The influence of MgO addition on the densification and microstructure of alumina (Al2O3) was studied. Compacted alumina specimens were manufactured using ball-milling and one-directional pressing followed by sintering at temperatures below 1700oC. Relative density, shrinkage, hardness, and microstructure were investigated using analytical tools such as FE-SEM, EDS, and XRD. When the MgO was added up to 5.0 wt% and sintered at 1500oC and 1600oC, the relative density exhibited an average value of 97% or more at both temperatures. The maximum density of 99.2% was with the addition of 0.5 wt% MgO at 1500oC. Meanwhile, the specimens showed significantly lower density values when sintered at 1400oC than at 1500oC and 1600oC owing to the relatively low sintering temperature. The hardness and shrinkage data also showed a similar trend in the change in density, implying that the addition of approximately 0.5 wt% MgO can promote the densification of Al2O3. Studying the microstructure confirmed the uniformity of the sintered alumina. These results can be used as basic compositional data for the development of MgOcontaining alumina as high-dielectric insulators.

The microstructure, phase, and mechanical properties of three aged porcelain insulators which were manufactured in different years (1973, 1995 and 2008) and which were used in the field for different amounts of time, were investigated. With X-ray 3D computed tomography (CT), defects with ~mm size can be detected without destroying the aged insulators. Defects of small specimens, which are cut from the aged insulators and polished, are analyzed with optical and scanning electron microscopy (OM and SEM), and defects of um size are detected by OM and SEM. The number and size of defects in all the aged insulators are similar. Porcelain insulators manufactured in 1973 contain more SiO2 (quartz and cristobalite) than those manufactured in 2008. Those manufactured in 2008 contain more Al2O3 than those manufactured earlier. The Vickers hardness of the insulator manufactured in 1973 has the lowest value. The formation of the cristobalite (SiO2) in the insulator manufactured in 1973 which can come from the phase transformation of quartz can cause stress in the insulator by formation of microcracks, which can lead to the low hardness of the insulator.

In order to improve the high temperature oxidation resistance and lifespan of mat type porous carbon insulation, SiC was coated on carbon insulation by solution coating using polycarbosilane solution, curing in an oxidizing atmosphere at 200 oC, and pyrolysis at temperatures up to 1200 oC. The SiOC phase formed during the pyrolysis process was converted into SiC crystals as the heat treatment temperature increased, and a SiC coating with a thickness of 10-15 nm was formed at 1600 oC. The SiC coated specimen showed a weight reduction of 8.6 % when it was kept in an atmospheric environment of 700 oC for 1 hour. On the other hand, the thermal conductivity was 0.17W/mK, and no difference between states before and after coating was observed at all.

We performed temperature dependent current-voltage (I-V) measurements to characterize the electrical properties of Au/Al2O3/n-Ge metal-insulator-semiconductor (MIS) diodes prepared with and without H2O prepulse treatment by atomic layer deposition (ALD). By considering the thickness of the Al2O3 interlayer, the barrier height for the treated sample was found to be 0.61 eV, similar to those of Au/n-Ge Schottky diodes. The thermionic emission (TE) model with barrier inhomogeneity explained the final state of the treated sample well. Compared to the untreated sample, the treated sample was found to have improved diode characteristics for both forward and reverse bias conditions. These results were associated with the reduction of charge trapping and interface states near the Ge/Al2O3 interface.

In this study, we used I-V spectroscopy, photoconductivity (PC) yield and internal photoemission (IPE) yield using IPE spectroscopy to characterize the Schottky barrier heights (SBH) at insulator-semiconductor interfaces of Pt/HfO2/p-type Si metal-insulator-semiconductor (MIS) capacitors. The leakage current characteristics of the MIS capacitor were analyzed according to the J-V and C-V curves. The leakage current behavior of the capacitors, which depends on the applied electric field, can be described using the Poole-Frenkel (P-F) emission, trap assisted tunneling (TAT), and direct tunneling (DT) models. The leakage current transport mechanism is controlled by the trap level energy depth of HfO2. In order to further study the SBH and the electronic tunneling mechanism, the internal photoemission (IPE) yield was measured and analyzed. We obtained the SBH values of the Pt/HfO2/p-type Si for use in Fowler plots in the square and cubic root IPE yield spectra curves. At the Pt/HfO2/p-type Si interface, the SBH difference, which depends on the electrical potential, is related to (1) the work function (WF) difference and between the Pt and p-type Si and (2) the sub-gap defect state features (density and energy) in the given dielectric.

