로 증가하였다. Urbach energy는 도핑 농도에 따라 각각 464 (0 at.%), 585 (0.5 at.%), 571 (1.0 at.%), 600 (1.5 at.%), 470 meV (2.0 at.%)이었다. 또한, Al 농도가 증가함에 따라 $Cd_{0.5}Zn_{0.5}O$ 박막의 표면, 구조적 및 광학적 특성이 크게 변화되었다.

Gd-doped ZnO thin films were prepared with different growth temperatures by using a radio-frequency magnetron sputtering method. The deposited samples were characterized by using the X-ray diffractometer, the scanning electron microscopy, and the photoluminescence spectroscopy. All of the films show an average transmittance of about 85% in the wavelength range from 400 to 1100 nm.

실리콘 산화막 기판 및 퀄츠 기판 위에 그래핀을 기계적으로 박리시킨 후, 두께 1 nm 이하의 금 박막을 증착한 후 고온 열처리를 통하여 금 박막으로부터 나노입자의 형성 거동을 살펴보았다. 열처리 후 생성되는 금 나노입자는 실리콘 산화막 및 퀄츠기판 보다 그래핀 위에서 더 크게 형성되는 것을 확인하였으며, 이는 금의 표면확산 정도가 그래핀 위에서 더 크다는 것을 의미한다. 또한 동일 박리 그래핀 위에서도 그래핀의 층 수에 따라 형성되는 금 나노입자의 크기가 달라짐이 확인되었다. 열처리에 의해 형성된 다양한 크기의 금 나노입자는 단일벽 탄소나노튜브(SWNTs)의 직경제어 합성을 위한 촉매로 이용하였다.

Raman spectroscopy는 미세결정질 실리콘 박막의 분석에 널리 사용되고 있으며 특히, 측정 자료를 통해 미세결정질 분율을 알아낼 수 있다. Raman 측정 시 조사되는 laser의 특성에 따라 박막시편 측정값에 일련의 변화가 나타나는 것을 알 수 있었다.

다양한 금속기판 위에 탄소나노튜브(CNT)를 직접성장 시키는 경우, 플라즈마를 이용한 기판 전처리가 CNT의 저온 합성 및 합성수율 향상에 미치는 영향을 살펴보았다. 합성용 금속기판으로는 SUS316L, Inconel, Invar, Hastelloy 등 Ni계 합금을 이용하였다. 전처리 시 플라즈마의 인가전력 및 기판온도의 증가에 따라 기판 표면조도의 증가를 확인하였고, 그에 따른 합성온도 저하 및 합성수율 증대 결과를 얻었다. 기판 열처리를 부가적으로 실시한 경우, 기판 열처리 온도 또한 합성수율에 영향을 미침을 알 수 있었으며, 특히, 인코넬 기판의 경우, 열처리 후 플라즈마 전처리를 실시한 기판에서 합성수율이 크게 향상되는 것을 알 수 있었다.

음극전기분해법을 이용하여 고강도 DP강과 TRIP강에 수소를 강제 주입시켜, 시험편 내 수소량을 정량적으로 분석하였고, 표면하 미소경도분포 측정과 소형펀치시험 및 파단면 관찰을 통하여 수소주입량에 따른 고강도 박강판재의 수소침투 및 수소취화거동을 평가하고자 하였다. DP강은 강도가 클수록 높은 수소량으로 조사되었고, TRIP강은 DP강에 비해 주입된 수소량이 적은 것으로 조사되었다. 또한 미소경도분포 및 소형펀치시험에서도 DP강은 TRIP강에 비해 수소취성에 민감성이 높은 것으로 평가되었다.

The purposed of this work was to determine surface charateristics of anodized Ti-30Nb-xTa alloys with Ta content. Samples were prepared by arc melting, followed by followed by homogenization for 12 hr at $1000^{\circ}C$ in argon atmosphere. The electrolyte for anodization treatment was prepared by mixing 465ml $H_2O$ with 35M $H_3PO_4$ and anodized at 180V to 220V. The microstructures of the alloys were examined by X-ray diffractometer (XRD) and optical microscopy (OM). Surface characteristics of anodized Ti-30Nb-xTa alloys was investigated by potentiodynamic test and potentiostatic in 0.9% Nacl solution at $36.5{\pm}1^{\circ}C$. It was observed that the changed ${\alpha}$ phase to ${\beta}$ phase with Ta content.

The interactions between cells and nanotopographies are increasingly interested as nanotopographies that may be more efficient in promoting cell functions and, titanium nanotubes have attracted much attention. Titanium nanotube can be fabricated easily with precisely controlled diameters and lengths. Titanium nanotubes with the suitable tube dimensions have been observed to enhance bone cell functions, whereas, there is still some controversy. These nanotubes can also serve as carriers for drugs such as growth factors, antibacterial agents and other drugs and show promise in bone implant applications.

SoP용 재료에 응용하기 위하여 NiCuZn 페라이트계 이용한 이종접합의 관한연구를 하였다. NiCuZn 페라이트계와 유전체의 이종접합특성은 XRD, Dilatometer, LCR meter, FE-SEM, EDS 이용하여 물리 화학적 특성을 조사하였다. NiCuZn 페라이트계는 일반적인 세라믹 제조공정을 이용하여 분말을 제조하였으며, 이종접합은 모든 시편에서 잘 진행되었으며 일부 유전체의 이온들이 페라이트 쪽으로 확산이 진행되었으며 NCZF700계는 $900^{\circ}C$ 소결 시편에서 확산이 진행되지 않은 현상이 나타났다.

Cerium doped anatase titania powders were prepared by sol-gel process, with ammonium (IV) nitrate and Titanium (IV) butoxide as the raw materials. The characteristics of anatase $TiO_2$ and cerium doped $TiO_2$ were investigated by XRD, DTA, FE-SEM and UV/Vis spectroscopy. Research results indicated that XRD data characteristic diffraction peaks of anatase phase and also showed that cerium phase was not observed. Moreover XRD and DTA results imply that the addition of cerium to titania modifies the mechanism of formation of the titania phases.

