nglaura/koreascience-summarization huggingface dataset:
축산지역 강우유출수 처리를 위한 간헐 포기식 인공습지에서 산소공급 및 소비량을 산출하여 낮과 밤 동안의 산소수지(oxygen balance)를 분석하였다. 조류의 광합성 활동이 활발한 얕은 습지에서 주간에는 내부 생산되는 산소가 지배적이었다. 또한 조류에 의한 내호흡이 가장 큰 소비원인 것으로 분석되었으며 질산화와 탈질에 의한 소비량은 각각 전체의 약 5.35%와 6.43%인 것으로 분석되었다. 조류에 의한 과도한 양의 산소소비는 포기조작에 의한 침전조류의 재부상에 의해 초래된 것으로 후속 공정에도 지속적으로 영향을 미쳤다. 더욱이 주간에 조류의 광합성 활동에 의해 생산된 풍부한 산소량은 습지에서 발생하는 산소요구량을 충족시키기에 충분한 것으로 분석되었다. 따라서 주간에 실시되는 인위적인 포기활동은 불필요한 조작으로 판명되었다. 이와 반면에 광합성 활동이 중단되는 야간에는 조류의 내호흡작용으로 습지내부의 산소농도가 크게 저하하였으며 이는 습지에서 탈질반응을 촉진하는 것으로 추정된다. 따라서 인위적인 포기를 중단해도 유기물질 제거나 질소제거에 큰 영향을 미치지 않을 것으로 판단되며, 야간에 혐기성 상태의 지속으로 악취와 같은 문제가 발생될 수 있으므로 간헐적인 모드로 운전하는 것이 타당할 것으로 판단된다.

In order to assess the role of aeration in stormwater wetlands, oxygen supply and consumption in a wetland treating runoff from livestock farms were estimated and analyzed. Furthermore, oxygen mass balance was conducted during day time and night time. Internal production by algal photosynthesis dominated the oxygen production particularly in the shallow marsh due to the large amount of algae. Consequently, algal respiration was also the major oxygen depletion element with nitrification and biodegradation estimated as 5.35% and 6.43% of the total oxygen consumption. This excessive portion of oxygen consumption by algae was associated to the highly turbid water caused by the resuspension of sediment particles in the aeration pond, which also affected the subsequent wetland. Moreover, an abundance of oxygen was estimated during the day indicating that oxygen produced by algal activity is sufficient to meet the oxygen demand in the wetland. Thus, supplemental aeration was deemed not necessary at daytime. In contrast, oxygen was greatly depleted at night when algal photosynthesis stopped which induced denitrification. Therefore, it was suggested that supplemental aeration may be operated continuously instead of intermittently to avoid oxygen deficit in the wetland at night or it may be stopped entirely to further enhance denitrification.

(게재일: 2016.11.30)
생태저류지와 같은 LID 시설은 강우유출수를 관리하기 위하여 적용된다. LID 개념이 강우유출수 관리 계획의 중요한 부분이 되면서, LID 시설의 수문학적 성능과 LID 시설이 배수분구의 수문환경에 미치는 영향에 대한 명확한 이해가 필요한 상황이다. 본 연구는 설계 전략으로서 유황곡선의 활용에 관한 사항을 다루고 있다. 많은 LID 시설들과 마찬가지로 생태저류지는 자연 상태의 수문현상을 재현하고자 설치된다. 본 연구에서는 유황곡선 기준을 만족하는 생태저류지의 크기를 결정하려는 시도가 수행된다. 연구 결과, 현재 비점오염저감시설의 용량기준인 "5mm * 처리대상구역의면적"은 불투수율 20-30%인 지역에 유효함을 살펴볼 수 있다. LID 시설이 전형적으로 설치되는 100% 불투수 지역의 경우 자연상태 유황곡선의 재현을 기준으로 보면 47mm 정도의 유출고를 차집할 수 있는 용량이 요구되며, 이는 처리대상구역 면적의 11% 정도가 생태저류지로 활용되어야함을 의미한다. 하지만, 시설의 용량과 시설 면적의 기준은현실적으로 구현 가능한 조건에서 설정되어야 할 것이며, 또한 처리대상구역의 개별적인 수문학적 특성을 반영하여 결정되어야 할 것이다.

LID facilities like bio-retention cells is applied to manage stormwater. LID concept becomes an important part in stormwater management, and the clear understanding of hydrologic performance and hydrologic impact on the corresponding catchment has been needed. In this study, the application of flow duration curves as design strategy is investigated. Bio-retention cells like many LID facilities are installed to reproduce natural hydrologic processes. In this study, the attempt to determine the size of a bio-retention cell is carried out to satisfy the flow duration criteria. From the results, it is shown that "5 mm * the area of a target catchment" which is the current facility design capacity is valid for the drainage area with 20-30% impervious rate. In the 100% impervious catchment where LID facilities are typically installed, the design capacity to intercept stormwater of approximately 47 mm depth is required to reproduce natural flow duration curves. This means that about 11% of the target catchment area should be allocated as a bio-retention cell. However, the criteria of the design capacity and facility surface area should be set at the possible implementation conditions in reality, and site-specific hydrologic characteristics of a target catchment should be considered.

