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소비자의 비합리적 구매에 대한 이중성과 영향요인 연구
학위논문 (석사) -- 서울대학교 대학원 : 생활과학대학 소비자학과, 2020. 8. 김난도.최근 들어 내로남불, 즉 내가 하면 로맨스 남이 하면 불륜이라는 뜻의 신조어가 정치권을 너머 일상생활에서도 널리 쓰는 말로 자리잡고 있다. 그러나, 이러한 인간의 이중성에 대해 사람들이 주목하게 된 것은 비단 어제, 오늘의 일만은 아니다. 자신에게만 너그럽고 타인에게는 엄한 인간의 이중적인 성향에 대해 지적한 고사성어는 후대의 학자들에 의해 여러 차례 인용된 바 있으며, 심리학에서도 이를 자기고양 편향이라는 개념으로 정의하여 많은 연구가 진행되어왔다. 그 결과, 자기고양 편향은 매우 보편적인 인간의 특성 중의 하나로, 대다수의 사람들은 자신을 긍정적인 방향으로 지각함과 동시에 긍정적인 자아상을 유지하기 위해 이 같은 편향을 갖는 것으로 밝혀졌다.
특히 이중성은 자신과 타인을 비교하는 상황에서 두드러지게 나타나며, 이 상황에서 대부분의 사람들은 장점에 해당하는 속성은 자신이 타인보다 더 많이 갖고 있는 반면, 단점에 해당하는 속성은 타인이 더 많이 갖고 있다고 믿는다. 따라서, 자신과 타인의 소비성향을 평가함에 있어서도 소비자들의 이중성이 드러날 것으로 예상되며, 그중에서도 부정적인 속성을 갖는 비합리적 구매성향을 평가할 때 이중성이 더 극명하게 나타날 것으로 예상된다. 또한, 이로 인해 소비자들이 비합리적 구매에 대해 얼마나 긍정적으로 인식하는지에 따라, 이중성의 정도 또한 달라질 것이다. 그러나, 비합리적 구매성향에서의 이중성은 물론, 이중성에 어떠한 변수들이 영향을 미치는지 또 이중성과 인식 간의 관계가 어떠한지에 대한 연구는 아직 소비자학에서 중점적으로 다뤄진 바가 없다.
이에, 본 연구에서는 탐색적으로 소비자들이 비합리적 구매에 대해 가지고 있는 인식과 이중성에 대해 밝히고, 이와 함께 그에 미치는 영향요인을 밝히고자 했다. 이를 위해 먼저, 소비자들의 이중성에 영향을 미칠 것으로 예상되는 비합리적 구매에 대한 소비자의 인식을 파악하고, 소비자의 특성에 따라 인식에 차이가 나는지를 살펴보았다. 둘째, 비합리적 구매에 대한 소비자들의 이중성이 나타나는지를 규명한 다음 소비자의 인식에 따라 이중성에 차이가 나는지를 알아보았다. 마지막으로, 비합리적 구매 전반에 대한 소비자들의 이중성에 미치는 영향요인을 규명하였으며, 나아가 과시소비, 동조소비, 충동구매 각각에 대한 소비자들의 이중성 영향요인을 밝히고, 이들 간에 공통점과 차이점을 살펴보았다.
연구에 앞서, 비합리적 구매는 수단적 또는 목적적 합리성을 갖추지 못한 구매로 정의하였으며, 하위유형으로는 선행연구에서 중점적으로 다루고 있는 과시소비, 동조소비, 충동구매로 선정하였다. 또한, 소비자들의 비합리적 구매에 대한 이중성은 타인의 비합리적 구매성향을 평가한 점수에서 자신의 비합리적 구매성향점수를 뺀 차이값으로 측정하였다.
이중성은 인간의 보편적 특성으로, 본 연구에서는 특정집단을 선정하지 않고, 20~50대 성인 남녀 소비자 436명을 대상으로 온라인 설문조사를 수행하였다. 설문조사에서 소비자는 선행연구에서 이중성의 영향요인으로 밝혀진 물질주의특성, 자아존중감, 개인주의특성 그리고 소비생활만족도에 대해 응답하고, 비합리적 구매에 대한 인식에 대해 응답한 다음, 자신과 타인의 비합리적 구매성향을 평가하였다. 마지막으로는 인구통계학적 특성에 대해 응답하게 하였다.
본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 기존의 여러 사설조사에서 소비자들의 비합리적 구매에 대한 지나치게 긍정적인 인식을 경고해왔던 것과는 달리, 소비자들은 중립적인 인식을 갖고 있는 것으로 나타났다. 세부소비별 인식에서는 차이가 나타났는데, 상대적으로 소비자들은 과시소비, 충동구매를 동조소비에 비해 긍정적으로 인식하고 있었다.