Diamond like carbon(DLC) 박막은 고경도, 초저마찰 특성을 요구하는 마찰분야에 널리 사용되며, 대면적 저가 코팅 방법 개발 및 물성 조절 기술이 요구된다. 본 연구에서는 선형 이온 소스를 통한 DLC 박막의 대면적 코팅 방법은 연구했으며, 방전 주파수 조절에 따른 박막 물성 조절 특성을 분석하였다.

EML coating system은 코팅물질에 적절한 열을 가하기 위하여 상당히 높은 수준의 자기장을 이용한다. 이러한 이유로 인하여 EML 코일 주변에 자기장 차폐를 하지 않을 경우 주변의 금속성 물질에 전자기 유도 현상에 의하여 높은 수준의 와전류가 발생하여 결과적으로 열적인 손실을 발생하게 된다. 이러한 열적인 손실은 전체 시스템읠 효율 뿐 만 아니라 시스템의 안정적인 운전에도 좋지 않은 영향을 주게 된다. 이러한 영향을 방지하기 위하여 EML coil 주변은 자기 차폐를 하게 된다. 본 논문에서는 자기장 차폐용도로 사용하게 되는 자기차폐용 물질의 종류 및 구조에 따른 자기차폐성능 및 각 자기차폐물질에서의 발열을 전자기 해석을 통하여 도출 하였다.

Zn-Mg 합금도금의 인산염 처리시 산성의 인산염 용액에 의해 도금층으로부터 용출된 마그네슘이온은 인산염 결정 형성에 참여하고, 이로인해 미세하고 치밀한 인산염 피막이 형성되었다. 마그네슘을 포함함 치밀한 인산염 피막은 우수한 내식성을 보였다. 마그네슘이온의 영향성 파악을 위해 인산염 용액내 추가적으로 마그네슘 이온을 투입하였으며, 마그네슘 함량증가에 따라 인산염 피막의 내식성이 향상됨을 확인하였다.

스퍼터링을 이용하여 금속을 코팅하면 대부분 주상정 형태의 미세구조로 성장한다. 금속 코팅층의 미세구조를 코팅공정으로 제어하여 치밀한 구조의 코팅층을 합성하기 위해서 평형(balanced magnetron)과 비평형(unbalanced magnetron) 스퍼터링에 의한 박막 구조 변화를 비교하고, 빗각 증착(oblique angle deposition) 효과가 코팅층의 미세구조에 미치는 영향을 확인하였다. 실험에 사용된 타겟은 6 인치 직경의 알루미늄이었으며 기판은 실리콘 웨이퍼와 냉연강판이 사용되었다. 알루미늄 코팅층은 주사전자현미경으로 미세구조를 관찰하였으며, 미세구조 변화가 내부식 특성에 미치는 영향을 평가하기 위해서 알루미늄이 코팅된 냉연강판의 염수분무 시험을 실시하였다. 빗각 증착에 의한 코팅층 미세구조 변화가 가장 두드러지게 나타났으며, 빗각 증착에 의해서 알루미늄 코팅층이 치밀해지는 현상을 관찰할 수 있었다. 알루미늄이 코팅된 냉연강판을 분석한 결과, 빗각 증착으로 코팅된 알루미늄 코팅층이 두께 약 $3{\mu}m$에서 염수분무 200 시간 후에도 적청이 발생하지 않는 우수한 내식성을 보였다.

아연계 합금도금강판은 내식성이 향상되는 반면 아연 이외의 원소 성분에 의해 고온다습에서 변색되기 쉽기 때문에 이를 억제하기 위한 후처리 기술이 필요하다. 또한, 아연계 합금도금 강판이 자동차 부품으로 적용되기 위해서는 변색 억제를 위해 처리한 후처리제가 쉽게 제거되어 인산염처리 공정에서 도금 표면에 인산염결정이 용이하게 형성되어야 한다. 본 연구에서는 건식공정으로 제작된 아연계 합금도금 강판에 우레탄계 알칼리 후처리제를 도포하고, 고온다습 환경에서의 변색 억제 특성과 적정 부착량에서의 인산염처리 및 전착도장 특성에 대해 평가하였다. 두 형태의 후처리제는 건식 아연계 합금도금 강판에 도포 직후 표면에 간섭색을 나타내었으며, 첨가제를 통해 간섭색 제어가 가능하였다. 또한, 두 형태의 후처리제 모두가 고온다습 환경에서 무처리 강판에 비교하여 월등히 우수한 변색 억제 효과를 보였으며, 인산염처리 및 전착도장이 양호하게 얻어지는 것을 알 수 있었다.

합금도금강판의 일시 방청과 기능성 부여 후처리는 크로메이트, 인산염처리 등과 같은 방법을 시행하는 것이 일반적이다. 그러나, 최근에는 아연합금도금 강판의 사용 및 보관 환경이 가혹해짐에 따라 보다 우수한 일시 방청성과 내식성이 요구되고 있다. 본 연구는 tetraethoxysilane (TEOS), methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPTMS) 무기성분과 multifuncitional trimethylolpanetriacrylate(TMPTA) 그리고 1,6-Hexanediol diacrylate(HDODA) 등의 유기성분을 갖는 유무기 하이브리드 솔젤(sol-gel)1)을 제작하여 각 조건에 대하여 표면 관찰 및 염수분무시험을 통한 내식성 평가를 진행하였다.

Strip 강판의 코팅막의 밀착력 향상을 위하여 강판 표면의 에칭은 필수적이다. 본 연구에서는 대전류 이온원을 이용하여 Strip 강판 에칭에 적용 가능한 장시간 사용 가능한 대전류 이온원의 개발과 고속 이온빔에칭 공정 조건을 개발하였다. 대전류 이온원의 내구성 향상을 위하여 필라멘트등 이온원의 부품 개선을 통하여 장시간 사용 가능한 대전류 이온원 개발하여 이온원의 내구성을 120hr 이상 확보하였다. 또한 이온원의 인출전극에 관한 기초연구 수행을 통해 11nm/s(Si wafer 기준)이상의 고속 이온빔에칭 공정조건을 개발하였다.

