• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.335-335
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• 2014

Over the past several years, transparent conducting oxides have been extensively studied in order to replace indium tin oxide (ITO). Here we report on fluorine doped zinc tin oxide (FZTO) films deposited on glass substrates by radio-frequency (RF) magnetron sputtering using a 30 wt% ZnO with 70 wt% SnO2 ceramic targets. The F-doping was carried out by introducing a mixed gas of pure Ar, CF4, and O2 forming gas into the sputtering chamber while sputtering ZTO target. Annealing temperature affects the structural, electrical and optical properties of FZTO thin films. All the as-deposited FZTO films grown at room temperature are found to be amorphous because of the immiscibility of SnO2 and ZnO. Even after the as-deposited FZTO films were annealed from $300{\sim}500^{\circ}C$, there were no significant changes. However, when the sample is annealed temperature up to $600^{\circ}C$, two distinct diffraction peaks appear in XRD spectra at $2{\Theta}=34.0^{\circ}$ and $52.02^{\circ}$, respectively, which correspond to the (101) and (211) planes of rutile phase SnO2. FZTO thin film annealed at $600^{\circ}C$ resulted in decrease of resistivity $5.47{\times}10^{-3}{\Omega}cm$, carrier concentration ~1019 cm-3, mobility~20 cm2 V-1s-1 and increase of optical band gap from 3.41 to 3.60 eV with increasing the annealing temperatures and well explained by Burstein-Moss effect. Change of work function with the annealing temperature was obtained by ultraviolet photoemission spectroscopy. The increase of annealing temperature leads to increase of work function from ${\phi}=3.80eV$ (as-deposited FZTO) to ${\phi}=4.10eV$ ($600^{\circ}C$ annealed FZTO) which are quite smaller than 4.62 eV for Al-ZnO and 4.74 eV for SnO2. Through X-ray photoelectron spectroscopy, incorporation of F atoms was found at around the binding energy of 684.28 eV in the as-deposited and annealed FZTO up to 400oC, but can't be observed in the annealed FZTO at 500oC. This result indicates that F atoms in FZTO films are loosely bound or probably located in the interstitial sites instead of substitutional sites and thus easily diffused into the vacuum from the films by thermal annealing. The optical transmittance of FZTO films was higher than 80% in all specimens and 2-3% higher than ZTO films. FZTO is a possible potential transparent conducting oxide (TCO) alternative for application in optoelectronics.

• 한국재료학회지
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• 제14권9호
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• pp.634-641
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• 2004

The photocatalytic performance of $TiO_2$ thin films coated on porous alumina balls using various aqueous $TiOCl_2$ solutions as starting precursors, to which 1.0 $mol\%$ transition metal ($Ni^{2+},\;Cr^{3+},\;Fe^{3+},\;Nb^{3+},\;and\;V^{5+}$) chlorides had been already added, has been investigated, together with characterizations for $TiO_2$ sols synthesized simultaneously in the same autoclave through hydrothermal method. The synthesized $TiO_2$ sols were all formed with an anatase phase, and their particle size was between several nm and 30 nm showing ${\zeta}-potential$ of $-25{\sim}-35$ mV, being maintained stable for over 6 months. However, the $TiO_2$ sol added with Cr had a much lower value of -potential and larger particle sizes. The coated $TiO_2$ thin films had almost the same shape and size as those of the sol. The pure $TiO_2$ sol showed the highest optical absorption in the ultraviolet light region, and other $TiO_2$ sols containing $Cr^{3+},\;Fe^{3+}\;and\;Ni^{2+}$ showed higher optical absorption than pure sol in the visible light region. According to the experiments for removal of a gas-phase benzene, the pure $TiO_2$ film showed the highest photo dissociation rate in the ultraviolet light region, but in artificial sunlight the photo dissociation rate of $TiO_2$ coated films containing $Cr^{3+},\;Fe^{3+}\;and\;Ni^{2+}$ was measured higher together with the increase of optical absorption by doping.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.153-153
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• 2010