소비자의 인구통계학적 특성에 따른 비합리적 구매에 대한 인식의 차이를 살펴보면, 남성보다는 여성이 비합리적 구매에 대해 긍정적인 인식을 갖는 것으로 나타났고, 세부소비 별로는 충동구매에서만 위와 같은 성차가 확인되었다. 또한, 연령이 낮을수록 비합리적 구매에 대해 긍정적으로 인식하는 경향이 나타나, 50대보다 20대가 유의하게 비합리적 구매 에 대해 호의적인 태도를 갖고 있었다. 세부유형 별로는 과시소비에서 20대가 40~50대에 비해 유의하게 높은 긍정적인 인식을 갖고 있는 반면, 충동구매에서는 30대가 50대에 비해 유의하게 높은 긍정인식을 갖는 것으로 드러났다. 결혼여부에서도 기혼하지 않은 집단이 기혼집단에 비해 과시소비에 대해 유의하게 높은 긍정적인 인식을 보였다. 마지막으로 월평균소득이 180만원 미만인 집단이 350만원 이상인 집단보다 비합리적 구매에 대해 긍정적인 인식을 갖고 있었다. 이러한 결과는 막연하게 소비자들의 비합리적 구매에 대한 인식이 중립적이라고 단정짓기보다는, 소비자집단을 세분화하여 파악하는 것이 필요함을 시사한다.
둘째, 인간의 보편적인 특성인 이중성이 자신과 타인의 비합리적 구매성향을 평가할 때도 존재한다는 것을 규명하였다. 하위유형 별로는 과시소비, 충동구매, 동조소비 순으로 이중성이 강하게 나타났다. 또한, 비합리적 구매에 대해 긍정적으로 인식하는 집단보다 그렇지 않은 집단에서 더 강한 이중성을 갖고 있는 것으로 나타나, 비합리적 구매에 대한 인식과 이중성 간의 부적 상관관계를 처음으로 규명하였다. 다만, 세부소비 별로는 차이가 나타나 과시소비, 충동구매와는 달리 동조소비에서는 긍정적으로 인식하는 정도에 따른 이중성의 차이가 유의하지 않았다.
마지막으로, 비합리적 구매에 대한 이중성의 유의한 영향요인을 살펴본 결과, 비합리적 구매에 대한 인식, 전업주부/무직, 자아존중감, 높은 주관적 계층인식, 전문직, 서비스판매/자영업 순으로 상대적 영향력이 높았다. 이는 선행연구에서 드러난 이중성의 영향요인과는 상이한 결과로, 소비자들의 비합리적 구매에 대한 이중성에 대해서는 기존과는 차별화된 접근이 필요함을 시사한다. 영향요인 중 전업주부/무직, 전문직, 서비스판매/자영업 직업은 기준집단인 기술/사무직에 비해 이중성에 정적 영향력을 갖는 것이 관찰되었고, 심리적 특성 중 자아존중감 또한 정적요인이었다. 반면, 비합리적 구매에 대한 긍정인식과 낮은 주관적 계층인식에 대비되는 높은 주관적 계층인식은 이중성에 대해 부적 영향력을 갖는 것으로 나타났다.
세부소비 별로 이중성의 영향요인에 대해 분석한 결과, 공통적인 영향요인은 각각의 구매에 대한 인식과 자아존중감으로 나타났으며, 그 외 각각의 이중성에 대한 영향요인은 모두 인구통계학적 특성이었다. 따라서, 심리적 요인도 중요하지만, 직업 성별 등의 환경적 조건이 각각의 구매에 대한 이중성에 주요한 영향을 끼치고 있음을 알 수 있었다.
연구의 결과를 바탕으로 제시하고자 하는 제언은 다음과 같다. 첫째, 본 연구는 탐색적 연구로서 소비자들의 비합리적 구매 전반에 대한 이중성을 확인하였다. 따라서, 후속 연구에서는 특정 비합리적 구매 하나를 선정해 그에 대한 이중성을 면밀하게 밝혀내어야 한하는 연구가 요구된다. 또한, 구매성향을 평가하는데 드러나는 이중성뿐만 아니라, 자신과 타인의 구매 귀인과정을 평가함에 있어서도 이중성이 드러나는지에 대해서도 추가적인 연구가 필요하다.
둘째, 본 연구에서는 비합리적 구매에 대한 이중성을 정량조사를 통해 측정하였으나, 소비자들의 이중성 기저에 어떤 욕망이 내재되어 있는지를 자세하게 규명하기 위해서는 정성적인 연구가 수행되어야한다. 나아가, 이러한 질적 연구는 향후 소비자들의 이중성에 미치는 영향요인을 찾아내는 데도 기여할 수 있을 것이다.
마지막으로, 소비자들의 이중성에 대한 소비자학계의 활발한 연구가 요구된다. 이중성은 인간의 보편적인 특성이지만, 때로는 많은 부적응을 야기할 수 있다. 이러한 특성에도 불구하고, 이중성은 여전히 소비자학적 관점에서는 잘 다뤄지지 않은 주제였다. 따라서, 소비자들이 비합리적 구매에 대한 이중성을 규명한 본 연구결과를 토대로, 향후 소비자학적 관점에서의 이중성에 대한 연구가 활성화되어야 할 것이다.In recent years, the newly coined term "Naeronambul," meaning that"if I love someone, it is a romance but if others do, it is an affair," has become widely used in everyday life. However, this duality of human beings has long been discussed. The idiom pointed out about human duality has been quoted several times by later scholars, and many studies have been conducted on it, with the concept of self-serving bias in psychology. This duality is one of the most common human traits, and it turns out that the majority of people perceive themselves in a positive direction, while at the same time having this bias to maintain a positive self-image.