Ar 이온빔을 이용한 플라즈마 표면 처리 공정이 냉연 강판 위에 증착된 Zn-Mg 코팅 박막의 구조적 특성에 미치는 영향을 규명하기 위해 투과전자현미경(TEM, Transmission Electron Microscopy)을 이용한 미세 나노 계면 분석을 수행하였다. 냉연 강판위에 형성된 자연 산화막이 Ar 플라즈마 표면 처리에 의해서 효과적으로 제거 되는 현상을 관찰 하였다. Ar 플라즈마 표면 처리 횟수가 증가됨에 따라, Zn-Mg 박막의 입계 크기가 증가하며, 이는 플라즈마 전처리 공정으로 냉연 강판 표면이 활성화가 촉진되어 Zn-Mg 박막의 결정 성장이 원활히 이루어졌기 때문으로 판단된다.

Grid type의 DuoPIGatron 이온원 인출구 형상을 변경하여 이온빔 인출 특성 변화를 연구하였다. 이온원의 인출구는 직경 $6{\Phi}$ 원형구멍을 이용하였으며, 각각의 개수가 1개/3개/11개일 때 빔 인출조건을 변화시켜 빔 프로파일을 비교하였다. 인출구 구멍개수가 11개 조건의 실험에서, 최대 $475{\mu}A/cm^2$의 전류밀도를 가지는 대면적의 이온빔이 인출되었다.

아연-마그네슘 합금은 뛰어난 내식성과 더불어 합금 원소인 마그네슘의 풍부한 매장량 등으로 인해 차세대 강판 도금 소재로서 주목받고 있다. 그러나 아연-마그네슘 합금의 도금 공정은 기존의 아연 도금 공정 등에 비해 상대적으로 높은 온도에서 이루어지기 때문에 고온의 용탕에 의해 도금 설비가 빠르게 손상되는 문제가 발생한다. 따라서 이와 같이 가혹한 환경에서도 사용 가능한 수준의 내구성을 지닌 소재의 개발이 반드시 필요한 상황이다. 본 연구에서는 비교적 고온 특성이 우수한 것으로 알려진 다양한 상용 금속들을 대상으로 아연-마그네슘 용탕에 일정 시간 노출시켜 침식 거동을 비교 및 평가하였으며 이를 통해 실제 적용 가능성을 판단하고자 하였다.

실용금속 중 가장 경량이고, 치수 안정성, 절삭성 등이 우수한 Mg과 각종 산업의 구조물, 전기전자 부품 등의 분야에서 방식용 코팅 제품으로 많이 사용되고 있는 Zn를 혼합박막으로 Zn-Mg 박막을 제작하였다. 또한 여기서는 모재와 Zn-Mg 박막 사이에 결합력 강화를 위하여 Al중간층을 삽입하고 (Zn-Mg)/Al 박막을 제작하였다. 이와 같이 혼합박막을 제작하는 것은 Zn, Mg, Al 등과 같은 단일박막의 밀착성과 내식성의 한계를 극복-향상시키기 위한 것이었다. 한편, 이와 유사한 혼합박막에 많이 사용되고 있는 희생양극의 성분적인 측면이나 구조적인 분석에 있어서는 연구의 진척이 많이 이루어지고 있지만, 밀착성과 내식성의 상관관계의 규명에 있어서는 기초 단계이다. 따라서 본 연구에서는 여러 가지 증착 조건에 따라 제작한 막에 대한 표면 몰포로지, 결정배향성, 밀착성과 내식성에 미치는 영향을 분석하여 이들의 상관관계를 규명함은 물론 Al 중간층의 유무에 따른 서로간의 특성을 분석하였다. 분석결과에 의하면 Zn, Mg, Al 단일박막과 Zn-Mg 혼합박막에 비해 Al 중간층을 삽입한 (Zn-Mg)/Al이 내식성은 물론 밀착성이 우수하게 나타났다.

본 연구에서는 진공증착을 이용하여 제작한 Al-Mg막을 $400^{\circ}C$에서 각각 2, 3, 10분간 열처리를 실시하였다. 합금화 정도는 GDLS와 XRD를 이용하여 표면 및 단면의 조성 분포를 분석하였으며, 염수분무시험을 통하여 내식성과의 연관성을 검토하였다. 열처리를 하지 않은 합금막의 경우 열처리를 한 경우와 비교하여 표면 및 단면에 순수한 Al 또는 Mg이 존재하여 내식성이 상대적으로 우수하였다. 열처리 결과 Al-Mg계 금속간 화합물 $Al_3Mg_2$와 $Al_{12}Mg_{17}$이 관찰되었다.

New concept of coating process, which is called Electro Magnetic Levitation-Physical Vapour deposition (EML-PVD) was developed and investigated. Zinc coating was performed and succeeded for the first time on the steel strip (Cold-rolled Steel) in a continuos pilot line using the EML-PVD process which is specialized in the high deposition rate and high vapor yield. EML-PVD will be expected to be the next generation coating technology to be applied to the steel industry.

용융아연 도금욕에 1~2% 정도 첨가된 Mg은 수지상 결정인 아연 스펭글의 크기를 미세화 시키고, 특히 $MgZn_2$ 및 $Mg_2Zn_{11}$ 금속간화합물로 석출되어 철에 대한 희생방식능을 높여 주는 역할을 함은 잘 알려진 사실이다. 여기서 Al은 수지상 결정인 아연 스펭글의 크기를 미세화 시키고는 역할도 하지만 $MgZn_2$ 및 $Mg_2Zn_{11}$ 석출의 총량을 감소시키지만 또한 $MgZn_2/Mg_2Zn_{11}$ 비를 증가시키는 역할을 함을 알 수 있었다. 특히 Al 및 Mg을 각각 2% 정도 첨가함으로 염수분무실험에서 도금층의 부식량이 일반 아연도금층에 비해 1/3 정도로 되었다.

마그네트론 스퍼터링을 이용하여 다양한 조성의 Zn-Mg 합금 박막을 CR 강판에 합성하여 내식성 및 밀착성에 대하여 연구하였다. Zn-Mg 박막의 밀착성은 박막의 Mg 조성이 높을수록 감소하는 경향을 나타냈으며, 내식성은 ASTM B117조건에 따른 SST 시험에서 7wt.%Mg 타겟을 사용하여 합성한 박막이 가장 우수한 특성을 나타냈다.