To observe the bonding structure and electrical characteristics of a GZO oxide semiconductor, GZO was deposited on ITO glasses and annealed at various temperatures. GZO was found to change from crystal to amorphous with increasing of the annealing temperatures; GZO annealed at 200 oC came to have an amorphous structure that depended on the decrement of the oxygen vacancies; increase the mobility due to the induction of diffusion currents occurred because of an increment of the depletion layer. The increasing of the annealing temperature caused a reduction of the carrier concentration and an increase of the bonding energy and the depletion layer; therefore, the large potential barrier increased the diffusion current dna the Hall mobility. However, annealing temperatures over 200 oC promoted crystallinity by the defects without oxygen vacancies, and then degraded the depletion layer, which became an Ohmic contact without a potential barrier. So the current increased because of the absence of a potential barrier.

To research the characteristics of ITO film depending on a polarity of SiOC, specimens of ITO/SiOC/glass with metal-insulator-substrates (MIS) were prepared using a sputtering system. SiOC film with 17 sccm of oxygen flow rate became a non-polarity with low surface energy. The PL spectra of the ITO films deposited with various argon flow rates on SiOC film as non-polarity were found to lead to similar formations. However, the PL spectra of ITO deposited with various argon flow rates on SiOC with polarity were seen to have various features owing to the chemical reaction between ITO and the polar sites of SiOC. Most ITO/SiOC films non-linearly showed the Schottky contacts and current increased. But the ITO/SiOC film with a low current demonstrated an Ohmic contact.

보온단열재의 열물리적 특성에 따라 보온성이 어떻게 달라지는가를 분석하여 그 개발방향과 올바른 사용방법을 알아보고자 실험장치를 제작하고 실험 분석하였다. 그 내용을 요약정리하면 다음과 같다. 실험은 실제의 사용 농업시설을 고려하여 목재로 모듈을 만들어 바깥 박스에는 비닐을 씌우고 안쪽 박스에는 보온재를 씌운 다음 모듈내부에서 가열되는 과정에서의 각 모듈의 보온성을 측정 분석하고, 보온재의 열물리적 특성을 측정하고 비교함으로서 보온재의 종류와 물리적 특성에 따른 보온효과를 분석하였다. 실험재료의 열물리적 특성은 KATRI(한국의류시험연구원)와 한국건자재시험연구원에서 측정가능한 항목 중 보온과 관련되는 항목을 중심으로 하여 두께, 공기투과도, 겉보기밀도, 차광율, 자외선차단율, 반사율(380~1200nm), 열전도율, 수분흡수율, 원적외선방사율 및 원적외선방사에너지를 측정하였다. 모듈내의 건구온도는 전열봉을 켜기 시작한 실험초기에 외기온도에서부터 상승하기 시작하여 약 30분이 지나면서부터는 비교적 정상상태에 도달하여 유지되고 있었으며 모듈별로 다른 온도차를 유지하고 있었다. 보온재별 모듈내외의 온도차는 모듈별로 최저 8.4℃에서 최대 17.5℃까지의 온도차이를 나타내고 있었다. 가장 보온성이 좋은 모듈는 모듈 8번으로서 다른 모듈들보다 현격하게 좋은 보온성을 나타내었으며, 모듈 8번은 양쪽 표면을 미니마트로 하고 내부에 백색폴리에칠렌포옴 1mm 두께 세겹을 넣은 것이었다. 보온재의 표면 색깔이 앞뒤가 다를 때에는 흑색이 바깥방향을 향하도록 하고 백색이 안쪽을 향하도록 하면 그 반대의 경우보다 보온성이 상당히 커지는 것을 알 수 있었고, 양쪽면이 흑색인 경우가 양쪽면이 백색인 경우보다 더 보온성이 좋은 것으로 나타났다. 실험모듈 전체에서 흑색의 경우 백색에 비해 반사율이 훨씬 적은 값을 나타내었다. 알루미늄반자재의 경우 반짝이는 유광면이 바깥쪽을 향하도록 설치하는 것이 보온성이 좋은 것으로 나타났다. 같은 재료라 하더라도 내부의 재료가 어느 방향을 보도록 하는가에 따라서도 보온성이 달라지는 것으로 나타났다. 바깥쪽에 부직포를 두고 안쪽에 화학솜과 얇은 흑색부 직포(40g) 한겹을 넣어 만든 재료의 경우 안쪽의 얇은 부직포가 바깥쪽에 놓이도록 설치하는 것이 안쪽에 놓이도록 설치하는 것보다 보온성이 좋은 것으로 나타났다. 그리고, 양쪽에 미니마트를 두고 안쪽에 화학솜과 백색 피폰(폴리에틸렌포옴 두께 1mm) 한겹을 넣어 만든 재료의 경우 백색 피폰이 바깥쪽에 놓이도록 설치 하는 것이 그 반대의 경우보다 매우 큰 차이로 보온성이 나아지는 것을 알 수 있었다. 보온재를 구성하는 겹수의 효과를 알아보기 위한 실험에서 재료는 같은 재료를 사용하면서 안쪽에 피폰(폴리에틸렌포옴 1mm)을 두겹 넣은 경우와 세 겹 넣은 경우에서 한겹을 더 넣은 모듈이 매우 보온성이 좋은 것을 알 수 있었다.