(게재일: 2016.11.30)
한국은 2000년부터 2010년까지 전국을 조사하여 총 1,916개소의 내륙습지 인벤토리를 구축한 바 있다. 본 연구는 국가보호지역과 내륙습지와의 입지상관관계를 분석함으로써 내륙습지의 관리가치 측면을 평가하고자 하였다. 그 결과, 내륙습지의 상당수가 자연환경의 보호가치가 높아 국가가 보호지역으로 지정하여 관리하는 지역 내에 입지(527개소, 31.61%)하고 있는 것으로 나타났다. 보호지역 반경 1km 까지 범위를 넓혀 보면 959개소로 전체 국가내륙습지의 57.53%에 해당하는 수가 보호지역 내 및 인근에 입지하고 있음을 알 수 있다. 그 중에서도 하천수계 반경 1km 내에 46.79%가 분포하여 보호지역 내 분포하는 습지 중 81.33%를 기록하고 있어서 현재의 내륙습지의 입지는 대부분 하천수계에 접하여 있는 것으로 분석되었다. 각종 보호지역과의 이격거리를 분석하여 중첩 분석한 결과를 상, 중, 하로 평점구분하고 내륙습지와의 입지관계를 분석한 결과, 보호가치가 '상'인 지역에 분포한 습지의 개소가 998(59.87%)에 해당하였다. 보호가치가 '하'인 지역에도 289개소(17.34%)가 분포되어 있는데, 이는 인공화된 지역에 입지한 습지로써 환경압력에 더욱 노출되어 있는 습지임을 의미하므로 훼손방지를 위한 대책수립을 고려해야 할 내륙습지로 의사결정할 수 있다.

Korea established an inventory of 1,916 sites of inland wetlands during a nationwide investigation from 2000 to 2010. If inland wetlands is included in or near various protected areas designated by the government, it can be selected as a wetland to be managed with priority. This study evaluated the aspect of management of inland wetlands by analyzing the correlation between locations of national protected areas and inland wetlands. As a result, it was shown that a considerable percentage of current inland wetland was located in areas that were designated and managed as protected areas by the government, as they had a high value of natural environment protection (527 sites, 31.61 %). When the range was widened to a radius of 1 km for protected areas, 959 sites were included and 57.53 % of sites were located in or nearby the protected areas. Among them, 46.79 % of sites were distributed up to or within a 1 km radius of waterside areas and rivers; it accounted for 81.33 % of wetlands located in protected areas. Therefore, it was found that locations of current inland wetlands were mostly in contact with rivers. The results of overlay analysis were classified into high, medium and low; the correlation of location with inland wetlands was analyzed through the analysis of separation distance of various protected areas. The number of wetlands located in areas of a 'high' value of protection was 998 (59.87 %); 289 sites (17.34 %) were distributed in areas of a 'low' value of protection. This implies that these wetlands are located in artificial areas and are more exposed to environmental pressures. Thus, these wetlands could be determined as inland wetlands, which we considered for the establishment of measures to prevent damage.

(게재일: 2016.11.30)
동물의 번식 성공에 가장 큰 요인은 먹이의 선택이고 먹이의 선택은 서식지의 질과 양에 의해 결정되어 지며, 생물량이 높은 습지의 경우 생태계 기능의 지표로서 황조롱이의 사냥 장소의 선택은 서식 장소의 질과 양을 알아보는 중요한 단서가 될 것으로 예상된다. 본 연구는 충남 공주시 유구읍의 황조롱이 사냥장소에 대해 4가지 유형(초지, 논, 밭, 하천변)으로 구분하여, 번식시기인 3월에서 6월까지 3년간 (2014년~2016년) 황조롱이의 행동을 기록하였다. 조사결과, 사냥의 장소는 하천변에서 높은 사냥행동을 보였고, 비행사냥은 5월과 6월에 많이 하는 것으로 조사되었다. 또한 비행사냥의 주요 획득 먹이는 포유류(쥐), 착지행동의 주요 획득 먹이는 곤충류로 조사되었다. 이에 따라, 하천변에서는 주로 비행사냥이 이루어졌으며, 초지나 논과 밭에서는 착지 행동이 비행행동에 비해 높게 조사되었다. 사냥이 이루어지는 지점의 식물이 땅을 덮는 피도는 사냥지역별 차이를 보였으나 식물의 높이는 차이를 보이지 않는 것으로 확인되었고, 사냥 방법에 따른 식물의 높이는 포유류(쥐)를 잡기 위한 비행사냥이 착지사냥보다 낮은 높이를 선호하는 것으로 분석되었다. 이러한 결과들을 바탕으로 황조롱이의 번식기 먹이 선택에서 하천변은 매우 중요한 환경 요소로 판단된다.

The biggest factor in the success of breeding animals is selection of foods, which is determined by quality and quantity of habitats(Newton, 2003), in the case of This high biomass wetlands as an indicator of ecosystem function about Common Kestrel's choice of hunting area is expected to be an important clue of quality and quantity of habitats. For this study, it is divided into four types(Glasslands, Paddy fields, Dry fields, Rparian land) about Common Kestrel's hunting area in Yugu-eup, Gongju-si, Chungcheongnam-do, Recorded the behavior of Common Kestrel for three years during the breeding season from March to June(2014~2016). Result of investigation, hunting area showed a high hunting behavior in riversides and flight-hunting was frequently investigated from may to June. In addition flight-hunting's main food acquisition is mammal(the vole), while perching behavior's main food acquisition is insect according to the fact flight-hunting were mainly done in riversides, perching behavior were highly investigated than flight-hunting at glasslands and paddy fields and dry field. Hunting spot's coverage rate of plants covering the ground showed differences depending on hunting areas, but height of plants were not significant. Height of the plant according to hunting methods of flight-hunting to catch mammal(vole) was analyzed to prefer lower height than perching behavior Based on these results riversides are considered as a very important environmental factors for Common Kestrel's prey selection in breeding session.