Mg의 첨가한 Zn-Mg-Al 합금도금강판에 형성된 $Zn-MgZn_2$ 공정조직의 부식거동을 이해하고자 진공 고주파 용해로 $MgZn_2$ 제작한 후 Zn와 galvanic coupling하여 $MgZn_2$합금과 Zn간의 galvanic corrosion 거동을 알아보았다. $MgZn_2-Zn$ galvanic coupling의 SVET 결과에서 $MgZn_2$가 anode, Zn가 cathode가 됨을 확인되었다. $MgZn_2$의 Zn와의 galvanic corrosion 평가에서 galvanic current는 Zn 보다 낮은 potential에서 anodic current density를 나타내었으며, galvanic potential은 $MgZn_2$전위로부터 두 합금의 혼합전위를 향해 증가함을 알 수 있었다. Zn-Mg-Al 합금도금강판의 염수분무 평가에서도 초기 $Zn-MgZn_2$ 공정조직에서 $MgZn_2$가 용출되는 것이 관찰되었다.

We could confirm the results such as excellent anti-corrosion compared to chromate, conductivity, chemical resistance and detergent resistance as the result of analysis of various characteristics of the galvanized steel coated with organic-inorganic developed in this research.

기존 용융아연 도금강판 대체시 단면내식 품질특성을 효과적으로 확보할 수 있는 신 성분계 강판으로서, 용융AL 도금계를 이용함에 있어 제3의 원소를 첨가하여 내식성, 조도, 광택, 조직 등 도금층 특성을 확인하였으며 특히 나내식성 및 단면내식성에 초점을 두어 관찰하였다.

주석합금도금 피막은 약한 전류가 흐르는 전자제품, 휴대전화, 자동차 공업용, 장식용으로 사용되고 있다. 현재까지 공업적으로 사용되고 있는 주석합금도금의 합금원소로서 은, 코발트, 니켈 등의 높은 가격의 금속과 납과 같이 ELV 및 RoHS 유해환경물질규제지침에 따라 수출제한을 받는 6가 크롬, 카드뮴 등이 알려져 있다.

이동통신, 전자부품의 고속송신에 따라 핵심으로 사용되는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)의 신뢰성을 향상시키기 위한 주석도금기술과 품질 향상이 요구되고 있다. 오랜 역사를 갖고 있는 습식전자부품 주석도금기술은 과거의 현장에서 기본원리, 도금액분석 등을 이수하는 정도였다. 최근 도금뿌리산업육성과 함께 PCB주석도금 신기술정보를 입수하여 현장품질기술지원이 필요하다. 이에 수시로 업그레이드되고 변화하고 있는 해외신기술동향과 특허정보를 지원하였다.

산성Sn도금액은 첨가제에 어떠한 유기화합물을 사용하는가는 도금장치나 석출상태로써 결정할 수 있다. Hothersall과 Bradshaw는 Cresol술폰산을 첨가하여 도금액 안정성 향상을 발견했다. Cresol술폰산은 $Sn^{2+}$의 안정제이며, Gelatine은 분산제기능을 한다. 붕 불화용액은 Sn농도를 높일 수 있고, $2{\sim}12A/dm^2$의 고 전류밀도의 도금이 가능하다. 1937년 Schloetter가 개발하여 미국의 제철회사에서 사용되었다. 본고에서는 최근의 습식주석도금의 특성을 중심으로 기술하였다.

플렉시블 (F-PCB, Flexible Printed Circuit Board)은 얇고 유연하며 모바일, 광학, 노트북, 프린터, LCD 등 IT산업전반에 걸쳐 사용되고 있다. 통신기기가 이동용으로 전환되면서 대용량, 고속의 정보 전달이 필요하다. 인접 회로간의 전자파 차폐, 구리성분의 편석방지와 고성능의 회로소재 확보가 요구된다. 본고에서는 최근의 플렉시블 인쇄회로기판의 주석도금의 위스커방지 품질향상을 중심으로 기술하였다.

탄소섬유 복합재의 기계적 강도를 높이기 위하여 탄소섬유상에 ZnO 나노구조체를 도금하는 연구를 수행하였다. 전기도금을 이용하여 정전위법으로 탄소섬유상에 ZnO 나노구조체를 도금시킨 후 에폭시 YD-128과 경화제 KBH1089를 이용하여 탄소섬유 복합재를 제작하였다. 제작된 탄소섬유 복합재는 실험규격 ASTM D2344를 준수하였으며 ILSS(Interaminar Shear Strength)시험으로 강도를 측정하였다. 본 연구결과 탄소섬유에 인가되는 coulomb양을 조절함으로서 ZnO 나노구조체 형상을 제어할 수 있었으며, 일반탄소섬유 복합재와 ZnO 나노구조체가 도금된 탄소섬유 복합재의 강도를 비교하였을 때 ZnO 나노구조체가 도금 된 탄소섬유 복합재에서 더 높은 강도 값을 얻을 수 있었다.

The $TiO_2$ films were prepared in the $H_2SO_4$ solution containing $NH_4F$ at different anodic voltages, to compare the photocatalytic performances of titania for purification of waste water. The microstructure was characterized by a Field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and X-ray diffractometry (XRD). Chemical bonding states and co-doped elements of F and N were analyzed using surface X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The photocatalytic activity of the co-doped $TiO_2$ films was analyzed by the degradation of aniline blue solution. From the result of diffuse reflectance absorption spectroscopy(DRS), it is indicated that the absorption edge of the F-N-codoped $TiO_2$ films shifted toward visible light area, and the photocatalytic reaction of $TiO_2$ was improved by doping an appropriate contents of F and N.

전기 방사(Electrospinning)를 이용하여 하이브리드 태양전지용 금속 메쉬 제조에 관한 연구를 진행하였다. 금속 메쉬 제조를 위해 각종 고분자 물질을 이용한 용액에 이용하여 금속 섬유를 제조하였으며, 전기 방사된 고분자 금속 섬유는 열처리를 이용해 금속 섬유를 전환시켰다. 각각 제작된 금속 섬유의 형상 및 조성 그리고 전기적 특성을 관찰하여 금속 메쉬 제작에 영향을 미치는 각종 요인들을 분석해 보았다.