In particular, bias is evident in situations in which one compares oneself to another, in which most people believe that they have more attributes of merit than another, while other people have more attributes of weakness. Therefore, it is expected that consumers' duality will also be evident in assessing themselves and others' propensity to consume, especially when assessing irrational buying tendencies with negative attributes. Also, the degree of duplicity is likely to vary depending on how positive consumers are about unreasonable purchases. However, studies of what variables affect duality, as well as the relationship between duality and recognition, have not yet been focused on consumer science.
Thus, in this study, we wanted to measure the perception and duplicity that consumers have about irrational buying and, in addition, the factors on them. To this end, we first identified consumer perceptions of unreasonable purchases, which are expected to affect consumers' duality, and whether they differ depending on their characteristics. Second, we have identified whether consumers' duality in irrational buying appears, and whether there are differences in duality depending on consumer perception. Finally, we identified the factors that affect the duality of consumers for the overall irrational purchase, and further identified the duality factors of consumers for each of conspicuous consumption, consumption conformity, and impulsive buying, and figured out the similarities and differences between them.
Prior to the study, irrational buying were defined as purchases that were not met by instrumental or purposive rationality, and subtypes were selected as conspicuous consumption, consumption conformity, and impulsive buying, which were focused on prior research. In addition, the duality of consumers' unreasonable purchases was measured as the difference between the scores assessed for others' unreasonable purchasing propensity minus their own unreasonable purchasing propensity score.
In this study, we conducted an online survey of 436 adult male and female consumers in their 20s and 50s. In the survey, consumers responded to materialistic characteristics, self-esteem, individualism characteristics that were found to be factors affecting duality, responded to consumer satisfaction, perceptions of unreasonable purchases, and then assessed themselves and others' irrational purchasing tendencies. Finally, they were asked to respond to demographic characteristics such as sex and level of education.
The results of this study are as follows. First, unlike previous private surveys that have warned consumers of overly positive perceptions of unreasonable purchases, consumers have a neutral perception. There were differences in perceptions by detailed consumption, and relatively, consumers were more positive about conspicuous consumption and impulsive buying than consumption conformity.
Analysis of differences in consumer perception about unreasonable purchases based on demographic characteristics showed that women rather than men had a positive perception of unreasonable purchases, and the above gender differences were identified only in impulsive buying. In addition, the lower the age, the more positive the perception of unreasonable purchases was, and the more people in their 20s were significantly more favorable to unreasonable purchases than those in their 50s. By detailed type, people in their 20s have a significantly higher positive perception than those in their 40s and 50s in conspicuous consumption, while those in their 30s have a significantly higher positive perception than those in their 50s in impulsive buying. Even in marriage, unmarried groups showed a significantly higher positive perception of conspicuous consumption than married groups. Finally, the group with a monthly income of less than 1.8 million won had a positive perception of unreasonable purchases than those with a monthly income of more than 3.5 million won. These results suggest that it is necessary to disaggregate consumer groups rather than vaguely conclude that consumers' perception of unreasonable purchases is neutral.
Second, it was established that duality, a universal characteristic of human beings, also exists when assessing irrational purchasing tendencies of themselves and others. By subtype, the duality was strong in order of conspicuous consumption, impulsive buying, and consumption conformity. In addition, it was shown that there was a stronger duality in the group that did not have a positive perception of unreasonable purchases, revealing for the first time the negative correlation between the perception of unreasonable purchases and dualtiy of that. However, there were differences in detailed consumption, but unlike conspicuous consumption and impulsive buying, the difference in duplicity was not significant depending on the degree of positive perception in sympathetic consumption.
Finally, as a result of analyzing the significant impact factors of duplicity on unreasonable purchases, the relative influence was high in the order of recognition of unreasonable purchases, full-time housewives/irregularities, self-esteem, high subjective class recognition, professions, service sales/self-employment. This is different from the impact factors of duplicity shown in prior research, suggesting that a differentiated approach is needed for duality in unreasonable purchases. Among the influencing factors, full-time housewives/less workers, professional workers, service sales/self-employment jobs were observed to have a positive influence on duality compared to the refrence group of technology/office workers, and self-esteem among psychological characteristics was also a positive factor. On the other hand, positive perception of unreaonable purchases and a high subjective hierarchical perception, which contrasts with a low subjective hierarchical perception, was found to have an negative influence on duality.
An analysis of the factors influencing duality by detailed consumption showed that the common factors were perception of each purchase and self-esteem, while the other factors influencing the duality were all demographic characteristics. Thus, while psychological factors are important, it can be seen that environmental conditions, such as occupation and sex have a major impact on the duality of each purchase.