(게재일: 2016.11.30)
본 연구는 제한된 인력과 비용을 활용하여 습지 지대에서의 일관되고 적절한 수위자료를 획득하기 위한 방안 수립을 목표로 하였다. 이를 위해 기존의 수위관측소 설치 기준에 입각한 상 하류간의 유기적인 상관관계를 파악하여 관측소간의 최적의 수위관측망의 선정 기술을 개발함으로서 유역을 대표할 수 있는 일관된 수위자료 획득에 중점을 두었다. 우선 기존에 습지 유역을 포함한 충주댐 유역을 대상으로 하천을 중심으로 설치되어 있는 수위관측소 현황을 파악한 후, 유출 특성을 나타내는 대표단위도를 산정한 후 확률밀도함수로 변환하였으며, 대상 유역내에서 엔트로피 이론에 의한 정보 전달량을 산정하였다. 마지막으로 각 관측소 간의 공간적인 상관관계를 분석하고, 정보 전달량과 각 관측소의 상관관계를 고려해 수위관측망을 최적화하였다. 즉, 정보 전달량으로 수위관측소의 개수에 따른 조합을 고려하되, 수위관측소간의 상관분석을 적용하여 수위관측소 설치위치와 개수에 대하여 최적화된 수위관측망을 제시할 수 있었다.

This paper not only aims to establish a plan to acquire the water stage data in a constant and proper manner by using limited manpower and costs, but also establishes the fundamental technology for acquiring the water level observation data or the stage data. For this, this paper focuses on how to acquire the stage data, in a uniform manner, that can represent each basin by developing the technology for establishing the optimal observational network. For that, this paper identifies the current status of the stage gauge stations installed in the ChungJu dam including wetland basin mainly along the national rivers. Then, thus obtained factors are used to develop the representative unit hydrograph. After that, the data are converted into the probability density function. Then, the stations are calculated information transfer amount. As a last step, we establish the optimized stage gauge network by the location of the stage station and space impact that takes into account for the combinations of the number of the stations. In other words, we consider the combination of the stage gauge station with information transfer amount and spatial correlation analysis for estimation.

(게재일: 2016.11.30)
기존 산업에서 많이 쓰여져오고 있는 저압 플라즈마에 비해 여러가지 장점을 지닌 대기압 플라즈마는 수년 전부터 많은 연구가 되어 왔으며 폭넓은 응용분야에 있어서 활발히 이용되고 있고, 특히 온도가 거의 상온과 비슷하다는 장점으로 대기압 저온 플라즈마는 바이오메디컬 분야에서 활발하게 응용되어지고 있다. 본 연구에서는 대기압 저온 플라즈마 젯 장치를 사용하여 치아 표면에 불소를 도포하고 법랑질 표면의 불소 원소를 검출함으로써 플라즈마가 치아표면 불소도포에 있어서 어떠한 효과가 있는지 정량적으로 비교분석하였다. 또한 대기압 플라즈마 젯 장치의 방전개시전압과 가스유량에 따른 플라즈마젯 길이의 변화 및 OES(Optical Emission Spectroscopy) 장치를 사용하여 플라즈마에 대한 광학적 진단을 진행하였다. 치아표면에서 검출된 불소량은 플라즈마를 사용했을때가 그렇지 않을때에 비해 더 높게 관찰 되었다.


(게재일: 2016.02.17)
Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막 태양전지는 높은 효율과 낮은 제조비용, 높은 신뢰성으로 인해 박막 태양전지 중 가장 각광받고 있다. 특히 유리기판 대신 가볍고 유연한 철강소재나 플라스틱 소재를 이용하여 발전분야 외에 건물일체형, 수송용, 휴대용등 다양한 분야에 적용이 가능하다. 이러한 유연 기판을 이용한 CIGS 태양전지의 개발을 위해서는 기판의 특성에 따른 다양한 공정개발이 선행되어야 한다. Poly-imide와 같은 유연기판은 공정온도가 이하로 낮고 기판이 매우 얇아 기존 Mo 공정을 개선하여야한다. 이러한 유연기판의 특성을 고려하여 본 연구에서는 기존 bi-layer Mo의 bottom layer의 두께를 조절하여 박막의 strain을 조절하였다. 유연기판으로는 SKC KOLON에서 제조된 GL type의 기판을 사용하였다. 기판의 두께는 50um이다. 먼저 Mo의 bottom layer 두께 비율을 기존 12.5%에서 50%로 증가 시켰으며 전체 박막의 두께 역시 900nm에서 500nm로 두께를 감소시키며 실험을 실시하였다. 그 후 흡수층은 Co-Evaporation 방법을 이용하여 제조하였으며 이때 공정온도는 기존 공정온도에서 450, 로 낮추어 흡수층을 제조하였다. 소자 제조 후 초기 Mo의 strain 개선과 저온공정이 적용되지 않은 경우 4.4%에서 공정 최적화 후 13%로 효율이 증가하였다. 제조된 흡수층은 SEM, XRF, XRD등을 이용하여 분석하였으며 그 외 일반적인 방법을 이용하여 Mo, CdS, TCO, Al grid를 제조하였다. AR 코팅은 제외 하였으며 제조된 소자는 솔라 시뮬레이터를 이용하여 효율 특성 분석을 실시하였으며 Q.E. 분석을 실시하였다.


(게재일: 2016.02.17)
일반적으로 실리콘 태양전지의 표면 텍스쳐링 공정방식은 습식 텍스쳐링 방식과 건식 텍스쳐링 방식 2가지로 나뉘어진다. 하지만 현재 습식 텍스쳐링 방식의 경우 Solution을 사용하기 때문에 폐용액으로 인한 환경오염 및 Wafer 오염과 같은 단점을 가지고 있다. 또한 건식 텍스쳐링 방식의 경우는 진공 상태에서 진행되므로 높은 유지 비용이 가장 큰 단점으로 대두 되고 있다. 그러므로 기존의 방식과 다르게 진공을 사용하지 않는 대기압 플라즈마 소스를 텍스쳐링 공정에 적용하였다. 본 연구에서는 대기압 플라즈마 소스로 식각한 Wafer의 반사율을 가스 종류와 유량별 측정하여 분석하였다. 측정된 반사율을 통해 대기압 플라즈마 소스가 텍스쳐링 공정에 적용할 수 있는지 확인하였다.