갈바륨 강판은 주로 건자재나 가전용으로 많이 사용되는 알루미늄-아연 합금도금강판이다. 최근 환경 규제로 인하여 아연도금강판의 후처리에 크롬이 배제되고 있는 추세에 힘입어, 가전용 갈바륨 강판에도 크롬프리 후처리제가 많이 사용되고 있는 추세이다. 반면에, 건자재용으로 사용되는 갈바륨 강판은 고내식성 및 내후성을 필요로 하여 크롬이 함유된 후처리제를 사용하고 있으며, 아직까지는 환경규제 대상으로 지정되어 있지 않다. 본 연구에서는 가전용 및 건재용 물성을 동시에 만족시킬 수 있는 통합형 크롬프리 갈바륨 강판을 개발하였다.

본 연구는 고속 저응력 무전해 Cu 도금액 개발에 관한 것으로 환원제로 포름알데히드와 차아인산나트륨을 혼합하여 개발하였다. 이때 도금액에 차아인산나트륨이 혼합될 경우 도금속도는 증가되나 도금액의 안정성은 감소하여 착화제로 글리신을 혼합하였다. 일정량의 착화제가 포함된 도금액에 차아인산 나트륨의 첨가량을 변화시켜 개발된 도금액의 도금속도를 관찰한 결과($7.2{\mu}m/hr{\rightarrow}12.5{\mu}m/hr$)로 도금속도는 급격히 증가한 것을 확인할 수 있었다. 또한 개발된 도금액의 응력값은 ($-150Mpa{\rightarrow}-50{\sim}10Mpa$)로 급격히 감소하는 것을 확인하였다.

본 연구에서는 ripple 형태의 ZnO 박막을 역구조 태양전지의 전자 수집층으로 사용하였으며, 원자층 증착법 (Atomic Layer Deposition, ALD)을 이용하여 $TiO_2$ 박막을 ZnO 표면에 증착하였다. $TiO_2$가 ZnO 표면 위에 약 <3nm 정도 두께의 초미세 박막으로 형성되었을 경우 태양전지의 성능이 향상되었다. 특히 Jsc (short-circuit current)와 전환효율 값의 향상을 보였다. 반면 $TiO_2$를 더 두껍게 증착되었을 경우 오히려 태양전지 성능이 떨어지는 결과를 얻었다. 이와 같은 결과 전자를 수집하는 ZnO 위에서 $TiO_2$가 장벽으로 작용함으로써 전자의 이동을 억제하기 때문으로 풀이된다. 반면 $TiO_2$가 초미세 박막으로 형성되었을 때 ZnO 표면에 존재하는 결함자리, 즉 전자와 정공이 재결합하는 자리를 덮어줌으로써 오히려 태양전지의 성능을 향상시키게 된다. 본 연구에서는 ALD 방법을 이용하여 $TiO_2$의 미세한 두께조절을 통해 태양전지 성능향상이 가능함을 확인하였다.

공업적으로 널리 사용되는 내식강의 전해연마는 주로 고농도의 인산염 전해액 기반에 황산과 질산 첨가된 용액에서 $70^{\circ}C$ 이상의 고온에서 행해지다 보니 폐액 처리와 작업 환경이 좋지 않아 기피 기술로 인식 되어 있다. 본 연구에서는 환경 친화적인 상온 공정을 개발 하고자 에틸렌 글리콜 용액에 여러 가지 첨가제를 첨가하여 그 효과를 살펴보고 최적 조성과 공정 조건을 확립 하고자 하였다. 틸렌 글리콜에 물과 질산 암모니움을 첨가하여 점도와 pH, 전류 전압 특성을 구하고 여기에 첨가제인 설파메이트와 암모니움 클로라이드 첨가량을 정하고 각각의 효과를 확인 하였다. 이러한 결과를 바탕으로 SUS 316 재질에 대한 최적 연마조건을 설정하기 위해 조도 변화, 광택도 및 표면 조직 변화와 전해연마기구를 비교 검토하였다.

Ni-W 합금의 고경도 특성을 연구하기 위하여 전해 도금 방법을 이용하여 Ni-W 합금을 제작하였다. 전해 도금시 여러 가지 제어인자 중 전류밀도, pH, Ni 금속염의 양 그리고 도금욕의 온도 등을 변수로 하여 실험을 하였다. 도금층 내 Ni과W의 함량 조성비를 EDS를 이용하여 분석하였으며, 각각의 변수에 따른 Ni-W 합금의 결정구조를 XRD를 이용하여 측정하였다. Ni-W 합금 도금층내 성분 조성비 및 결정구조에 따른 경도를 비커스 경도계를 이용하여 측정하였다.

마그네슘합금은 넓은 분야에서 사용되고 있지만 높은 산화성과 화학반응성 때문에 표면처리를 하지 않고서는 사용 할 수 없다. 따라서 본 과제에서는 개발 중인 신 마그네슘 합금소재의 부식 및 피막특성을 관찰하기 위해 염수분무시험, 염수침지, 분극 시험 및 도장밀착성 내식성 시험을 시행하였다. 이 결과는 새로 개발되는 신 마그네슘 합금 성분 및 함량 결정의 기초 데이터가 될 것이다.

Electrodeposition of thermoelectric materials, including binary and ternary compounds, have been attracting attentions, because its many advantages including cost-effectiveness, rapid deposition rate, and ease of control their microstructure and crystallinity by adjusting electrodeposition parameters. In this work, $Bi_xTe_y$ films were potentiostatically electrodeposited using Au/Ni(80/20 nm)/Si substrate as the working electrode in solutions consisting of 10mM $TeO_2$ and 1M $HNO_3$ where $Bi(NO_3)_3$ was varied from 2.5 to 10 mM. Prior to electrodeposition potentiostatically, linear sweep voltammograms (LSV) were acquired with a standard three-electrode cell. The $Bi_xTe_y$ films deposited using the electrolyte containing low Bi ions shows p-type conductivity, which might be attributed by the large incorporation of Te phases. Near stoichiometric $Bi_2Te_3$ thin films were obtained from electrolytes containing 5mM $Bi(NO_3)_3$. This film shows the maximum Seebeck coefficient of $-100.3{\pm}12.7{\mu}V/K$. As the increase of Bi ions in electrolytes decreases the Seebeck coefficient and resistivity. The maximum power factor of $336.2{\mu}W/m{\cdot}K^2$ was obtained from the film deposited using the solution of 7.5mM $Bi(NO_3)_3$.

