TMGa와 유전체 장벽방전에 기초한 질소함유 활성종을 이용하여 (0001) 사파이어 기판위에 GaN 박막을 저온에서 성장시켰다. III-V 질소화합물 반도체의 에피막 성장에 있어서 암모니아는 유기금속 화학증착법에서 지금까지 알려진 가장 보편적인 질소 공급원이며 충분한 질소공급을 위해 1000˚C 이상의 고온 성장이 필수적이다. GaN 박막을 비교적 저온에서 성장시키기 위하여 질소 공급원으로 암모니아 대신 유전체 장벽방전을 이용하였다. 유전체 장벽방전은 전극사이에 유전체 장벽을 설치하여 arc를 조절하는 방전이며 수 기압의 높은 공정압력보다 훨씬 높으므로 기판표면까지 전달하는데도 이점이 있다. GaN 박막의 결정성과 표면형상은 성장온도, 완충층에 따라 변화하였으며, 700˚C의 저온에서도 우수한 (0001) 배향성을 갖는 GaN 박막을 성장할 수 있었다.

마그네슘은 20여년간 자동차 산업에서 휠소재로 사용되어 왔다. 마그네슘 휠은 무게가 알루미늄 휠보다 25% 가벼워서 주행성이 우수하다. 이 연구의 목적은 사형주조 및 영구금형주조 공정에 의한 AZ91D 합금제 췰을 개발하는 것이다 보호개스(SF6+CO2)를 사용하는 비플럭스 용해기술을 적용하여 용탕의 산화와 불순물의 유입을 배제하였다 마그네슘 용탕은 가압식 펌프시스템을 사용하여 가열된 파이프를 통하여 모울드에 자동으로 공급된다. 열처리 및 인고트의 조성에 따른 AZ91B 합금제 휠의 기계적 특성을 조사하였다.

본 연구에서는 Al-기지 복합재료의 새로운 개념과 in-situ 공정의 가능성을 Al-Ti계의 연구결과들을 토대로 제시하고자 하였다. 가스아토마이제이션법에의해 Al3Ti가 미세한 편상형상을 갖도록 Al-10%Ti 조성의 합금분말을 제조하고, 고온 압출 공정을통하여 25V/o Al3Ti/Al 복합재를 제조하였다. 복합재의 미세구조를 광학현미경, SEM, TEM 등을 이용하여 조사하였고, 상온과 고온에서의 기계적 특성을 인장시험을 통하여 측정하였다. 제조된 복합재료의 미세구조 및 고온 기계적 성질을 상용되고 있는 SiCw/2124 복합재료와 유사한 거동을 보여준다. 제조된 Al3Ti/Al 복합재료의 장점과 단점이 물성향상의 가능성과 더불어 제시되었다.

MOCVD를 이용하여 SiO2로 패턴된 GaN/sapphire 기판상에서 NH3유량과 성장온도가 GaN 성장의 선택성과 성장 특성에 미치는 영향을 조사하였다. NH3유량을 500~1300sccm, 성장온도를 950~1060˚C로 변화시켜 성장변수에 따른 영향을 주사전자현미경으로 관찰하였다.NH3유량이 증가할수록 성장선택성이 향상되었으나 기판윈도우에서 성장되는 GaN 형상변화에는 큰 영향을 미치지 못하였다. 성장온도가 높을수록 GaN의 성장선택성이 향상됨이 관찰되었다. 패턴 모양을 원형, 선형, 방사선모양(선형 패턴을 30, 45˚로 회전)으로 제작하여 GaN 성장을 수행한 후 관찰한 결과 1101으로 이루어진 Hexagonal 피라밋 형상과 마스크층 위로의 측면성장을 얻을 수 있었으며, 성장조건에 따른<1100>와<1210>의 방향으로의 측면성장속도의 차이를 관찰할 수 있었다.

본 연구에서는 Al-10wt%Ti-4wt%Fe 복합재료를 in-situ공정으로 제조할 수 있는 가능성 및 2 원계 Al-10wt%Ti 복합재료의 낮은 기계적 성질(탄성계수, 상온 고온강도, 내마모특성 등)을 PM SiC/2124 복합재료 수준 흑은 그 이상으로 향상시킬 수 있는 가능성을 조사하였다. 제조된 Al-10wt%Ti-4wt%Fe 합금은 불연속 SiC 강화상으로 보강된 Al-기지 복합재료(SiCw/2124)와 유사한 미세구조를 보여주었으며, 탄성계수 및 인장강도, 내마모성질 등의 기계적 특성이 2원계 Al-10%Ti 합금각 비교해 현저하게 향상되었음이 관찰되었다. 위의 결과는 초정 Al3Ti상 외에도 Fe 원소의 첨가를 통한 추가적인 AlxFe의 분산강화 효과에 기인한 것으로 해석된다.

LED와 LD의 수명과 효율은 결정에 존재하는 결함의 밀도에 반비례하며, 이러한 결함의 밀도는 적당한 기판을 사용하거나, 기판의 표면을 적절하게 제어함으로써 줄일 수 있다. GaN성장시 원자 단위의 매끄러운 표면은 완충충 성장이나 질화처리를 함으로써 얻어질 수 있다. 이렇게 얻어진 원자 단위의 매끄러운 표면에 의해 기판과 박막상이의 계면 자유에너지가 감소하기 때문에 2D성장이 촉진된다. 사파이어(AI2O3(0001))기판을 사용한 GaN 왕충충성장과 진화처리에 대한 최적조건은 AFM(Atomic Force Microscope)측정 결과에 의해 결정되었다. AFM에 의해 얻어진 표면 평활도의 개념은 사파이어 기판을 사용한 GaN박막성장의 최적조건을 결정하는 데 있어서 높은 신뢰도를 가질 수 있다.

HVPE를 이용하여 sapphire기판 위에서 후막 GaN의 성장특성을 조사하였다. 성장온도가 1000˚C에서 1100˚C로 증가하여도 성장속도는 영향을 받지않고 50-60μm/hr의 성장속도를 나타내었으나 표면특성과 결정성은 향상되었다. 1100˚C에서 성장된 후막 GaN는 DCXRD측정결과 451arcsec의 반티폭을 나타내었으며, PL측정결과 10K에서 19meV의 반치폭을 나타내었다. Ga 공급원의 온도가 930˚C에서 770˚C로 감소하여도 성장속도는 영향을 받지 않았으나, 770˚C의 온도에서 GaN의 결정성이 향상되었다. HCI의 양이 5sccm에서 20sccm으로 증가함에 따라 성장속도가 15μm/hr에서 60μm/hr으로 증가하였으며, 표면특성도 향상되었다.