(게재일: 2016.02.17)
ZrN 코팅은 TiN과 특성이 유사한 옅은 금색의 질화 박막이나 내식성이 우수하여 의료용, 자동차 부품, 항공부품, 장식용으로 적용되고 있다. 스테인레스계 의료용 기구나 생활기구의 항균성 기능이 부여된 표면처리는 아직 널리 보급되고 있지 않아 장식성과 내부식성이 뛰어난ZrN 박막에 구리를 함유시킴으로서 항균성의 변화를 관찰하고자 하였다. 진공 아크 이온플레이팅 방법으로서 ZrN을 성장시키면서 스퍼터링법에 의하여 Cu를 함유시키는 방법으로 실험을 실시하였다. 기재는 SUS 304를 사용하였고, 공정온도 에서 질소분압 1-5 Pa, 아크전류 90 A의 조건에서 Cu 스퍼터링 타겟의 전류를 1-7A 까지 변화하여 구리함유 ZrN 박막을 합성하였다. 구리 함류량에 따른 XRD를 통한 결정구조분석과 SEM/EDX를 통한 성분변화분석을 실시하였다. 구리함유 박막에 대해서 시간에 따른 대장균을 성장을 분석하여 기재인 SUS304, ZrN, 구리 함유 ZrN에 대한 대장균 항균성을 조사하였다.


(게재일: 2016.02.17)
본 연구에서는 인버티드 유기 태양전지에 적용하기 위한 버퍼 하이브리드 투명 캐소드를 RF/DC magnetron 스퍼터를 이용하여 제작하고 그에 대한 특성평가와 적용 가능성에 대해 연구하였다. 버퍼-캐소드 하이브리드 투명 전극은 ZnO, Ag, ITO를 이용하였고, Ag와 ITO의 두께는 고정한 상태에서 버퍼 역할을 하는 ZnO의 두께를 변수(25 nm ~ 45 nm)로 하여 ZnO두께에 따른 광학적, 전기적, 구조적, 표면 특성을 분석하였다. ZnO/Ag/ITO 하이브리드 투명전극의 최적의 조건에서 92%의 높은 투과도와 7.6 Ohm/square의 낮은 면저항을 갖는 버퍼-캐소드 하이브리드 투명전극을 구현하였다. 제작한 ZnO/Ag/ITO 버퍼 하이브리드 투명전극을 인버티드 유기 태양전지에 적용한 결과 버퍼 ZnO층을 스핀 코팅으로 제작한 인버티트 유기 태양전지에 비해 현저하게 낮은 효율을 나타내는 것을 확인 하였다. 이러한 이유를 규명하기 위해 스핀 코팅한 ZnO박막과 스퍼터 한 ZnO박막의 구조적, 표면적 특성을 비교 분석 하였고, UPS 분석 결과 스핀 코팅한 ZnO 박막의 일함수(3.3 eV)에 비해 스퍼터 한 ZnO박막의 일함수(4.4 eV)가 더 큰 것을 확인 할 수 있었다. 이를 통해 인버티드 유기 태양전지 소자의 효율을 높이기 위해서는 광학적 전기적 특성뿐 아니라 적절한 일함수와 공정방법의 중요성을 확인 하였다.


(게재일: 2016.02.17)
고효율 태양전지에서 후면 반사 방지막은 장파장대(900nm~1200nm) 빛의 내부 반사를 증가시켜 광흡수도를 개선한다. 태양전지 후면에 박형 절연층 구조를 구성함으로써 특정 파장에서 높은 반사도를 얻을 수 있는 Bragg mirror 구조를 이론적으로 계산할 수 있다. Bragg mirror 구조를 이용하여 태양전지의 후면 반사층(Rear reflector layer)을 형성함으로써 태양전지 내부의 광흡수도를 개선할 수 있다. 후면 반사 방지막(Rear anti-reflection coating)으로 사용되는 Al2O3와 SiOxNy 또는 이러한 두 가지 물질의 겹층 구조를 구성하여 장파장대 빛의 반사도 차이에 의한 광흡수도 개선 정도를 광학 시뮬레이션을 통해 계산하였다. 광학 시뮬레이션은 TCAD를 이용하였으며 두 가지 겹층 구조에서 각 반사 방지막의 두께에 따른 단락 전류(Jsc)의 개선 정도, 후면 반사층 두께의 최적화 조건을 계산하였다. 후면 반사방지막을 제외한 기본적인 태양전지 구조는 n-type PERC 구조를 사용하였으며, 후면 반사방지막만의 광학적 특성을 살펴보기 위해 전극은 광학적으로 투명하다고 가정하였다. 반사방지막 두께의 범위는 Al2O3(5-30nm), SiNx(150-300nm), SiOxNy(150-300nm)에서 수행하였으며, 각각 1nm, 2nm 간격으로 진행하였다. Al2O3/SiOxNy 구조에서는 단락 전류가 32.45-32.87mA/cm2 값을 가진다. Al2O3/SiNx 구조에서는 단락 전류가 32.59-32.87mA/cm2 값을 가진다. 결론적으로, 후면 반사방지막의 겹층 구조를 통해 광흡수도를 증가 시킬 수 있으며, TCAD 시뮬레이션을 통하여 입사되는 태양광 스펙트럼에 최적화된 구조를 설계할 수 있다.