스테인레스강의 내식성을 향상시키기 위한 고농도 침입형 질화층(S-phase)처리를 하는 논문들이 발표되고 있지만 테스트 시편이 아닌 실제 제품이나 가공품등의 질화 처리 하였을 경우 내식성향상이 아닌 저하되는 것을 볼 수 있다. 스테인레스강의 제품화 과정에서 압연 및 기계가공에서 발생되는 각종 문제, 가공경화로 인한 현상 및 질화 처리후 표면개질의 석출상이나 입계로부터 시작되는 크랙이 내식성을 저감시키는 경향을 살펴보았다. 이러한 경향은 봉재나 두꺼운 소재보다는 가공소재인 판재나 형상이 있는 제품에 더 심하게 나타나는 것을 보여준다. 소재의 관리와 질화 온도 및 여러가지 변수에 의해 최적화 되어 S-phase 질화층을 형성해야 내식특성을 유지 할 수 있다.

PEO(Plasma Electrolytic Oxidation) 방법으로 인한 마그네슘 합금의 산화막 코팅시 Sodium Aluminate의 역할을 알아보았다. 전해액 내에 Sodium Aluminate 의 농도가 증가할수록 Plasma arc 발생에 필요한 전압의 상승이 빨라졌으며 그 산화막이 치밀해짐을 알 수 있었다. 또한 치밀한 산화막의 기공률은 분석하여 이를 내식성 결과와 비교함으로써 산화막의 기공률이 내식성에 미치는 영향을 고찰해보았다.

본 연구는 반도체 배선형성에 있어 무전해 방식의 동(Electroless Copper) 피막특성에 관한 연구이다. 반도체 동 배선을 습식 무전해 도금공정을 이용하여 형성하였고, 이의 피막에 대하여 기본적인 표면 및 단면 조직이나 결정구조, 밀도, 석출속도, 밀착성 등을 분석하였다. 이어, 배선용 특성으로 요구되는 배선 비저항과 열처리에 따른 저항변화를 실험을 통하여 고찰하였고, 표면조도 및 조직구조에 따라 EM에 대한 영향성을 고찰하였다. 이어 AR3.0에 배선폭 30nm급의 초미세 배선상에서의 Gap-fill 상태를 확인한 결과 void없이 충진됨을 확인할 수 있었다.

전기도금법으로 제조한 $Ni-TiO_2$ 복합체에 교반 속도가 전류효율에 미치는 영향을 연구하였다. 교반은 공기를 불어넣은 공기교반과 자석막대를 회전시킨 자석교반으로 나누어 실시하였다. 교반 속도는 공기교반의 경우에는 0.5, 1.0, 1.5 L/min, 자석교반의 경우에는 100, 200, 300, 400, 500 rpm으로 변화시켜 $Ni-TiO_2$ 복합체의 전류효율과 순수 니켈의 전류효율 변화를 관찰하였다. 순수 니켈의 경우 전류효율이 두 종류의 교반 방식 모두, 속도가 높아질수록 다소 감소하였으나, 그 폭이 크지 않았다. 반면, $Ni-TiO_2$ 복합체의 경우에는 교반 속도가 높아지면, 전류효율이 급격히 감소하였다. 특히, 공기교반의 경우에는 1.0L/min에서 1.5L/min으로 교반속도가 증가하면 전류효율이 크게 감소하였다.

본 연구는 전착법으로 형성된 $Cu_2O$ 박막의 광특성 변화를 고찰한 것이다. 0.3M $CuSO_4$과 4M Lactic acid에 4M NaOH로 전해액의 pH를 조절하여 $Cu_2O$ 박막의 결정성 및 극성을 조절하였다. $Cu_2O$ 박막의 결정성 및 극성에 따른 광특성을 고찰한 결과, 무극성인 (111)면에서 광특성이 우수함을 확인하였다. 하지만, 측정시간의 증가에 따라 표면에 Cu 금속이 형성되어 광전류가 감소함을 확인 할 수 있었다.

최근 고급스러운 표면을 가지는 제품의 수요가 증가함에 따라 pore를 통하여 rough한 표면을 구현하고 광택을 줄인 사틴 도금이 각광받고 있다. 사틴 효과를 구현하기 위하여 도금 용액에 첨가되는 첨가제의 종류 중 에멀젼 타입의 사틴 첨가제는 시간이 경과함에 따라 첨가제 입자들의 뭉침 현상이 발생하기 때문에 건욕 후 2시간이 경과하면 사틴 효과가 감소하게 되고 연속 공정이 불가능하다. 이에 본 연구에서는 크기가 증가한 첨가제 입자들만을 제거한 후 첨가제를 소량씩 재첨가하여 사틴 니켈의 연속 공정이 가능하도록 필터링 및 첨가제 보충이 가능한 필터링 시스템을 도입하였다. 필터링 시스템에 의하여 2시간 경과 후 발생되는 뭉쳐진 첨가제가 선택적으로 제거 되어 pore의 크기를 제어할 수 있었으며 제거된 첨가제는 재첨가로 인해 보충되어 pore의 크기와 개수도 유지 할 수 있었다.

수용액에서 양극산화법을 이용하여 티타늄 표면에 $TiO_2$ 나노튜브를 형성시켰고, XRD 및 전자현미경을 통해 열처리를 한 $TiO_2$ 나노튜브 소재표면, 계면구조를 관찰하였으며, 이는 향후 나노튜브의 결정구조를 제어할 수 있는 자료로 활용 될 것으로 기대된다.

본 연구에서는 마그네슘 합금의 내식성을 향상시키기 위하여 플라즈마전해산화 (Plasma Electrolytic Oxidation, PEO) 처리를 하였다. PEO 피막 형성 조건으로는 전류밀도, 전해질의 종류 및 합금성분을 변수로 하였으며, 형성된 PEO 피막의 구조, 경도 및 내식성을 평가하여 PEO피막의 특성과 표면 및 단면 구조를 관찰하였다.