The following suggestions are intended to be made based on the results of the study. First, this study confirmed the duality of consumers' overall unreasonable purchases as an exploratory study. Therefore, subsequent studies should determine one particular unreasonable purchase and reveal its duplicity in detail. Further research is also needed on whether duality is revealed in assessing purchasing propensity, as well as in assessing buying attribution of oneself and others.
Second, this study measured the duality of unreasonable purchases through quantitative research, but qualitative research will have to be carried out to further identify what desires are inherent in the base of consumers' duality. Furthermore, such qualitative research could also contribute to finding factors affecting consumers' duality in the future.
Finally, active research by consumer science academia on consumer duality is required. Duality is a universal characteristic of human being, but sometimes it can cause many maladjustments. Nevertheless, duality was still a topic that was not well addressed from a consumeristic point of view. Therefore, based on this study, in which consumers have identified the duality of irrational buying, further research on the duality from a consumeristic perspective will need to be activated.제 1 장 서론 1
제 1 절 문제제기 1
제 2 절 연구목적 4
제 2 장 이론적 배경 5
제 1 절 비합리적 구매 5
1. 소비에서의 합리성 5
2. 비합리적 구매의 정의 6
3. 과시소비 7
4. 동조소비 10
5. 충동구매 12
제 2 절 비합리적 구매에 대한 인식과 성향 14
1. 비합리적 구매에 대한 인식 14
2. 인식과 성향의 관계 15
제 3 절 이중성 18
1. 이중성에 대한 개념과 선행연구 18
2. 이중성의 영향요인 23
제 3 장 연구문제와 연구방법 28
제 1 절 연구문제 28
제 2 절 연구방법 29
1. 연구설계 및 자료수집방법 29
2. 측정방법 31
3. 분석방법 38
제 3 절 조사대상자의 일반적 특성 40
제 4 장 연구결과 42
제 1 절 비합리적 구매에 대한 인식과 차이특성 42
1. 비합리적 구매에 대한 소비자의 인식 42
2. 소비자의 특성에 따른 인식에서의 차이 분석 44
제 2 절 비합리적 구매에 대한 이중성과 인식 48
1. 비합리적 구매에 대한 이중성 48
2. 인식에 따른 이중성 차이 분석 53
제 3 절 비합리적 구매에 대한 이중성의 영향요인 56
1. 과시소비에 대한 이중성의 영향요인 59
2. 동조소비에 대한 이중성의 영향요인 61
3. 충동구매에 대한 이중성의 영향요인 63
4. 소결 65
제 5 장 결론 및 제언 66
제 1 절 요약 및 결론 66
1. 요약 66
2. 결론 69
제 2 절 함의 및 제언 71
참고문헌 74
부록: 설문지 88
Abstract 95Maste
한국 시장을 중심으로
학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 금융공학프로그램, 2022.8,[iii, 38 p. :]본 연구에서는 수익률 이상현상 중 하나인 모멘텀 효과가 국내 주식시장에서도 유의한지 살펴보고, 모멘텀 수익률 예측을 통한 위험관리 모멘텀 전략 또한 유의하며, 추가로 부분 모멘트 분해를 통해 시장의 상방 위험과 하방 위험에 따라 매수 및 매도 비중을 다르게 조절하는 전략이 한국 시장에서도 유의미한지 분석하였다. 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 국내 주식시장에서 모멘텀 효과는 유의미하게 존재하는 수익률 이상현상이다. 둘째, 위험관리 모멘텀 전략을 통해 기존의 모멘텀 전략보다 우수한 연 수익률과 위험조정 수익률을 확인할 수 있었다. 셋째, 부분 모멘트 모멘텀을 활용한 전략 또한 일반 모멘텀 전략 및 위험관리 모멘텀 전략보다 우수한 연 수익률과 위험조정 수익률을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 일반 모멘텀 전략과 위험관리 모멘텀 전략은 상방 위험과 하방 위험을 구분하지 않는 반면, 부분 모멘트 모멘텀 전략은 이를 좀 더 잘 예측하여 시장의 추세-추종 신호를 잘 파악하고, 시장 격동기에 손실을 줄이기 위한 유의미한 전략임을 확인할 수 있었다.한국과학기술원 :금융공학프로그램
Anthraquinone-2-carboxylic acid on metal surface : FT-IR spectroscopy and electrochemical method
Thesis (master`s)--서울대학교 대학원 :화학과 물리화학전공,1998.Maste
용액형 산화아연 반도체 박막 트랜지스터를 위한 자기 조립 계면과 소재 공정에 관한 연구
학위논문 (박사)-- 서울대학교 융합과학기술대학원 : 융합과학부 나노융합전공, 2015. 8. 김연상.본 연구에서는 플라스틱 기판위에서 투명 플렉시블 구동 소자를 구현 할 수 있도록 저온 소성 가능한 용액형 박막 트랜지스터 개발을 위하여 용액형 산화아연 반도체 전구체 및 도핑 방법과 패터닝, 그리고 산화 알루미나 절연체와 효율적인 계면 공정을 개발하였다.