p-i-n 형 비정질 실리콘 박막 태양전지에서 p층은 창물질(window material)로서 전기 전도도가 크고, 빛 흡수가 적어야한다. p층의 두께가 얇으면 p층 전체가 depletion layer가 되고 충분한 diffusion potential을 얻을 수 없어 open-circuit voltage ($V_{oc}$)가 작아진다. 반대로 p층 두께가 두꺼워지면 빛 흡수가 증가하고, 표면 재결합이 문제가 되어 변환효율이 감소한다. 밴드갭이 큰 물질로 창층을 제작하게 되면 보다 짧은 파장의 입사광이 직접 i층을 비추므로 Short-circuit current ($I_{sc}$) 와 fill factor를 증가시킬 수 있다. 하여 본 연구에서는 기존의 창층으로 사용되는 Boron을 doping한 p-type a-Si:H 대신에 $N_2O$를 첨가한 p-type a-$SiO_x$:H의 $N_2O$ flow rate에 따른 밴드갭의 변화에 관한 연구를 수행하였다. p-type a-$SiO_x$:H Layer는 $SiH_4$, $H_2$, $N_2O$, $B_2H_6$ 가스를 혼합하여 증착하게 되는데 $SiH_4$, 가스와 $H_2$ 가스의 혼합비는 1:20, $B_2H_6$ 농도는 0.5%로 고정 하였으며 $N_2O$의 flow rate을 가변하며 증착하였다. $N_2O$의 가변조건은 5에서 50sccm으로 가변하여 증착하며 일반적으로 사용되는 RF-PECVD (13.56MHz)를 이용하였고 증착 온도는 175도, 전극간의 거리는 40mm, 파워와 압력은 30W, 700mTorr로 고정하여 진행하였다. 전기적 특성을 알아보기 위해 eagle 2000 Glass를 사용하였고 구조적 특성은 p-type wafer를 사용하여 각각 대략 200nm의 두께로 증착하였다. 증착 두께는 Ellipsometry를 이용하였으며 전기 전도도는 Agilent사의 4156c를 구조적특성은 FT-IR을 사용하여 측정하였다. Conductivity(${\sigma}_d$)는 $N_2O$가 증가함에 따라 $8.73\;{\times}\;10^{-6}$에서 $5.06\;{\times}\;10^{-7}$으로 감소하였고 optical bandgap ($E_{opt}$)은 1.71eV에서 2.0eV로 증가함을 알 수 있었다. 또한 reflective index(n)의 경우는 4.32에서 3.52로 감소함을 나타내었다. 기존의 p-type a-Si:H에 비해 상당한 $E_{opt}$을 가지므로 빛 흡수에 의한 손실을 줄임으로서 $V_oc$를 향상 시킬 수 있으며 동시에 짧은 파장에서의 입사광이 직접 i층을 비추므로 $I_{sc}$와 FF를 향상 시킬 수 있으리라 예상된다. 다소 낮은 전도도만 개선한다면 고효율의 박막 태양전지를 제작 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제47권5호
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• pp.457-460
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• 2010

$SmCoO_3$ system was investigated for their application to themoelectric materials. All specimens showed p-type semiconducting behavior and their electrical conductivity ($\sigma$), Seebeck coefficient (S) and power factor were measured at high temperature. And the effect of dopant ions on their thermoelectrical properties were also investigated. $Fe^{3+}$ ion doped into $Co^{3+}$ site enhanced the Seebeck coefficient and decreased the electrical conductivity simultaneously. The maximum Seebeck coefficient value for 60% doping case reached to 780 ${\mu}V$/K at $240^{\circ}C$. However $Fe^{3+}$ doped system cause an negative effect on power factor value. In case of the pure phase, the maximum Seebeck coefficient value reached to 290 ${\mu}V$/K at $240^{\circ}C$ and the maximum electrical conductivity was obtained 748 1/(ohm$\times$cm) at $960^{\circ}C$. As a result, the maximum power factor was obtained $1.49\times10^{-4}$ W/$mK^2$ at $550^{\circ}C$.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권6호
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• pp.832-840
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• 2019

양극 활물질의 전기화학적 성능을 개선하기 위하여, 농도 구배형 전구체를 사용한 boron-doped $LiNi_{0.90}Co_{0.05}Ti_{0.05}O_2$를 합성하였다. 제조된 양극 활물질의 특성은 XRD, SEM, EDS, PSA, ICP-OES 및 전기전도도 측정을 통하여 분석하였다. 초기 충 방전 용량, 사이클, 순환전압전류, 율속 특성 및 임피던스 테스트를 통해 전기화학적 성능을 조사하였다. 붕소가 0.5 mol% 도핑된 $LiNi_{0.90}Co_{0.05}Ti_{0.05}O_2$ 양극 활물질은 2.7~4.3 V (vs. $Li/Li^+$)의 전압 범위에서 0.5 C의 전류를 인가했을 때, 187 mAh/g의 용량을 보이며 50 사이클 이후 94.7%의 용량 유지율을 보였다. 상대적으로 고전압인 2.7~4.5 V (vs. $Li/Li^+$)의 전압 범위에서는 200 mAh/g의 높은 용량을 보이며 50 사이클 이후 80.5%의 용량 유지율을 나타냈다.

• 대한화학회지
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• 제61권2호
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• pp.57-64
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• 2017

Monoclinic $VO_2(M)$ nanoparticles codoped with 1.5 at. % W and 2.9 at. % Mg were synthesized by the hydrothermal treatment and post-thermal transformation method of $V_2O_5-H_2C_2O_4-H_2O$ with $Na_2WO_4$ and $Mg(NO_3)_2$. The composite thin film of the W/Mg-codoped $VO_2(M)$ with a commercial acrylic block copolymer was also prepared on PET substrate by wet-coating method. The reversible phase transition characteristics of the codoped $VO_2(M)$ nanoparticles and the composite film were investigated from DSC, resistivity and Vis-NIR transmittance measurements compared with the undoped and Wdoped $VO_2(M)$ samples. Mg-codoping into W-doped $VO_2(M)$ nanoparticles synergistically enhanced the transition characteristics by increasing the sharpness of transition while the transition temperature ($T_c$) lowered by W-doping was maintained. The codoped composite film showed the prominently enhanced NIR switching efficiency compared to only W-doped $VO_2(M)$ film with a lowered $T_c$.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.481-482
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• 2006