(게재일: 2016.02.17)
ITER 내부 플라즈마 진단에 대한 연구는 활발히 이루어지고 있다. 그 중에서도 광학 시스템을 이용한 진단방법으로 OES, Bolometer, Stark effects, Thomson scattering이 주로 연구되고 있다. 이러한 방법을 구현하기 위해서는 핵융합로 내부에 first mirror 설치가 필수적이다. 그러나 노 내부에서 발생한 플라즈마에 의한 부식과 증착 및 광 소스에 의한 first mirror 표면 손상이 현재 ITER 주요 난제중 하나로 꼽히고 있다. 이는 추후 건설될 DEMO와 핵융합로 건설을 위해서도 필요한 연구이다. 그러나 국내에서는 이러한 연구가 거의 진행되고 있지 않다. 이에 따라 Thomson scattering 진단계와 first mirror 관련 연구동향을 추적하였다. 그리고 이 추적한 결과를 바탕으로 감마선환경에서 first mirror의 특성을 분석했다. 또한 오염 제거 및 방지를 위하여 TE(thermos-electric) 시스템을 제작하고 있다. 그리고 high energy neutral beam에 대한 플라즈마를 이용한 오염방지 실험을 진행하고 있다.


(게재일: 2016.02.17)
페로브스카이트 태양전지는 차세대 태양전지로써 몇 년 사이에 매우 큰 폭으로 효율이 증가하고 있으며 활발한 연구가 진행되고 있다. 페로브스카이트의 태양전지의 구조는 전자전도체, 페로브스카이트 광흡수체, 정공전도체, 전극으로 구성된다. 전자전도체는 전자 포집성이 우수한 다공성 TiO2 층과 TiO2 박막 층으로 구성된다. 균일한 박막 TiO2를 형성하는 것은 페로브스카이트 태양전지의 개방전압 특성에 기여한다. TiO2 박막을 제조하는 방법으로써 용액을 사용한 스핀 코팅 법은 간편하게 제조가 가능하나, 일정한 두께의 박막을 형성하지 못하고 균일하지 못하는 단점을 가진다. 본 연구에서는 RF 마그네트론 스퍼터를 이용하여 보다 균일한 TiO2 박막을 제조하였다. X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), Light IV, Quantum Efficiency (QE)로 분석하였다. 이를 통하여 제조방법 차이에 따른 페로브스카이트 태양전지의 영향을 분석하였다.


(게재일: 2016.02.17)
가열탈기체 처리하면 표면의 물 분자를 빠르게 탈리시켜 단시간에 배기하는 동시에 진공용기 재료 내부의 수소 확산속도를 가속하므로 처리 후 수소 기체방출도 현저하게 낮출 수 있다. 가열탈기체 후의 진공계에서는 물 분자는 일부만 남고 진공용기 재료 내부에서 확산 되어 나온 수소가 잔류가스의 대부분이 된다. 이러한 가열탈기체 처리의 효과에 대해서는 익히 알려져 있으나 정량적으로 예측하기는 쉽지 않았다. 본 연구에서는 가열탈기체 조건이 수소 확산에 미치는 영향에 초점을 맞추어, 진공용기의 재료 및 두께에 따라 목표 진공도에 도달하기 위한 가열탈기체 처리 온도와 시간의 최적 조합을 수치 해석적으로 계산하고 비교하였다.


(게재일: 2016.02.17)
최근 들어, 열악한 실내 공기 환경과 미세 먼지의 유입으로 아토피 피부염, 알레르기성 비염 및 천식 등의 감염성 질환이 증가하고 있다. 따라서, 공기 중 병원균(Airborne pathogens)을 친환경적으로 제거하는 기술이 요구되고 있는 추세이다. 본 연구에서 제안하는 시스템은 물을 이용하여 플라즈마를 발생시키는 시스템이다. 기존 플라즈마를 이용한 공기 정화 장치는 공기를 사용하여 플라즈마를 발생시키므로 오존과 같은 인체에 유해한 물질들이 발생되는 문제점이 있다. 하지만, 본 연구에서는 물을 사용하여 플라즈마를 발생시키므로 활성 라디칼들이 포함된 물을 미스트 형태로 분사하여 인체에 무해하며, 대기 중 병원균 살균이 가능한 장점이 있다. 물 플라즈마 젯 분사장치는 전원 공급 장치, 플라즈마 전극 그리고 플라즈마 노즐로 이루어져 있으며 주입되는 물을 기반으로 플라즈마를 발생시킨다. 장치의 특성을 분석하기 위하여, 오실로스코프로 전압 및 전류를 측정하였고 적정법을 이용하여 생성되는 활성 라디칼들의 농도를 측정하였다. 또한 살균 능력을 평가하기 위하여 병원균 중 대표적으로 대장균을 배양하여 살균 실험을 수행하였으며, 결과적으로 90% 이상의 대장균이 사멸하는 것을 확인하였다.


(게재일: 2016.02.17)
본 실험에서는 미래에 지향하는 플렉서블한 소자 제작에 기존의 소자는 한계를 지니고 있기 때문에 기존 소자 제작에 쓰이는 물질보다 투명하고 유연한 성질을 지닌 그래핀(Graphene), 질화붕소(h-BN)와 황화몰리브덴(MoS2)을 이용하여 소자를 제작하였다. 2차원 물질만을 이용한 소자를 제작함으로써 기존 실리콘 기반의 소자가 가질 수 없었던 투명함과 유연성을 보여주었다. 또한 높은 수준의 on/off ratio를 보여줌으로써 2차원 물질에 기반한 플렉서블 소자 제작의 가능성을 확인할 수 있었다.