우선 산화아연은 양친성 물질이며 다공성 구조로써 기존의 포토리소그래피에서의 공정 중 강 염기성 포토 레지스트 스트리퍼(photo resist stripper) 용매에 의하여 계면에서 침투된 용매에 의하여 성능 저하를 유발하게 된다. 따라서 저온 소성 가능한 아연 아민 착제를 활용하여 기존 포토리소그래피를 사용하지 않고 폴리머 뱅크(bank) 구조를 이용하여 선 구조 형성 후 산화 아연 아민 착제가 표면에서 암모니엄 카보네이트를 형성하는 것을 막고 깔끔한 패턴으로 형성하고자 메탄올과 톨루엔을 1:4 부피 비율로 합성한 binary solvent mixture를 통하여 lift-off 방식을 만들었다. 이를 통해 기존의 아연산화물 패턴 형성 시 사용되었던 강염기 및 산성의 용매를 사용하지 않고 유기 용매를 통한 균일한 용액형 패턴 형성 방법을 만들었다.
다음으로 저온형 공정을 위한 산화 아연 아민 착제 반응을 이용한 새로운 알칼리 금속 도핑된 용액형 ZnO 기반의 금속산화물 반도체 소재와 이러한 용액형 반도체의 성능을 극대화 할 수 있는 고 성능의 용액형 산화 알루미나 절연체를 개발하였다. 350 °C의 저온에서 형성된 산화 알루미나 절연체와 산화 아연 반도체를 통합 소자를 개발하여 46.9 cm2/Vs의 굉장히 높은 전계 효과 이동도를 구현하였다. 그리고 이러한 고성능은 각 온도와 습도 상황에서 측정하여 규명하였을 때 흡수된 물의 이온효과에 의하여 고 정전용량이 형성되었음을 규명하였다.
마지막으로 플렉시블 소자로의 활용이 유리한 유기 절연체와 고 이동도의 산화 아연 반도체가 접합될 때 발생하는 플랫 밴드 전압 변화를 유발하는 계면 트랩을 효과적으로 제어할 계면을 무기 자기 조립 박막 형성 방법을 통해 개발하였다. 균일하게 형성된 PDMS 코팅을 한 후 ultraviolet ozone(UVO) 광 변화를 통하여 모노 실리카 계면으로 개질된 계면 형성 방법을 개발하였다. 이는 유기물과 무기물의 접합시의 계면 트랩에서 야기되는 계면 쌍극자(interface dipole)에 의한 플랫 밴드 전압 변화를 효과적으로 제어하였다. 또한 이의 활용으로 계면 공정 형성 방법을 적용하여 패터닝 기술을 개발하였다. 부분적으로 습윤성을 변화시켜 친수성과 소수성 계면을 선택적으로 패터닝하여 수용성 산화 아연 전구체 용액을 드롭-캐스팅(drop-casting)과 함께 메탄올의 반응을 통하여 100 °C의 저온 용액 공정에서도 안정적 소자 구현이 가능한 패터닝 방법을 개발하였다.
결론으로, 본 연구에서는 새로운 용액형 산화 아연 반도체 및 산화 알루미나 절연체 전구체 제조와 도핑 방법, 그리고 이를 효과적으로 사용하기 위한 패터닝 방법을 개발하였다. 그리고 유무기를 통합한 트랜지스터를 개발하기 위해서 무기 계면 자기 조립 박막을 개발하고 이의 효과적인 계면 트랩 억제를 이루었다. 이 기술들은 저온 용액 소성 방법으로써 고해상도 디스플레이 및 투명, 플렉서블 디스플레이에서의 구동 소자로의 충분한 가능성을 보여주었다.Contents
Abstract ········································ Ⅰ
Contents ········································ Ⅳ
List of Tables and Figures ··············· Ⅶ
Abbreviations ···································· ⅩⅨ
Chapter 1. Introduction ························ 1
1.1 References······················································· 5
Chapter 2. Literature Review and Theories··· 7
2.1 Thin Film Transistor(TFT):Definition and its theories·7 2.1.1 Structure of TFT··········································· 9
2.1.2 Operation of TFT·········································· 13 2.1.3 Parameters of TFT········································ 15
2.2 Trends and issues of TFT···································· 20
2.3 Oxide materials for TFT ····································· 22
2.3.1 Oxide semiconductor ······································ 22
2.3.2 Oxide gate insulator ······································ 25
2.4 Solution processed zinc oxide for TFT ···················· 28
2.5 Importance of interface engineering ························ 30
2.6 References ······················································ 32
Chapter 3. Experimental Procedure··············34
3.1 Materials························································· 34
3.2 Patterning methods of ZnO semiconductors··············· 37
3.3 Interface Engineering ········································· 39
3.4 TFT Fabrication ····················································· 40
3.5 Characterization ··············································· 44
3.6 References ···················································· 46
Chapter 4. Polymer Pre-Pattern and Binary Solvent Developing for ZnO-Based TFT········47
4.1 Introduction ······················································47
4.2 Patterning method for ZnO TFT ························49
4.3 Binary solvent mixture: toluene?methanol mixture···52
4.4 Bond breakage of PMMA : Pre-patterned substrates·56
4.5 Electrical characteristics ···································60
4.6 Flexible TTFT with polymer dielectric layer ··········67
4.7 References ·······················································72
Chapter 5. Doping Mechanism and Integration for High Electrical Performance of Inorganic TFT ···············································75
5.1 Introduction ······················································75
5.2 Alkali metal doping for solution-processed ZnO·······78
5.3 Ionic amorphous dielectric layer for ZnO TFTs·······81
5.4 Electrical characteristics of integrated metal oxide TFT ································································87
5.5 Water adsorption effects of ionic amorphous dielectric layer··························································98
5.6 References·······················································107
Chapter 6. Interface Engineering for Suppression of Flat-Band Voltage Shift in ZnO Semiconductor /Polymer Dielectric Thin Film Transistor········110
6.1 Introduction ····················································110
6.2 Fabrication method for a self-assembled inorganic layer (SAIL) ·····················································112
6.3 The interface engineering effect with stable electrical performance by SAIL ·············································117
6.4 Analytic model for suppression of flat band shift···128
6.5 Flexible bending test of ZnO/SAIL/PVP TFTs ·····134