플라즈마 화상표시기 (PDP)의 보호막 물질로 사용 중인 다결정 MgO의 특성을 개선하기 위하여 본 연구에서는 MgO에 희토류계 원소를 치환하여 제조하였으며, 치환량에 따른 MgO 보호막의 광학적 특성과 전기적 특성을 고찰하였다. MgO + 100 ppm $Gd_2O_3$조성으로 제작한 MgO 박막의 이차전자 방출계수 값이 순수 MgO 보다 35% 높게 나타났다. $Gd_2O_3$ dopant가 100 ppm 첨가시까지 밀도가 증가하였으나, 그 이상 첨가시 감소하는 경향을 나타냈다. 가속전압 200 V에서 이차전자 방출계수는 0.138 이었고 표면거칠기는 5.77 nm 이었으며 투과율은 550 nm 에서 95.76% 이었다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2011년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.105-110
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• 2011

The doping procedure in crystalline silicon solar cell fabrication usually contains oxygen injection during drive-in process and removal of phosphorous silicate glass(PSG). In this paper, we studied the effect of oxygen injection and PSG on conversion efficiency of solar cell. The mono crystalline silicon wafers with $156{\times}156mm^2$, $200{\mu}m$, $0.5-3.0{\Omega}{\cdot}cm$ and p-type were used. After etching $7{\mu}m$ of the surface to form the pyramidal structure, the P(phosphorous) was injected into silicon wafer using diffusion furnace to make the emitter layer. After then, the silicon nitride was deposited by the PECVD with 80 nm thickness and 2.1 refractive index. The silver and aluminium electrodes for front and back sheet, respectively, were formed by screen-printing method, followed by firing in 400-425-450-550-$880^{\circ}C$ five-zone temperature conditions to make the ohmic contact. Solar cells with four different types were fabricated with/without oxygen injection and PSG removal. Solar cell that injected oxygen during the drive-in process and removed PSG after doping process showed the 17.9 % conversion efficiency which is best in this study. This solar cells showed $35.5mA/cm^2$ of the current density, 632 mV of the open circuit voltage and 79.5 % of the fill factor.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.241-242
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• 2012

산화아연 씨앗층을 졸-겔 스핀코팅법으로 석영기판위에 증착시킨 후, 수열합성법을 이용하여 갈륨의 양을 0에서 2.0 at.% 으로 변화를 주어 갈륨이 도핑된 산화아연 나노막대를 성장하였다. 산화아연과 갈륨이 도핑된 산화아연 나노막대의 구조적 광학적 특성을 조사하기 위해 field-emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction (XRD), photoluminescence (PL), 그리고 ultraviolet-visible spectroscopy를 이용하였다. 일정한 산화아연과 갈륨이 도핑된 산화아연 나노막대는 육각형형태로 성장하였다. XRD 데이터로부터, 산화아연과 갈륨이 도핑된 산화아연 나노막대의 스트레스는 각각 -0.022 (0 at.%), 0.097 (0.5 at.%), 0.165 (1.0 at.%), 0.177 (1.5 at.%), 0.182 GPa (2.0 at.%) 였다. PL 스펙트라에서 얻어진 반가폭(The full width at half maximum)은 갈륨의 양이 0에서 2.0 at.%로 증가함에 따라 127에서 171 meV로 증가하였다. Urbach 에너지는 68 (0 at.%), 97 (0.5 at.%), 108 (1.0 at.%), 104 (1.5 at.%), 127 meV (2.0 at.%)였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.193-199
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• 2019

본 연구에서는 TCAD 시뮬레이션을 사용하여 산화갈륨 ($Ga_2O_3$) 기반 수직형 쇼트키 장벽 다이오드 고전압 스위칭 소자의 항복전압 특성을 개선하기 위한 가드링 구조를 이온 주입이 필요 없는 간단한 플로팅 금속 구조를 활용하여 제안하였다. 가드링 구조를 도입하여 양극 모서리에 집중되던 전계를 감소시켜 항복전압 성능 개선을 확인하였으며, 이때 금속 가드링의 폭과 간격 및 개수에 따른 항복전압 특성 분석을 전류-전압 특성과 내부 전계 및 포텐셜 분포를 함께 분석하여 최적화를 수행하였다. N형 전자 전송층의 도핑농도가 $5{\times}10^{16}cm^{-3}$이고 두께가 $5{\mu}m$인 구조에 대하여 $1.5{\mu}m$ 폭의 금속 가드링을 $0.2{\mu}m$로 5개 배치하였을 경우 항복전압 2000 V를 얻었으며 이는 가드링 없는 구조에서 얻은 940 V 대비 두 배 이상 향상된 결과이며 온저항 특성의 저하는 없는 것으로 확인되었다. 본 연구에서 활용한 플로팅 금속 가드링 구조는 추가적인 공정단계 없이 소자의 특성을 향상시킬 수 있는 매우 활용도가 높은 기술로 기대된다.