This study discussed the formation of phosphate conversion coatings on AZ31 Mg alloy (AZ31) from the zinc phosphating bath with various concentrations of sodium fluoride (NaF). The effects of NaF on the formation, structure, composition and electrochemical behavior of the phosphate coatings were examined using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) weight balances, open circuit potential (OCP) transients, potentiodynamic polarization curves and immersion test. The coatings were composed of two layers: an outer $Zn_2(PO_4)_3.4H_2O$ (hopeite) crystal layer and an inner amorphous of $MgZn_2(PO_4)_2$. NaF concentration is emphasized to be highly effective in the formation of the hopeite crystal and etching and coating rates. Potentiodynamic polarization and immersion test showed that the coatings formed in the zinc phosphating bath with addition of NaF have much higher corrosion resistance than bare AZ31.

다이아몬드 마이크로 블레이드의 절삭 효율을 향상시키고 소결 공정 중 윤활제의 유동성과 젖음성이 다이아몬드 마이크로 블레이드의 물성에 미치는 영향을 연구하기 위해 Cu/Sn 금속 결합재에 표면을 부식시킨 $WS_2$와 부식을 시키지 않은 $WS_2$ 윤활제를 각각 동일한 체적 분율로 첨가하였다. 윤활제의 표면 개질에 따른 마이크로 블레이드 결합재의 내마모성과 굽힘 강도 시험을 행하였고, 실착 절삭 시험을 위한 마이크로 블레이드 시편을 제작하여 수명 및 효율을 평가하였다. Cu/Sn 금속 결합재 파면에서의 $WS_2$ 입자 방향 분석을 통해 표면 개질 과정을 거친 $WS_2$가 압축소결 공정 중 압축 방향에 수직하게 위치하려는 경향이 크게 나타났으며, 이는 소결체의 강도와 경도를 향상시켰다. 마이크로 블레이드의 절삭 효율 및 수명을 평가하기 위한 실착 절삭 시험 결과, 윤활제 표면 부식처리는 처리하지 않은 경우에 비하여 절삭성능은 비슷하게 관찰되었으나 결합재와의 계면 결함을 줄이므로써 블레이드의 수명을 연장시킬 수 있었다.

현재 자동차 강판 시장은 이산화탄소 저감과 승객의 안전확보를 위하여 고장력강을 요구하고 있는 추세이며, 강도와 성형성을 동시에 확보하기 위하여 DP, TRIP강과 같은 변태강화형 강판을 선호한다. 그러나 강판의 상분율을 제어하기 위해서는 Si, Mn등과 같은 합금원소를 필요로 하게 되며 강판의 생산공정 중 이들 합금원소는 강판의 표면에 산화물로 농화되어 아연도금 특성을 크게 저하시키는 결과를 초래한다. 따라서 본 연구에서는 냉연 아연도금강판의 생산 공정을 모사하고 이들의 산화물 구조를 분석하여 도금특성에 어떠한 영향을 미치는지 고찰하고 Ni-precoating 공정을 이용하여 강판의 도금성 개선의 가능성을 제시하였다.

Si 함량이 증가할 수록 산화Scale에 Si 산화물층이 응집하여 전체적인 산세 속도를 저하시키는 경향이 있는 것을 알려져있다. 본 연구에서는 Si 함량에 따라서 산화물 산세 거동을 실험적을 파악하고자 하였다.

전기도금 중에서 가장 빠른 시기에 공업화된 것이 은도금이며 귀금속으로서 은의 특성은 장식성과 약품에 대한 민감한 화학특성 때문에 식기나 생활용품에 많이 사용되고 있다. 정보산업의 확대와 함께 전자산업에서 은도금의 수요는 비약적으로 늘었지만, 전도성을 주목적으로 하는 전기 전자산업이 뒤를 이으면서 기계적 특성을 이용한 용도를 들 수 있다. 본고에서는 최근의 습식주석도금의 특성을 중심으로 기술하였다.

알루미늄 합금은 기존에는 경량소재로써 각광을 받아왔지만, 최근에는 다양한 전자 및 기계 부품에서 방열이 크게 대두 됨에 따라 방열 소재로써의 관심이 증가하고 있다. 알루미늄 합금의 고유한 표면처리법인 양극산화에의해 생성되는 산화층의 열전도도에 대한 연구를 실시하였다. 또한, 이들 산화층은 실리이라는 후처리에 의해서 기공구조의 변화가 일어나는데, 이 실링 처리가 열전도도에 미치는 영향에 대해서 확인해 보았다. 양극 산화피막의 미세 기공층이 비어있는 경우에 비해서 실링에 의해서 기공이 산화물 및 수산화물로 채워진 경우 열전도도가 증가하였다. 또한, 산화층의 기공률에 따라서 열전도도가 증가되는 비율의 차이가 발생하였다.

Microstructure of a marine steel with a modified AISI-1004 composition was controlled by cold rolling and heat treatment, which corrosion behavior in an artificial sea water was electrochemically determined for the each deformation direction. The lowest corrosion rate of the surface normal to the rolling direction is related t the (111) fiber structure. Additional annealing at $550^{\circ}C$ for 24 hours improves the corrosion rate which is related to re-crystallization and reduction of (111) concentration.

In this study, we investigated morphology observation of nanostructured Ti-25Ta-xZr alloys. Ti-25Ta-(3wt%~15 wt%) Zr alloys were prepared by a vacuum arc-melting furnace. Formation of nanotubular structure was achieved by an electrochemical method in 1M $H_3PO_4$ electrolytes containing 0.8%wt.% NaF. Nanotube morphology depended on alloying elements.

All-ceramic prostheses are widely used to fulfill the high esthetic demand. However, bonding failure between zirconia and porcelain is one of the all-ceramic prostheses failures. In order to improve clinical sucess of all-ceramic prostheses, laboratory or in-office surface conditioning techniques on zirconia have been studied.

In this study, we investigated morphology of nanotube and micropore on the Ti-25Nb-xHf alloys with Hf contents after anodization. Ti-25Nb-xHf ternary alloys contained from (0~15) wt.% Hf contents were manufactured by vacuum arc-melting furnace. The obtained ingots were homogenized in an argon atmosphere at $1000^{\circ}C$ for 12h and then water quenching. The specimens were cut from ingots to 3mm thickness and first ground and polished using SiC paper (grades from 100 to 2000). 2steps anodization treatments on Ti-25Nb-xHf alloys were carried out at room temperature for experiments. Micro-pore formation was performed in Ca+P mixed solution at 265V for 3min. After that, nanotube formation was in 1M $H_3PO_4$ electrolytes containing 0.8wt.% NaF solutionat 10V for 120min. Morphologies of micropore and nanotube depended on the Hf content in Ti-25Nb-xZr ternary system.