(게재일: 2016.02.17)
태양전지 모듈은 다층 구조를 형성하고 있으며, 신뢰성과 출력 향상을 위해 다양한 연구가 진행 중에 있다. 이를 위해서 모듈에 사용되는 전면 유리는 AR 코팅과 투과도가 좋은 저철분강화유리를 사용하고, 후면에는 반사도가 높은 Backsheet를 사용하게 된다. 또한 태양전지 모듈의 제작 조건 중 하나는 비슷한 출력을 갖는 태양전지를 사용하는 것이다. 만약 태양전지의 출력 불균일이 발생하게 되면 모듈 전체 출력이 낮아질 뿐만 아니라 출력이 낮은 태양전지가 주변 태양전지보다 높은 온도를 나타낸다. 태양전지 모듈에서 온도 편차가 발생한다는 것은 전지의 출력 불균일이 발생한다고 예상할 수 있는 지표이다. 따라서 태양전지 모듈의 후면에 온도 센서를 부착하여 모니터링하였으며, 태양전지 위치에 따라서 약 의 온도 차이가 발생하는 것을 확인 할 수 있었다.


(게재일: 2016.02.17)
재료의 표면 강화 방법 중의 하나인 질화공정을 이용하여 탄소강 S45C 소재의 질화 거동에 대하여 연구하였다. 온도에서 질화 공정을 진행하여 공정시간에 따른 Kn값을 수소 센서로 측정하여 공정시간에 따른 N-potential의 변화와 그에 따른 화합물층 성장 및 화합물층의 상변화에 대해 관찰하였다. 화합물 층의 미세구조 변화는 광학현미경 및 주사전자현미경을 통해 관찰하였다. 가스 질화 처리 후 표면경도는 약 600Hv의 경도값이 측정되었고, 공정 시간이 늘어남에 따라 화합물층 및 경화깊이가 증가되고 표면 화합물이 성장하여 porous가 감소하는 것을 확인 할 수 있다. 경화깊이는 1440분 일 때 약 0.5mm 경화 깊이를 얻었고, 화합물층의 성장은 상(Fe2-3N)과 '상(Fe4N)으로 두 개의 상으로 형성되는 것을 관찰할 수 있었다. 시험 결과를 바탕으로 S45C 소재의 탄소 함량에 따른 lehrer diagram을 열역학 적으로 계산하고 화합물층의 형성 기구에 대해 비교 분석하였다.


(게재일: 2016.02.17)
DLC(Diamond like Carbon)는 Diamond와 유사한 물리화학적 특성을 보유한 막으로 고경도 및 우수한 내마모성, 화학적 안정성의 특성을 가지고 있다. DLC는 크게 카본의 막 형성 공정에서 카본 소스에 따라 수소가 포함된 DLC와 무수소DLC로 구분된다. Tetrahedral amorphous carbon (ta-C) 박막은 DLC 박막 중에서 가장 다이아몬드와 유사한 특성을 가지는 박막으로, a:C-H에 비해 높은 열적안정성, 경도(50~60 GPa) 및 내마모 특성이 우수하여, 현재 다양한 응용분야에 적용하고 있다. 본 연구에서는 무수소 DLC 형성을 위해 자장필터가 장착된 Filtered Vacuum Arc Source(FVAS)를 자체적으로 개발하여 연구를 진행하였다. FVAS 장비는 카본 이온 발생부와 Plasma Duct 부위, 전자석부위 구성되어 있으며, 본 연구에서는 Plasma Duct 부위의 Bias 제어를 통해 음극에서 기판으로 이동하는 카본이온의 에너지와 flux 변화를 통한 박막 증착 거동 및 물성 연구를 진행하였다. Plasma Duct Bias 변화는 각 0, 5, 10, 15, 20 V 조건으로 진행하였으며, 물성 평가는 경도(Hardness), 마찰계수, 응력(Stress), 전기전도 특성에 대한 분석을 진행하였다. 박막의 증착 거동에서는 Plasma Duct bias 변화에 따라10 V에서 가장 높은 증착 거동을 가지다 감소하는 경향을 확인 하였으며, 박막의 물성 특성 평가 시에도 이와 유사하게 특성의 차이를 관찰하였다. 이는 음극부위에서 형성된 카본이온이 기판에 도달 시에 Plasma Duct Bias 변화에 따라 이온의 Flux 및 에너지 변화로 인해 박막의 밀도 및 ta-C 막의 물성 변화로 예상되며, 이를 분석하기 위해 라만분석 및 기판 도달 에너지 분석을 진행하였다


(게재일: 2016.02.17)
현대 반도체 산업에서 소자의 집적도가 증가함에 따라 층간 절연막의 두께가 줄어들어 RC delay현상이 발생한다. 또한 유연성에 대한 요구도 증가하고 있다. 그 대안으로 저유전 SiO2 무기물, 유무기 복합체, 유기물 등이 크게 각광받고 있다. 본 연구는 SiO2 hollow sphere와 폴리이미드를 이용해 유무기복합체를 합성하고 유전율 측정 및 유연성 테스트를 진행한 내용을 담고있다. 먼저 폴리스티렌에 SiO2를 코팅한 후 폴리이미드 용액과 기계적으로 혼합시킨다. 이후 스핀코팅 및 열처리를 이용해 한단계로 복합체를 합성할수 있다. 합성된 복합체의 유전율은 최소 1.6에 가까운 수치를 나타낸다.


