안녕하세요 권창근 전문가입니다.
기계공학
Q. 반도채 제조 공정은 어떻게 되나요?
안녕하세요. 권창근 과학전문가입니다.반도체 제조 공정은 복잡하고 다단계로 이루어진 과정입니다. 주요한 단계와 각 단계가 반도체 소자의 특성에 미치는 영향은 다음과 같습니다.원료 준비 및 청정 공정원료인 실리콘 등의 단일 결정 실리콘을 제조하고 청정한 후, 원형 실리콘 웨이퍼를 얻습니다.청정도가 높을수록 반도체의 소자에 결함이 적고 성능이 우수합니다.화학 기상증착(CVD)웨이퍼 표면에 화학 기체를 이용하여 박막을 증착시키는 과정으로, 반도체 소자의 소자 크기와 소자 간 거리를 정밀하게 제어할 수 있습니다.리소그래피미세한 회로를 웨이퍼에 노광하는 공정으로, 반도체 소자의 미세한 패턴을 형성합니다.이 단계에서의 정밀도가 소자의 속도, 소비전력, 발열 등에 영향을 미칩니다.이온 주입 및 열처리이온을 웨이퍼에 주입하여 소자의 전기적 특성을 개선하는 과정으로, 소자의 전기적 특성을 결정짓습니다.금속 증착 및 응고금속을 증착하여 소자 간 전기적 연결을 형성하고, 이를 고온으로 응고시켜 안정적인 전기적 연결을 형성합니다.금속 증착의 균일성과 안정성이 소자의 전기적 성능에 영향을 미칩니다.검사 및 패키징생산된 반도체 칩을 검사하고, 적절한 패키지에 실리는 과정으로, 소자의 품질과 안정성을 보증합니다.이러한 공정들은 반도체 소자의 미세한 패턴, 전기적 특성, 열적 특성, 안정성 등을 결정짓는 중요한 과정들입니다. 따라서 각 단계에서의 공정 제어와 정밀도가 반도체 소자의 품질과 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.
화학
Q. 반도체 발전의 역사중 큰 이벤트는 무엇이 있나요?
안녕하세요. 권창근 과학전문가입니다.반도체 산업은 혁신적인 발전을 거듭해 왔으며, 그 중요한 이벤트와 혁신은 다음과 같습니다.트랜지스터 발명 (1947년): 벨 연구소의 샤크리와, 바든, 브라튼에 의해 발명된 트랜지스터는 반도체 산업의 역사적인 전환점이었습니다. 더 작고 효율적인 전자 소자를 가능케 하였으며, 이는 현대 전자기기의 발전을 이끌었습니다.집적회로(IC)의 발명 (1958년): 페어치일리, 더프, 노이스에 의해 발명된 IC는 여러 개의 전자소자를 소형 반도체 칩에 집적시키는 혁신적인 기술로, 기존의 전자기기를 훨씬 작고 경제적으로 만들어 주었습니다.메모리 반도체의 등장 (1970년대): 동적 램(DRAM)과 정적 램(SRAM)의 등장으로 컴퓨터의 기억장치가 대폭 증가하면서, 컴퓨터 및 정보기술 산업의 발전을 이끌었습니다.마이크로프로세서의 등장 (1971년): 인텔의 4004 마이크로프로세서가 등장하면서, 개인용 컴퓨터 및 정보통신 기술의 혁신을 촉발하였습니다.플래시 메모리의 상용화 (1980년대 후반): 휘트니, 도벨, 스페리에 의해 개발된 플래시 메모리는 소형 전자 기기 및 이동통신 기기의 발전을 이끌었습니다.나노기술과 반도체 제조 공정의 혁신 (2000년대 이후): 나노 기술을 이용한 고밀도 집적회로 생산 기술의 발전으로, 더 작고 빠른 칩의 생산이 가능해지면서, 정보통신, 스마트폰, 인터넷 등의 기술이 발전하였습니다.이러한 이벤트와 혁신들은 반도체 산업의 발전에 중요한 영향을 미쳤으며, 현재에 이르러서도 계속해서 발전하고 있습니다.
화학
Q. 넘쳐나는 헌옷들을 처리할 방법이 있을까요?
안녕하세요. 권창근 과학전문가입니다.과학적으로 깔끔하게 분해할 수 있는 방법으로는 "생분해성 폴리머"를 사용하는 방법이 있습니다. 생분해성 폴리머는 자연 분해 과정을 통해 빠르게 분해되는 소재로, 환경에 미치는 영향을 최소화하기 위한 대안으로 주목받고 있습니다.이러한 생분해성 폴리머는 자연 분해 과정을 통해 물과 이산화탄소, 생분해생물체 등으로 분해되어 환경에 해를 끼치지 않습니다. 따라서 옷 등의 제품을 만들 때 생분해성 폴리머를 사용하면, 사용이 끝난 제품이 환경에 미치는 영향을 최소화할 수 있습니다.또한, 재활용 가능한 소재를 사용하고, 생산 및 폐기 과정을 효율적으로 관리하여 환경에 끼치는 영향을 최소화하는 노력도 중요합니다. 또한, 소비자들에게 재사용과 재활용을 적극 권장하고, 지속 가능한 소비 문화를 확산시키는 것도 중요한 과제입니다.따라서 생분해성 폴리머의 활용과 재활용, 지속 가능한 생산 및 소비 문화 확산 등의 노력을 통해 옷을 생산하면서 발생하는 환경 문제를 해결하는 데 기여할 수 있을 것입니다.