6.6 References ······················································138
Chapter 7. Patterning by Interface Engineering ·····················································140
7.1 Introduction·······················································140
7.2 Low-temperature process through ligand extraction by methanol······················································142
7.3 Patterning: interface engineering using selective photoinduced transformation ·····························144
7.4 Analysis of Na doped ZnO by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) ······································154
7.5 Electrical characteristics ··································161
7.6 References ·······················································169
Chapter 8. Conclusion·························· 172
Appendix········································· 176
초록(국문) ······································· 186Docto
Net-shape 공정을 위한 Zr계 비정질 합금의 맞춤형 설계
학위논문(박사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 재료공학부, 2022. 8. 박은수.Metallic glasses (MGs) exhibit excellent mechanical properties, such as high strength and large elastic limit of about 2%, and are attracting attention as the next-generation structural materials with unique characteristics facilitating excellent casting and thermoplastic forming (TPF). To date, more than a thousand different micro-scale and bulk-scale MGs have been developed in various systems, and it is quite encouraging that although most of them remain at the lab scale level, the field of application is diversifying. However, in order to promote the commercialization of MGs, the price of the constituent elements should be considered, and it is preferable that harmful elements such as Be are excluded. In addition, it is necessary to develop an alloy composition optimized in a direction where efficiency of manufacturing process can be increased. In this study, we established an alloy design methodology and developed the Zr-based MGs which is suitable for existing net-shape manufacturing process, TPF and die casting. For tailor-made alloy design for MGs, we first tend to basically understand the correlation between the composition and the property changes in MGs.
Elastic moduli of MGs suggest a global and macroscopic view of a stiffness, and reflect both the interatomic atomic bonding energy and connectivity. In particular, the moduli of MGs are the essential factor which are directly related to thermodynamic, kinetic, mechanical, and physical properties of MGs. It is assumed that the moduli of MGs are determined by deformation of its solvent-solvent bonding, where atomic bonding is relatively less stiff. Therefore, the properties of MGs are determined by their atomic bonding between solvent atoms and are considered inherited from the properties of solvent element.
To investigate property changes in Zr-based metallic glass, we produced the ribbon alloys of Zr-TM (= Cu, Ni, Co, Fe) binary systems by melt-spinning, verified the glass phase formation by X-ray Diffraction (XRD) and high energy X-ray Scattering (XRS), and measured the characteristic temperature by Differential Scanning Calorimetry (DSC). In this study, it is confirmed that the tendency of characteristic temperature, such as glass transition temperature (Tg) and crystallization temperature (Tx), to be determined according to the Zr content in all four Zr-TM (= Cu, Ni, Co, Fe) binary alloy systems. It can be considered that MG may have a lower Tg value in a composition with a higher Zr content. If it is practically possible, the Tg of pure Zr amorphous alloy may have a value similar to 517K. Unlike the other three alloys with the highest Zr content in binary systems which exhibit typical thermal characteristics of a marginal MG, Zr70Cu30 MG shows a relatively wide super-cooled liquid region (∆Tx = Tx - Tg) of about 50K.
Based on this understanding, we found the novel Zr-based alloy with optimum property for being applied the TPF process and facilities for conventional plastics. Lowering glass transition temperature in Zr-based MG is basically limited because of high stability of the beta-Zr phase. The alloy composition of Zr70Cu16Ni4Co4Al6, which has the lower Tg of 625 K compared to the conventional Zr-based MGs for TPF, large thermoforming window (i.e. over 70K with heating rate 40K/min), and excellent TPFA in Zr-based MG, was systematically designed. The thermoforming window, and TPFA depending on the various heating rate were measured by DSC and Flash-DSC. We concluded that the developed MG in this study can be sufficient candidate for utilizing both processes and facilities for advanced engineering plastics such as PBI and PI. In consideration of GFA, mechanical properties, and TPFA with heating rate, it is expected that the forming process for a small-size product, such as micro- and nano-scale films or fibers, is suitable for the developed alloy.