(게재일: 2016.02.17)
Cu2ZnSnS4 (CZTS) 박막은 낮은 가격과 유리한 특성을 가지므로서 차세대 박막 태양전지에서 이상적인 흡수층 물질 중 하나로 여겨지고 있다. 우리는 CZTS 박막 태양전지를 합성하는 데 있어서 Zn와 ZnS를 전구체에 사용하여 이에 따른 특성 차이를 연구하였다. 열처리 한 박막은 Zn와 ZnS를 사용하였을 때 특성 차이를 조사하기 위하여 여러 분석을 진행하였다. CZTS 박막의 미세구조와 조성 분포, 전기적 특성을 살펴보았다. Zn를 사용한 CZTS 박막은 큰 입자크기와 더 적은 영역에서 Zn가 집중되어 있는 층을 가진다. CZTS와 Mo 경계인 이 영역에 ZnS 2차상이 존재함을 의미하며 Zn 타겟을 사용하였을 때 더 낮은 Zn 조성을 가지는 것을 확인하였고 이는 결과적으로 접합 특성의 향상을 가져온다. 제작 된 CZTS 태양 전지 소자에서 이러한 이유로 Zn를 사용하였을 때 5.06%로 ZnS를 사용하였을 때에 비하여 더 높은 효율을 얻을 수 있었다.


(게재일: 2016.02.17)
플라즈마 전기적인 진단 방법이라 함은 플라즈마에 전기장을 인가하고 이로 인해 도출되는 전류와 그 위상차를 구하여 플라즈마의 임피던스를 얻는 방법을 통칭한다. 이러한 방법은 임피던스라는 raw data에서 출발하지만 플라즈마와 전기장의 상호작용에 따라 다양한 플라즈마 진단 모델이 적용될 수 있으며, 이러한 모델을 통해 다양한 플라즈마 변수 (플라즈마 밀도, 온도, 전위 등등)들을 도출할 수 있는 것이 특징이라고 할 수 있다. 본 발표에서는 진단에 사용되는 주파수와 진단기의 형상에 따라 달라지는 외부 전기장와 플라즈마의 전기적인 상호작용을 살펴보고, 어떻게 플라즈마 전기적 진단기술이 성립되는지를 다양한 전기적 진단 기술을 소개하면서 설명하고자 한다.


(게재일: 2016.02.17)
진공산업 분야에서 OLED 디스플레이가 큰 시장으로 성장하며 크라이오 펌프가운데서 특별히 수분만 집중적으로 배기할 수 있는 워터펌프(CWP or cold trap)가 각광받고 있다. 이에 현민지브이티(Genesis)는 중소기업청 중소기업개발지원사업의 일환으로 진행된 2014년도 구매조건부 신제품 개발사업에 선정되어 '극저온 G-M냉동기를 이용한 대용량 Cold Trap개발'과제를 수행하면서 32인치 급으로 수분에 대해서 30,000[L/s] 이상의 배기속도를 가지는 대형 CWP를 개발하고 있다. 그 일환으로 본 CWP에 장착할 80K에서 200W급 단단 G-M 냉동기를 2015년 국내 최초로 개발하였다. 본 HPS80200(200W @80K) 단단 G-M냉동기에 대한 성능시험을 수행하던 중 기존 평가방식에 보완할 부분이 있음을 확인하였다. 통상적으로 G-M냉동기의 냉동능력은 저온 스테이지 상단에 온도센서와 히터가 설치된 히터 블럭을 장착한 후 일정한 열부하를 인가하면서 77K 또는 80K에서의 냉동능력을 측정한다. 문제는 여기에 설치하는 온도센서의 장착 위치의 중요성이다. 즉, 어느 부위의 온도를 냉동기의 대표 온도로 정하느냐에 따라 냉동기의 성능 값에 큰 차이를 나타내기 때문이다. 실제 확인 결과, 온도는 히터블럭 내의 위치뿐 아니라 저온 스테이지 부위별로도 크게 차이를 보였다. 따라서 본 연구에서는 보다 합리적이고 정확한 냉동 능력 측정을 위해 77K 에서 냉동기의 질소 액화 능력으로 냉동능력을 평가하고자 하였다. 이를 통해 개발된 HPS80200냉동기의 보다 정확한 냉동능력(77K에서 200W 이상임을 확인함)을 측정할 수 있었고 냉동기의 저온 스테이지에서 대표온도로 설정할 수 있는 위치도 확인할 수 있었다.


(게재일: 2016.02.17)
본 연구에서는 stretchable OLED를 구현하기 위해 배선 전극으로 사용 가능한 반투명 스트레처블 Ag 전극의 특성을 연구하였다. 스트레처블 Ag 전극은 Polydimethylsiloxane(PDMS) 기판을 사용하였으며, UV 처리를 통해 wavy패턴을 가지는 PDMS 기판을 제작하여 신축성을 향상시키고, 이를 일반 PDMS 기판과 비교하였다. 만들어진 두 종류의 PDMS 기판 위에 연성과 전성의 특성을 지닌 Ag를 sputtering방법을 이용하여 두께 변수로 제작하였고 전극의 전기적, 광학적, 표면적, 기계적 특성에 대한 평가를 진행하였다. 최적화된 반투명 스트레처블 Ag 전극은 가해진 strain에 따라 투과도가 변화하여 30%의 strain을 가한 상태에서 30%의 광투과율을 보였으며, 일반 PDMS기판을 적용한 전극보다 더 낮은 저항변화율을 나타냄을 알 수 있었다. 또한 다양한 신축성 테스트(Strain test, Hysteresis test, Dynamic fatigue test)와 Field Emission Scanning Electron Microscope(FE-SEM)분석법을 통해 wavy패턴이 있는 PDMS 기판을 적용한 Ag 전극이 일반 PDMS 기판을 적용한 Ag 전극보다 더 높은 신축성을 가지는 것을 확인하였다. 이를 통해 반투명 스트레처블 Ag 전극이 차세대 stretchable OLED용 배선전극으로 적용될 가능성을 확인하였다.


