본 글에서는 광전자 분광 및 역광전자 분광을 이용한 유기분자 시스템의 전자구조 연구에 대하여 기술하였다. 다양한 유기물간의 계면 연구가 급속도로 늘어나고 있으며, 폴리머, 거대 분자 등 기존의 in situ 분석 방법으로 실험이 어려운 물질까지도 연구의 필요성이 늘어나고 있다. Electrospray 증착 방법이 이러한 새로운 물질들의 계면 전자구조 연구를 가능하게 할 수 있음을 살펴보았으며, 다양한 새로운 분석 기법들의 출현을 기대해 본다. 몇 가지 예에서 살펴본 바와 같이 전자구조는 소자 구동 특성을 직접적으로 지배하는 핵심적인 물리량이며, 전자구조의 이해를 통해 전자소자의 구동 원리, 성능 최적화 및 소자 특성 열화의 원인을 파악할 수 있다. 현재, 유기물 소자 관련 기술의 성숙도는 전자구조 분석과 같은 기초 연구 결과 없이는 더 이상 발전할 수 없는 정도에 이르러, 관련 분석 기술에 대한 수요가 더욱 늘어날 것으로 전망된다.

Organic photovoltaics (OPVs) have attracted significant interest in an interdisciplinary research field for the decades as a next-generation photovoltaic device due to their unique advantages. One of requirements for OPVs having high power conversion efficiency is the favorable energy level alignment between the electrode/organic and organic/organic interfaces to manage the exciton dissociation and improve the charge transport. In this review, strategies to enhance the OPV performance by controlling the energy level alignment are discussed. The insertion of an exciton blocking layer leads to the efficient dissociation of photogenerated excitons at the donor/acceptor interface enhancing the short-circuit current density. The choice of a donor having a high ionization energy and an acceptor having a low electron affinity increases the open-circuit voltage. The insertion of an appropriate work function modifier which reduces the charge injection barrier removes the S-kink in current density-voltage characteristics of OPVs and improves the fill factor. This review would give a valuable guide to design the efficient OPV structure.

Medium Energy Ion Scattering (MEIS) has been successfully used for ultrathin film analysis such as gate oxides and multilayers due to its single atomic depth resolution in compostional and structural depth profiling. Recently, we developed a time-of-flight (TOF) MEIS for the first time, which can analyze a $10{\mu}m$ small spot. Small spot analysis would be useful for test pattern analysis in semiconductor industry and various thin film technology. The ion beam damage problem is minimized due to its improved collection efficiency by orders of magnitude and the ion beam neutralization problem is removed completely for quantitative analysis. Newly developed TOF-MEIS has been applied for gate oxides, ultra shallow junctions, nanoparticles, FINFET structures to provide compositional and structural profiles. Further development for submicron spot analysis and applications for functional nano thin films and nanostructured materials are expected for various nanotechnology and biotehnology.

The brightness of an electron source, along with the aberrations of an objective lens, determines the image resolution and beam current on samples, which are two important parameters for evaluating the performance of an electron microscope. Here we introduce thermal electron source, Schottky emitter and cold field electron emitter. Thermal electron source is the cheapest and stable electron source but it has the lowest brightness. Schottky emitter is 10000 times brighter than tungsten thermal electron source, but requires ultrahigh vacuum operating condition. Cold field electron emitter is 10 times brighter than Schottky emitters, but it is rather unstable and its operation requires most stringent vacuum condition, hindering its widespread use.

진공 배기 시스템에 위험한 환경을 초래할 수 있는 모든 가능성을 찾아 낼 수는 없지만 누적된 현장 경험과 연구 결과에 맞추어 최대한 필요한 안전 조치들을 취해야 한다. 진공 배기 시스템이나 그 구성품들에 대한 심각한 파손을 유발하는 공통적인 요인들은 발화성 물질의 점화나 진공 배기 시스템의 배기구 막힘에 의해 발생한다. 따라서, 진공 펌프와 진공 시스템의 안전한 가동과 사용을 위해서는 다음과 같은 것들을 반드시 준수하여야 한다. ${\blacksquare}$ 발화성, 폭발성 공정 물질을 사용하는 진공 배기 시스템은 정규 유지 보수 작업(PM) 후 첫 번째 배기 과정은 매우 천천히 진행하여 진공 배기 시스템 내부에 급격한 난류가 형성되지 않도록 해 주어야 한다. ${\blacksquare}$ 진공 배기 시스템 내에서 발화성 물질들의 농도가 발화 영역(flammable zone, potentially explosive atmosphere)에 들어가지 않도록 하여야 한다. 이를 위해서는 불활성 가스를 이용하여 진공 펌프와 진공 배기 시스템의 가동 예상 조건이나 고장 환경하에서 안전한 농도 이하로 희석시켜야 한다. ${\blacksquare}$ 진공 펌프와 진공 배기 시스템에 장착되어 사용되는 밸브 등의 기계적 부품들이나 공정에 사용되는 물질과 공정 부산물들(by-products)로 인하여 배관, 필터 배기구 등이 막히지 않도록 하여야 한다. ${\blacksquare}$ 공정에 사용되는 물질들, 특히 산소($O_2$), 오존 ($O_3$) 등의 산화제 농도가 높을 때는 오일 회전 배인 진공 펌프(Oil rotary vane vacuum pump)에 미네랄(mineral) 오일을 사용하지 말아야 하며, PFPE(Perfluoropolyether) 오일을 사용하여야 한다. 시판되는 진공 펌프 오일 중 비발화성(non-flammable)으로 표기된 오일이라고 하더라도 산화제(oxidant)의 농도가 체적비로 30 % 넘는 공정 환경에는 사용하지 말아야 한다. ${\blacksquare}$ 진공 펌프와 진공 배기 시스템에 의해 배기되는 물질들이 물($H_2O$)과 격렬하게 반응하는 경우는 물이 아닌 다른 냉각제를 사용하여야 한다. ${\blacksquare}$ 안전하지 않다고 판단되는 상황에서는 해당 전문가의 조언이나 해당 전문가의 직접적인 현장 도움을 통해 문제를 해결하여야 한다.