We also provided an alloy design methodology suitable for near-net-shape manufacturing through suction casting while considering GFA, hardness, and fluidity. Hardness, GFA, and fluidity are sensitively dependent on the alloy composition in Zr-based bulk metallic glass (BMG)-forming alloys. Generally, GFA and fluidity are trade-off characteristics each other, because strong glass formers have high viscosity in the liquid state, and fluidity decreases. However, GFA and fluidity can be ensured at the same time through alloy design around the near-eutectic compositions. We utilized the liquidus projection of ZrCuNi ternary system, and it was possible to predict compositions with low Tl close to the eutectic point in the ZrCuNiAl quaternary alloy system. In particular, it was efficient to replace Zr with Ag in order to increase hardness while simultaneously acquiring improvement of GFA and reduction of Tl. Therefore, we developed Zr50Cu24Ni10Al8Ag8 BMG that exhibits not only excellent GFA and hardness, also about a 40 % increase in flow length compared to that of Vit-106. This BMG has great potential for being high-value structural materials with complex shapes through near-net-shape casting.
In this study we found the alloy design not only that is optimized for being applied the TPF process and facilities for conventional plastics but also that is suitable for near-net-shape manufacturing with simultaneously excellent GFA, hardness, and fluidity. This study provides practical guide to promote to the commercialization of MG by reducing the initial investment cost in the TPF process, and to tailor-made alloy design which allows BMG to be utilized in the various industrial part through various near-net-shape casting methods.비정질 합금은 고강도 및 약 2%의 넓은 탄성 한계를 나타내는 등 우수한 기계적 특성을 보이며, 높은 액상 안정성에 의한 뛰어난 주조성 및 열가소성 성형이 가능한 독특한 특성에 의하여 차세대 구조 재료로 주목 받고 있다. 비정질 합금의 상용화를 촉진하기 위해서는 구성 원소의 가격이 고려되어야 하며 Be 등의 유해성 원소가 배제되는 것이 바람직하다. 또한 공정 효율을 높일 수 있는 방향으로 최적화된 합금 조성이 개발될 필요가 있다. 본 연구에서, 우리는 각각 열가소성 성형 공정과 net-shape 공정에 적합한 Zr계 비정질 신합금을 개발했다. 먼저 비정질 합금의 조성과 특성 변화에 관한 상관 관계를 파악하고 그 이론에 대한 기본적인 배경을 조사하고자 했다. 비정질 합금의 탄성 계수는 강성에 대한 거시적인 관점을 제공하며, 이는 원자간 결합 에너지를 반영하는 인자이다. 특히 이는 비정질 합금의 열 특성 및 기계적 특성 등 전반적인 특성과 상관 관계에 있는 필수적인 인자이다. 일반적으로 비정질 합금의 탄성 계수는 원자 결합이 상대적으로 느슨한, 용매 원자 간 결합의 변형에 의해서 결정되는 것으로 간주된다. 따라서 비정질 합금의 특성은 용매 원소의 특성이 유전되는 것으로 알려져 있다.
Zr계 비정질 합금의 특성 변화를 조사하기 위해, Zr과 전이 금속 (= Cu, Ni, Co, Fe) 간 이성분 합금계의 리본 합금을 멜트 스피닝 방식을 통해 제조했다. X선 회절과 고에너지 X선 산란을 통해 비정질 상 형성을 조사했으며, 시차 열 분석법을 통해 비정질 합금의 특성 온도를 측정했다. 본 연구를 통해, 4개의 Zr과 전이 금속 간 이성분 합금계 모두 Zr 함량에 따라 유리 천이 온도 (Tg), 결정화 온도 (Tx) 등의 특성 온도 경향이 결정되는 것을 확인했다. Zr 함량이 높을수록 유리 천이 온도가 더 낮아지는 것으로 고려된다. 순수 Zr 함량 100%의 비정질 합금을 만들 수 있다면, 해당 합금은 약 517 K의 낮은 유리 천이 온도를 가지는 것으로 확인된다. 각 이성분 합금계에서 Zr 함량이 가장 높은 조성들 중 Zr70Cu30 조성만이 약 50 K 의 상대적으로 넓은 과냉 액체 영역을 가진다.
비정질 합금의 특성과 조성에 관한 기본적인 이해를 바탕으로, 본 연구진은 기존의플라스틱 열가소성 성형을 위한 공정과 설비에도 적용될 수 있는, 최적의 특성을 가진 새로운 Zr계 합금을 개발했다. 베타 Zr 상의 높은 안정성 때문에 기본적으로 Zr계 비정질 합금에서 유리 전이 온도를 낮추는 합금 설계는 제한된다. 본 연구에서 열가소성 성형이 적용되는 기존 Zr계 비정질 합금에 비해 상대적으로 낮은 625 K의 유리 천이 온도를 가지면서, 동시에 넓은 열가소성 성형 온도 범위, 우수한 열가소성 성형능을 가지는 Zr70Cu16Ni4Co4Al6 합금이 개발되었다. 여러 승온 속도에서의 열가소성 성형 온도 범위나 열가소성 성형능은 DSC와 Flash-DSC를 통해 측정 되었다. 본 연구에서 개발된 비정질 합금은 PBI, PI와 같은 첨단 엔지니어링 플라스틱의 공정과 설비를 활용하여 성형이 가능한 합금이다. 비정질 형성능과 기계적 특성, 승온 속도에 따른 열가소성 성형능을 모두 고려할 때, 개발된 합금은 마이크로- 및 나노-스케일 필름이나 섬유 같은 소형 제품의 성형 공정에 적용 가능할 것으로 예상된다.