(게재일: 2016.02.17)
Hollow cathode discharge(중공 음극)는 음극 표면에서 발생되는 2차 전자를 이용하여 높은 밀도의 플라즈마를 만들 수 있는 장점이 있다. 전원으로 microwave, RF, DC, pulsed dc등을 사용할 수 있으며 박막의 증착, 식각 등에 응용 가능하다. 물리적 현상으로는 중공 음극 재료 표면 물질의 가열 및 이온 스퍼터링, 2차 전자의 가열, 자기장 인가 구조의 경우 전자 거동이 있다. PIC(particle-in-cell)방식의 모델링과 fluid model을 이용한 방법이 있는데 본 연구에서는 상용 fluid model software인 ESI사의 CFD-ACE+를 사용하여 모델링 하였다. 구동 주파수는 13.56 MHz의 상용 고주파 전원과 보다 낮은 1 MHz, 100 kHz의 수치 모델을 이용하여 HF, MF, LF 영역에서의 동작 특성을 해석하였다. 1차적으로는 가스 유동의 특성을 2D, 3D로 조사하였고 플라즈마 거동은 2차원을 주로 진행하였으며 계산 시간이 오래 거리는 3차원 모델을 하나 만들어 그 특성을 조사하였다.


(게재일: 2016.02.17)
히드라란 단세포 생물로써 강장동물에 속한다. 촉수가 많이 있으며, 그 촉수에는 독이 있다. 번식 방식으로는 출아법을 이용한다. 출아를 할 때에는 한 마리가 아닌 여러 마리의 히드라가 동시에 출아를 하기도 하며, 출아를 하고 있는 히드라는 촉수가 들어난 순간부터 먹이 섭취가 가능해진다. 이 출아법을 이용하여 번식을 하는 히드라가 DBD처리를 했을 시, 히드라 출아에 차이를 보인다면 다른 생물에게도 DBD 처리를 했을 시, 영향을 미친다고 생각하고 실험을 진행하였다. DBD(Dielectric Barrier Discharge)는 두 전극 사이에 유전체층이 있으며, 외부에서 교류 전압을 가해준다. 그러면 유전체 사이에서 방전이 발생되는데, 방전된 것을 플라즈마라고 한다. DBD라는 유전체 장벽 방전으로써 주위를 이온화 시켜 만드는 플라즈마에 유전체를 씌어 생물에게 최대한 해가 되지 않도록 만든 것이다. 유전체 장벽 방전에ROS(Reactive Oxygen Species)라는 산소와 결합된 기체들이 생성된다. DBD로 인해서 생성되는 ROS를 히드라에 처리했을 경우 히드라 출아수에 변화를 통해서 해를 끼치는 정도를 알아보고자 하였다. 그 결과 아르곤 기체에 의한 ROS로 처리한 히드라는 대조군 보다 히드라의 출아수의 변화가 있는 것으로 관찰되었고, 공기를 이용하여 방전한 DBD의 ROS로 처리한 히드라는 대조 군과 비교하여 큰 변화가 없어 보였다. 따라서 아르곤 대기압 DBD플라즈마를 이용하여 만든 ROS가 히드라에게 직접적인 영향을 준 것으로 보였다. 이 결과를 토대로 아르곤DBD를 이용한 ROS 처리는 생물에게 영향을 줄 수 있다는 것을 이 실험을 통해 간접적으로 확인해 볼 수 있었다.


(게재일: 2016.02.17)
반전형 폴리머 태양전지는 그 구조에 의하여 훌륭한 안정성을 가질 뿐만 아니라 roll-to-roll 공정을 통한 대량생산이 가능하여 각광받고 있는 구조이다. 이런 반전형 구조에서, 금속 산화물 나노파티클에 의해 만들어지는 금속 산화물 층은 전자수송층으로서 사용된다. 이 연구에서는 표면개질 물질인 PEIE (Polyethyleneimine-ethoxylate)와 화학적으로 기능화된 산화아연/그래핀 핵/껍질 양자점을 이용하여 전기수송층의 역할을 하는 기능화된 산화아연/그래핀 단분자층을 가지는 태양전지를 제작하였다. 이는 기능화된 산화아연/그래핀 단분자층이 표면개질, 광센서, 전기수송층의 역할을 동시에 수행하는 효과로 인해 제작된 태양전지는 향상된 전자 수집능력을 보였다. 단분자층이 잘 형성되어 있는지 확인하기 위하여 집속 이온 빔 장비를 이용하여 태양전지의 내부 구조를 확인하였으며, density functional theory (DFT)을 이용한 모델링을 통하여 기능화된 산화아연/그래핀 양자점의 전자상태밀도를 분석하였다. 기능화된 산화아연 단분자층에 의한 효과적인 계면 제어 및 전하수송에 의해 약 10.3%의 높은 효율을 가지는 반전형 폴리머 태양전지를 제작할 수 있었다.


(게재일: 2016.02.17)
본 발표에서는 DFT를 사용하여 개미산으로부터 수소 생산용 Pd 기반 합금 촉매의 합리적 설계를 다룰 것이다. 특히, 합금 촉매 효과 [ligand (electronic) 및 strain effect)]가 어떻게 개미산으로부터 수소 생산의 반응성과 선택도에 영향을 미칠 수 있는지를 조사하였다. 이러한 결과는 높은 촉매 성능을 달성하기 위해서 다성분 촉매의 표면 활성을 타당하게 제어하는 것이 얼마는 중요한지를 보여준다 [J. Phys. Chem. C, 118, 22254-22560 (2014), J. Nanosci. and Nanotech., 15, 8233-8237 (2015), ACS Catalysis 6 (1), 134-142 (2016)].


(게재일: 2016.02.17)