토목공학
Q. 평소궁금한건데 바다위선박도 바닷길이 따로정해져서 가는건지궁금해요
안녕하세요. 권창근 과학전문가입니다.바다 위의 선박들은 일종의 국제 교통 규칙에 따라 움직입니다. 이러한 국제 교통 규칙은 IMO(국제해사기구)가 정하고, SOLAS(국제안전생명보호규정)에 따라 규제됩니다. 선박들은 해양 교통을 위해 바다에서 안전하게 운항하기 위한 다양한 규칙과 규제를 준수해야 합니다.또한, 바다 위의 교통은 AIS(Automatic Identification System) 등의 시스템을 통해 선박 간의 위치 정보를 교환하고, 해양 교통을 조절하며 안전을 유지하기 위한 노력이 이루어지고 있습니다.따라서 선박들은 일종의 교통 규칙에 따라 움직이며, 국제적인 규제와 시스템을 통해 안전하고 조절된 바다 교통이 이루어지고 있습니다.
화학
Q. 비닐은 평생안녹나요? 얇은데 왜그런거죠?
안녕하세요. 권창근 과학전문가입니다.비닐은 폴리에틸렌이라는 열가소성 폴리머로 만들어진 소재입니다. 이러한 폴리에틸렌은 화학적으로 안정적이며, 대부분의 용매에 대해 저항력이 강하고, 물에 대해 불용성을 보입니다. 이러한 특성으로 인해 비닐은 쉽게 분해되지 않고, 평생 안녹는다고 여겨지는 것입니다.그러나, 비닐이 환경에 묻히거나 버려질 경우, 자연 분해 과정이 매우 느리기 때문에 환경파괴에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 또한, 비닐이 소각될 때 유해한 가스를 발생시키며 환경 오염을 초래할 수도 있습니다.이러한 이유로, 환경 보호를 위해 재활용이나 대체 소재 사용 등의 대안적인 방법이 모색되고 있습니다. 또한, 생분해성 폴리머의 연구 및 개발도 진행되고 있어, 환경에 미치는 영향을 최소화하기 위한 노력이 계속되고 있습니다.
전기·전자
Q. 반도체 소자의 작동 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 권창근 과학전문가입니다.반도체 소자는 전류를 통제하거나 증폭하는 역할을 하는데, 이러한 동작은 반도체 소자의 특성에 의해 가능합니다. 가장 흔히 쓰이는 반도체 소자로는 다이오드와 트랜지스터가 있습니다.다이오드는 양방향 전류 통과를 막는 성질을 가지고 있습니다. 이는 반도체 소자의 PN 접합에 기인하는데, PN 접합은 양극과 음극으로 이뤄진 반도체 소자에서 발생하는 현상입니다. 양극과 음극이 만나면 전자와 양자가 재배열되어 전류의 흐름을 막거나 허용합니다. 이러한 특성으로 다이오드는 전류의 방향을 제어하고 전압을 정류하는 역할을 합니다.트랜지스터는 전류를 제어하고 증폭하는 데 사용되는 반도체 소자로, 주로 증폭기, 스위치, 논리 회로 등에 사용됩니다. 트랜지스터는 베이스, 콜렉터, 에미터 세 개의 터미널을 가지고 있으며, 작은 입력 신호를 받아 큰 출력 신호로 변환하는 역할을 합니다.이러한 반도체 소자의 특성은 전자 장치의 성능과 기능에 큰 영향을 미칩니다. 예를 들어, 트랜지스터의 작동 속도와 전류 증폭 능력은 전자 장치의 처리 속도와 성능에 직접적으로 영향을 미치며, 다이오드의 정류 특성은 전원 안정성과 회로의 안정성에 영향을 줍니다. 따라서 반도체 소자의 특성은 전자 장치의 성능, 효율성, 안정성 등에 중대한 영향을 미치게 됩니다.
전기·전자
Q. 반도체 산업이 현대 과학에서 얼마나 중요한가요?
안녕하세요. 권창근 과학전문가입니다.반도체 산업은 현대 기술 발전에서 매우 중요한 역할을 합니다. 반도체는 전자 제품의 핵심 부품으로서 기능을 담당하며, 전기적 신호를 제어하고 연산을 수행하는 역할을 합니다. 주요 전자 제품인 컴퓨터, 휴대전화, 텔레비전, 디지털 카메라 등은 모두 반도체 기술에 의존하고 있습니다. 반도체 기술의 발전은 전자 제품의 성능을 향상시키고, 크기를 줄이며, 에너지 효율성을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다. 또한 인공지능, 빅데이터, 사물인터넷과 같은 신기술의 발전과도 밀접한 관련이 있습니다. 따라서 반도체 산업은 현대 기술 발전의 중심적인 요소로서 매우 중요한 위치를 차지하고 있습니다.