본 논문에서는 용액 공정을 이용한 고분자 절연층을 갖는 top-gate 구조의 펜타센 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)의 특성을 연구하였다. Top-gate 구조의 펜타센 TFT 제작에 앞서 유기 반도체인 펜타센의 결정성 성장을 돕기 위해서 가교된 PVP (cross-linked poly(4-vinylphenol))를 유리 기판 상에 스핀 코팅을 이용하여 형성한 후, 노광 공정을 통해 니켈/은 구조를 갖는 채널 길이 10μm의 소오스, 드레인 전극을 형성하였다. 그리고 열 증착을 이용하여 60 nm 두께의 펜타센 층을 성막하였고, 고분자 절연체로서 PVA(polyvinyl alchol) 또는 가교된 PVA를 용액공정인 스핀 코팅을 이용하여 형성한 후 열 증착으로 알루미늄 게이트 전극을 성막하였다. 이로써 제작된 소자들의 전기적 특성을 확인한 결과 가교된 PVA를 사용한 펜타센 TFT 보다 PVA를 게이트 절연체로 사용한 소자가 전기적 특성이 우수한 것으로 관찰되었다. 이는 PVA의 가교 공정에 의한 펜타센 박막의 성능 퇴화에 기인한 것으로 사료된다. 실험 결과 0.9μm 두께의 PVA 게이트 절연막을 사용한 top-gate 구조의 펜타센 TFT의 전계 효과 이동도와 문턱전압, 그리고 전류 점멸비는 각각, 약 3.9×10-3 cm2/Vs, -11.5 V, 3×105으로써 본 연구에서 제안된 소자가 용액 공정형 top-gate 유기 TFT 소자로서 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있었다.

Amorphous BaTi4O9 (BT4) film was deposited on Pt/Si substrate by RF magnetron sputter and their dielectric properties and electrical properties are investigated. A cross sectional SEM image and AFM image of the surface of the amorphous BT4 film deposited at room temperature showed the film was grown well on the substrate. The amorphous BT4 film had a large dielectric constant of 32, which is similar to that of the crystalline BT4 film. The leakage current density of the BT4 film was low and a Poole-Frenkel emission was suggested as the leakage current mechanism. A positive quadratic voltage coefficient of capacitance (VCC) was obtained for the BT4 film with a thickness of<70 nm and it could be due to the free carrier relaxation. However, a negative quadratic VCC was obtained for the films with a thickness ≥96nm, possibly due to the dipolar relaxation. The 55 nm-thick BT4 film had a high capacitance density of 5.1fF/μm2 with a low leakage current density of 11.6nA/cm2 at 2 V. Its quadratic and linear VCCs were 244ppm/V2 and -52 ppm/V, respectively, with a low temperature coefficient of capacitance of 961ppm/˚C at 100 kHz. These results confirmed the potential suitability of the amorphous BT4 film for use as a high performance metal-insulator-metal (MIM) capacitor.