또한, 본 연구진은 비정질 형성능, 경도 및 흐름성을 고려함과 동시에 진공 주조법을 통한 net-shape 공정에 적합한 합금 설계 방법론을 제조할 수 있었다. 비정질 형성능, 경도 및 흐름성은 Zr계 벌크 비정질 합금에서 조성과 상관 관계를 가지는 알려져있으며, 이는 본 연구에서 제조된 합금과 보고된 합금들의 특성에 대해 통계적으로 조사함으로써 상관 관계를 파악할 수 있었다. 일반적으로 비정질 형성능과 흐름성은 서로 상충하는 관계에 있는 특성인데, 비정질 형성능이 큰 조성일수록 점도가 높아 흐름성이 감소하기 때문이다. 하지만, 비정질 형성능과 흐름성은 공정 온도 주변의 조성으로 설계함으로써 동시에 해결 가능하다. 본 연구진은 Zr-Cu-Ni 3원계 합금계의 액상 온도 선을 활용하여, Zr-Cu-Ni-Al 4원계 합금 조성 중 공정 온도에 가까운, 낮은 액상 온도를 가지는 합금을 예측했다. 이때, Zr을 Ag로 소량 치환할 경우 경도를 증가시킬 뿐만 아니라 비정질 형성능의 개선과 액상 온도의 감소를 동시에 확보할 수 있었다. 본 연구에서 개발된 Zr50Cu24Ni10Al8Ag8 벌크 비정질 합금은 큰 비정질 형성능과 높은 경도를 보일 뿐만 아니라, 상용 Vit-106 합금 대비 40% 가량 증가한 흐름성을 가지는 것으로 확인됐다. 개발된 벌크 비정질 합금은 net-shape 공정을 통해 복잡한 형상으로 제작 가능한, 고부가가치 구조 재료로 활용 가능할 것으로 기대된다.
본 연구는 기존 플라스틱의 열가소성 성형을 위한 공정 및 설비에 적용 가능한, 최적화된 합금 설계 방식 뿐만 아니라 비정질 형성능, 경도 및 흐름성을 동시에 확보하면서 net-shape 공정에 적용 가능한 합금 설계 방식을 제시한다. 본 연구는 열가소성 성형 공정의 초기 투자비용을 절감함으로써 비정질 합금의 상용화를 촉진함을 보여준다. 또한 net-shape 주조 공정을 적용함으로써 벌크 비정질 합금을 다양한 산업 부문에 활용할 수 있는 맞춤형 합금 설계를 제시한다.Abstract
Table of Contents
List of Figures
List of Tables
Chapter 1. Introduction 1
1.1. Metallic glasses as advanced materials 1
1.2. Recent research trends 5
1.3. Structural applications 8
1.3.1. Advantages of metallic glass 8
1.3.2. Fabrication process of metallic glass 11
1.3.3. Commercial Zr-based metallic glass 13
1.4. Thesis motivation and objectives 15
Chapter 2. Experimental procedures 16
2.1. Sample preparation 16
2.1.1. Arc-melting 16
2.1.2. Melt-spinning 18
2.1.3. Suction casting 19
2.2. Structural analysis 20
2.2.1. X-ray diffraction 20
2.2.2. High energy X-ray scattering 20
2.3. Thermal analysis 22
2.3.1. Differential scanning calorimetry 22
2.3.2. Thermogravimetric Analyzer/differential scanning calorimetry 23
2.3.3. Flash DSC 23
2.4. Mechanical analysis 24
2.4.1. Micro hardness test 24
2.5. Fluidity test 25
Chapter 3. Fundamental understanding of property changes in Zr-based metallic glass 26
3.1. Properties inheritance in metallic glass 26
3.2. Modulus changes depending on base metal contents 27
3.3. Glass formation in Zr-TM binary metallic glass 32
3.4. Thermal property changes in Zr-TM binary metallic glass 34
Chapter 4. Development of Zr-based metallic glasses applicable to thermoplastic process and facilities of engineering plastics 37
4.1. Processing temperature for amorphous materials 40
4.2. Compositional dependence of thermal property 50
4.3. Thermal property optimization in Zr-based multicomponent system 52
4.4. Formability evaluation 58
4.5. Processing temperature map drawing 62
Chapter 5. Development of Zr-based bulk metallic glasses suitable for near-net-shape manufacturing 69
5.1. Process efficiency in net-shape manufacturing 69
5.2. Design of quaternary and quinary bulk metallic glass with low Tl 72
5.3. Hardness-Tg-Zr content correlation 80
5.4. GFA evaluation 82
5.5. Fluidity test 85
Chapter 6. Conclusion 91
Bibliograhpy
Abstract in Korean박
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