물리
Q. 물리학에서 얘기하는 절대상수가 무엇이고 정확히 어떤게 있나요?
안녕하세요. 권창근 과학전문가입니다.물리학에서 사용되는 절대 상수는 여러 가지가 있습니다. 그 중 대표적인 것들은 다음과 같습니다.플랑크 상수(Planck constant): 6.62607015 × 10-34 J·s로 양자역학에서 중요한 역할을 합니다.중력 상수(Gravitational constant): 6.67430 × 10-11 N(뉴턴)·m2/kg2으로, 두 물체 사이의 중력을 계산하는 데 사용됩니다.빛의 속도(Speed of light): 299,792,458 m/s로, 전자기파의 속도를 나타냅니다.볼츠만 상수(Boltzmann constant): 1.380649 × 10-23 J/K로, 열역학에서 온도와 에너지의 관계를 나타내는 데 사용됩니다.아보가드로 상수(Avogadro's constant): 6.02214076 × 1023 mol-1로, 물질의 양을 나타내는 몰(mol)을 정의하는 데 사용됩니다.전자의 전하량(Electric charge of electron): 1.602176634 × 10-19 C(쿨롱)으로, 전자 하나가 가지는 전하량을 나타냅니다.양성자의 전하량(Electric charge of proton): 1.602176634 × 10-19 C(쿨롱)으로, 양성자 하나가 가지는 전하량을 나타냅니다.중성자의 질량(Mass of neutron): 1.6726219 × 10-27 kg으로, 중성자 하나의 질량을 나타냅니다.원자 질량 단위(Atomic mass unit): 1.6605402 × 10-27 kg으로, 원자의 질량을 나타내는 단위입니다.이러한 절대 상수들은 물리학뿐만 아니라 다른 분야에서도 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 천문학에서는 중력 상수와 빛의 속도를 이용하여 천체의 질량과 거리를 계산하고, 화학에서는 아보가드로 상수와 원자 질량 단위를 이용하여 분자의 질량과 구조를 분석합니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구가 지금과 같은 환경동일한 상황에서 중력만 몇배가 더 강한상황이면 지금의 생명체가 유지되었을까요?
안녕하세요. 권창근 과학전문가입니다.지구의 중력이 현재보다 몇 배 더 강해진다면, 지구의 환경과 생태계에 큰 변화가 생길 것입니다. 다음은 그 예시입니다.대기의 변화: 중력이 강해지면 대기의 밀도가 증가합니다. 이는 대기의 압력과 온도를 상승시켜, 대기 중의 기체 성분이 변화할 수 있습니다. 또한 대기의 순환이 느려져, 지역별로 기후 차이가 커질 수 있습니다.물의 순환 변화: 중력이 강해지면 물이 더 강하게 지표면에 붙어있게 되어 증발량이 감소하고 강수량이 증가할 수 있습니다. 이는 바다의 염도를 낮추고, 지구의 기온을 낮출 수 있습니다.생명체의 적응 문제: 중력이 강해지면 생명체의 골격과 근육 구조가 변화해야 합니다. 이는 생명체의 진화에 영향을 미칠 것이며, 일부 생명체는 멸종할 수도 있습니다.생태계의 변화: 중력이 강해지면 생태계의 먹이 사슬이 변화할 수 있습니다. 이는 생태계의 안정성을 해칠 수 있으며, 지구의 생물 다양성을 감소시킬 수 있습니다.따라서, 지구의 중력이 현재보다 몇 배 더 강해진다면, 지구의 환경과 생태계가 크게 변화할 것이며 현재와 같은 생명체가 유지될 수 있는지에 대해서는 명확한 답을 내리기 어렵습니다. 이는 매우 복잡한 문제이며, 다양한 요인이 복합적으로 작용하기 때문입니다.
지구과학·천문우주
Q. 빅뱅이전에도 무한의 시공간이 있었다고 추정해야하는건가요?
안녕하세요. 권창근 과학전문가입니다.빅뱅 이전의 우주에 대해서는 관측이 불가능하기 때문에 정확한 사실을 알 수 없습니다.현재까지 알려진 빅뱅 이론에 따르면, 빅뱅 이전에는 시간과 공간이 존재하지 않았습니다. 빅뱅 이후에 시간과 공간이 생겨났고, 지금의 우주가 형성되었습니다.빅뱅 이전에 무한의 시공간이 존재했는지에 대해서는 여러 가지 가설이 있지만, 이 역시 확실한 것은 아닙니다.