The surface of poly(ethylene naphthalate) film applicable to high temerature insulator for convection microwave oven was modified with silicone coating solutions in the presence of silane crosslinking agent. The structure and properties of the PEN films were investigated by using Fourier transform IR spectroscopy, viscometry, microscopy, and tensile tests. The experimental results showed that the coating with silicone enhanced thermal stability up to 200℃, and slightly lowered the tensile strength and elongation of the PEN films. Judging from dimensional stability results the silicone coated PEN films can not be used for higher temperature insulator above 230℃. Serious dimensional contraction of films was obtained during heat treatment at 250℃ even for 1h. However, the surface of those films still have same chemical structure of silicones. Therefore, If we use PEN film prestretched at 230℃ as base one it will be possible to prepare a high temperature insulator up to 230℃. Conclusively, a silicone coated PEN film can be suitable for the application to convection microwave oven door insulator at high temperature up to 230℃.

폴리에틸렌과 에폭시 수지계 고분자 정연재료에서 발생하는 전기트리 열화 및 절연파괴 현상에 대해 연구하였다. 침-평판 전극구조를 갖는 블럭상 시편에 전기적 응력을 가하고 침 선단에서 발생하는 전기트리를 관찰하였다. 저밀도 폴리에틸렌에서 발생하는 전기트리 형상은 밀도가 매우 높은 부시상이었으며, 가교 풀려에틸렌에서는 가지형 전기트리가 관찰되었다. 에폭시 수지 에서는 첨가제 SN의 함량과 온도가 증가함에 따라 절연파괴 강도는 감소하였으며 전기트리는 더욱 복잡해졌다. 가교밀도가 높아 딱딱한 DGEBA/MDA 에폭시 수지계에서는 전도성 트리 경로 주위에 일련의 부채꼴 크랙이 관찰되었다.

에폭시 수지 DGEBA/MDA/GN계의 트링 열화에 미치는 전압과 온도의 영향에 대한 고찰을 통하여 고분자 절연재료의 절연파괴 거동을 연구하였다. 전압 인가시간에 따라 트리의 성장속도은 역S자의 형태로 나타났다. 인가전압과 온도가 증가함에 따라 트리의 성장속도는 증가하였으며 트리형상의 복잡함, 즉 국부적인 트링열화의 정도는 인가전압이 감소하거나 온도가 증가한 경우에 높게 나타났다. 절연파괴 강도는 유리 전이온도 이상에서 급격히 감소하였다.

본 연구는 방음재를 삽입한 새로운 개념의 합성슬래브 시스템을 제안하고, T-형 바의 폭, 전단보강 철근의 설치 등을 실험의 주요변수로 한 총 7개의 실험체를 제작 Push-Down실험방법으로 수행한 수평전단성능에 대한 실험 결과를 제공하고 있다. 실험결과 T-형 바를 전단키로 적용하고 방음재를 삽입한 실험체가 기본실험체에 비해 수평전단성능에서 2배 이상 우수한 것으로 나타났다. 이는 제안한 합성슬래브상세를 실제 현장 적용하여도 기존의 합성슬래브 보다 구조적 측면에서 상당한 안전율을 확보할 것으로 생각되며, 내진동 및 방차음의 개선에도 크게 기여할 것으로 판단된다.

Flexural behavior of precast concrete sandwich wall panels (PCSW) can be divided into one way or two-way according to their aspect ratio. A total of five specimens were tested to find out the effects of design direction of shear connectors and the type of insulation on flexural behavior of PCSW. Design of shear connector in two-way direction has better performance in terms of initial stiffness than those of design of shear connector in one-way direction. Also, the specimens with extruded polystyrene (XPS) foam has higher performance in terms of initial stiffness and ultimate strength than those of the specimens with for expanded polystyrene (EPS) foam.