다음 세대 웨이퍼 공정인 450mm 웨이퍼 공정을 위한 이중 주파수 유도결합 플라즈마 소스를 이용하여 각각의 안테나에 파워를 인가하고, 이 때 방전되는 플라즈마의 특성을 Langmuir probe를 통하여 확인할 수 있었다. 또한 인가되는 파워를 조절하여 플라즈마 내의 전자에너지를 조절할 수 있다는 가능성을 확인할 수 있었다.

금속 박막과 PI film 과의 접촉력을 증가시키기 위하여 remote - type modified dielectric barrier discharge (DBD) module을 이용하여 대기압 플라즈마 표면 처리를 실시한 결과, 접촉각이 매우 낮게 형성됨을 관찰 할 수 있었다.

본 연구에서는 HMDS (400sccm)/$O_2$(20slm)/He(5slm)/Ar(10slm)의 가스를 사용하여 remote-type discharge와 direct-type discharge로 구성된 double discharge system을 이용하여 SiOx 박막을 증착시켰다. 특히, 본 연구는 frequency의 변화가 SiOx 박막의 특성과 plasma특성에 어떠한 영향을 미치는지 조사하였다.

This study examined the friction and wear behavior of diamond-like carbon (DLC) films deposited from a radio frequency glow discharge using a hydrogen diluted benzene gas mixture. The DLC films were deposited on Si (100) and polished stainless steel substrates by r.f.-PACVD at hydrogen to benzene ratios, or the hydrogen dilution ratio, ranging from 0 to 2.0. The wear test was carried out in both ambient and aqueous environments using a home-made ball-on-disk type wear rig. The stability of the DLC coating in an aqueous environment was improved by diluting the benzene precursor gas with hydrogen, suggesting that hydrogen dilution during the deposition of DLC films suppress the initiation of defects in the film and improved the adhesion of the coating to the interface.

일반적으로 낮은 표면에너지는 표면조도 및 표면 화학구조에 의하여 제어된다. 이 실험에서는 $SiO_x$ 박막의 표면에너지를 낮추기 위하여 인가전력을 제어하였으며, 동시에 표면 조도를 변화하였다. 인가전력의 의한 표면 조도 및 화학구조를 AFM과 FT-IR로 분석을 하였다. 더하여, 표면에너지의 변화를 접촉각 측정기로 측정하였다.

대향 타겟 스퍼터링법 (Facing Targets Sputtering)을 이용하여 저온 공정에서 ZnO 박막을 증착하였다. 이 실험에서 두 개의 타겟의 거리를 110nm로 고정하고 박막의 증착두께를 150nm로 정하였다. 산소 가스의 유량, 인가 전력을 변수로 하였을 경우 ZnO 박막의 방향성과 결정성을 XRD로 측정하고 분석하였다. 그 결과 인가전압과 산소 유량의 증가에 따라 결정성은 좋아진다.

탄소 탄소 복합재료(C/C Composites)는 모재의 성분이 탄소로 구성되어 있어 약 $500^{\circ}C$이상의 산화분위기에서는 쉽게 산화되는 결점을 가지고 있다. 본 연구에서는 내산화성을 향상시키기 위한 방법으로서 Plasma Spray 코팅방법을 사용하여 다층 코팅막을 형성시킨 후 $1500^{\circ}C$에서 10시간동안 산화시험을 하였다.

수소가 포함 되지 않은 저밀도 구조의 카본 박막을 마그네트론 스퍼터링으로 합성하였다. 본 실험을 통하여 플라즈마 변수에 따른 저밀도 구조의 카본 박막의 미세 구조와 물리적 특성과의 상관관계를 FESEM, AFM, 4-point probe의 분석 기구를 통하여 분석 하였고, 비정질 저밀도 구조의 탄소 박막에 Pt을 ion sputtering을 통하여 도핑 한 결과 1000에서 $0.0013{\Omega}cm$ 까지 전기 비저항을 낮추는 결과를 얻었다.

Porous silicon (PS) was prepared by electrochemical anodization. Ultra-thin zinc oxide (ZnO) capping layers were deposited on the PS by plasma-assisted molecular beam epitaxy (PA-MBE). The effects of the ZnO capping layers on the properties of the as-prepared PS were investigated using scanning electron microscopy (SEM) and photoluminescence (PL). The as-prepared PS has circular pores over the entire surface. Its structure is similar to a sponge where the quantum confinement effect (QCE) plays a fundamental role. It was found that the dominant red emission of the porous silicon was tuned to white light emission by simple deposition of the ultra-thin ZnO capping layers. Specifically, the intensity of white light emission was observed to be enhanced by increasing the growth time from 1 to 3 min.

유도결합 플라즈마(ICP)가 결합된 마그네트론 스퍼터링법으로 수소와 알곤의 혼합비율에 따라 기판 가열 없이 유리기판 위에 실리콘 박막을 증착하였다. 수소 유량에 따른 실리콘 박막의 미세구조 변화는 XRD, Raman spectroscopy, FT-IR 등의 분석을 통해 확인하였다. 수소 유량이 증가할수록 박막의 증착률은 감소하였으며, 수소 혼합비율이 60% 이상일 때 비정질 실리콘이 미세결정질 실리콘으로 전이되는 것을 확인하였다.

음극방식법은 가혹한 해수 환경에 노출된 항만 및 해양구조물 등의 부식을 방지함에 있어 매우 유용한 방식법이다. 여기서는 이러한 음극방식 응용 원리에 의해 무한한 자원인 해수를 이용하여 환경 친화적인 코팅막 제작-시도를 하였다. 즉, 본 연구에서는 해수 환경 중 선박 및 해양구조물 등에 주로 사용되는 강재를 기판으로 하여 양극 조건 및 인가 전류밀도를 달리하여 코팅막을 제작하였으며, 조건에 따라 제작된 코팅막을 SEM, EDS, XRD를 통해 조성원소 및 결정구조를 분석하였다. 또한 밀착성 및 내식성 평가를 통해 실용 코팅막으로써의 한계를 보완한 코팅막 제작 프로세스의 기초 설계 지침을 제시하고자 하였다.