• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.408-409
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• 2007

Al-doped p-type ZnO films were fabricated on n-Si (100) and homo-buffer layers in pure oxygen at $450^{\circ}C$ by RF magnetron sputtering. Target was ZnO ceramic mixed with 2wt% $Al_2O_3$. XRD spectra show that the Al-doped ZnO thin films have ZnO crystal structure and homo-buffer layers are beneficial to Al-doped ZnO films to grow along c-axis. Hall Effect experiments with Van der Pauw configuration show that p-type carrier concentrations are ranged from $1.66{\times}10^{16}\;to\;4.04{\times}10^{18}cm^{-3}$, mobilities from 0.194 to $2.3cm^2V^{-1}s^{-1}$ and resistivities from 7.97 to $18.4{\Omega}cm$. P-type sample has density of $5.40cm^{-3}$ which is smaller than theoretically calculated value of $5.67cm^{-3}$. XPS spectra show that O1s has O-O and Zn-O structures and A12p has only Al-O structure. P-ZnO:Al/n-ZnO:Al junctions were fabricated by magnetron sputtering. V-I curves show that the p-n junctions have rectifying characteristics.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제4권1호
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• pp.111-117
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• 2009

This paper presents the characteristics of leakage currents flowing through zinc oxide (ZnO) surge arrester elements under the combined direct-current (DC) and 60 Hz alternating-current (AC) voltages. The current-voltage characteristic curves (I-V curves) of the commercial ZnO surge arrester elements were obtained as a function of the voltage ratio a. At constant peak value of the combined DC and AC voltage, the resistive leakage current of the ZnO blocks was significantly increased as the voltage ratio $\alpha$ increased. The I-V curves under the combined DC and AC voltages were placed between the pure DC and AC characteristics, and the cross-over phenomenon in both the I-V curves and R-V curves was observed at the low current region. The ZnO power dissipation for DC voltages was less than that for AC voltage in the pre-breakdown region and reversed at higher voltages.

• 한국재료학회지
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• 제11권10호
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• pp.889-894
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• 2001

2wt% $Al_2O_3-doped$ ZnO (AZO) thin films were deposited on sapphire (0001) single crystal substrate by parellel type rf magnetron sputtering at 55$0^{\circ}C$. The as-grown AZO thin films was polycrystalline and showed only broad deep defect-level photoluminescence (PL). In order to examine the change of PL property, AZO thin films were annealed in $N_2$ (N-AZO) and $H_2$ (H-AZO) at the temperature of $600^{\circ}C$~$1000^{\circ}C$ through rapid thermal annealing. After annealed at $800^{\circ}C$, N-AZO shows near band edge emission (NBE) with very small deep-level emission, and then N-AZO annealed at $900^{\circ}C$ shows only sharp NBE with 219 meV FWHM. In Comparison with N-AZO, H-AZO exhibits very interesting PL features. After $600^{\circ}C$ annealing, deep defect-level emission was quire quenched and NBE around 382 nm (3.2 eV) was observed, which can be explained by the $H_2$passivation effect. At elevated temperature, two interesting peaks corresponding to violet (406 nm, 3.05 eV) and blue (436 nm, 2.84 eV) emission was firstly observed in AZO thin films. Moreover, peculiar PL peak around 694 nm (1.78 eV) is also firstly observed in all the H-AZO thin films and this is believed good evidence of hydrogenation of AZO. Based on defect-level scheme calculated by using the full potential linear muffin-tin orbital (FP-LMTO), the emission 3.2 eV, 3.05 eV, 3.84 eV and 1.78 eV of H-AZO are substantially deginated as exciton emission, transition from conduction band maximum to $V_{ Zn},$ from $Zn_i$, to valence band maximum $(V_{BM})$ and from $V_{o} to V_BM}$, respectively.

• 한국진공학회지
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• 제20권1호
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• pp.50-56
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• 2011

본 논문에서는 버퍼막 두께 및 열처리 온도에 따른 ZnO/b-ZnO/p-Si(111) 기반 이종접합 다이오드 전류 특성에 대한 연구가 진행되었고, b-ZnO (ZnO buffer layer) 버퍼막 두께 및 열처리 온도에 따른 p-Si(111) 기판 위에 증착시킨 ZnO 박막의 구조적, 전기적 특성 또한 연구되었다. X-ray diffraction (XRD) 방법을 이용하여 ZnO 박막의 구조적 특성을 측정하였고, semiconductor parameter analyzer를 이용하여 ZnO/b-ZnO/p-Si(111) 이종접합 다이오드의 I-V 특성을 평가하였다. XRD 분석 결과 버퍼막 열처리 온도 $700^{\circ}C$, 버퍼막 두께 70 nm에서 ZnO 박막은 우세한 (002) 방향의 c-축 배향성을 갖는 육방정계(hexagonal wurtize) 결정 구조를 나타내었다. 전기적 특성인 운반자 농도, 비저항 값의 경우에는 버퍼막 열처리 온도 $700^{\circ}C$, 버퍼막 두께 50 nm에서 우수한 전기적 특성(비저항: $2.58{\times}10^{-4}[{\Omega}-cm]$, 운반자 농도: $1.16{\times}10^{20}[cm^{-3}]$)을 보였다. 또한 ZnO/b-ZnO/p-Si(111) 이종접합 다이오드의 전류 특성은 버퍼막 열처리 온도 $700^{\circ}C$에서 버퍼막 두께가 증가할수록 전류 특성이 향상되는 경향을 보였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권1호
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• pp.31-35
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• 2020

원자층 증착법(ALD: atomic layer deposition)으로 성장된 ZnO n-type 산화물반도체를 이용하여 three terminal memristor (memtransistor) 소자를 제작하여 습도에 따른 그 특성을 관찰하였다. 40 nm 두께의 ZnO 박막을 이용하여 channel width 70 ㎛, length 5 ㎛, back gate 구조의 memtransistor 소자를 제작하여 습도에 (40%, 50%, 60%, 70%) 따른 gate tunable memristive 특성변화를 관찰하였다. 습도가 높아질수록 electron mobility와 gate controllability가 감소하여 수소도핑효과에 의한 carrier 농도가 증가하는 거동의 output curve가 관찰되었다. 60%, 70%의 습도에서 memristive 거동이 관찰되었으며 습도가 높아질수록 on/off ratio는 증가하는 반면 gate controllability가 감소하였다. 60% 습도에서 가장 우수한 특성의 gate tunable memristive 특성을 얻을 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.163-166
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• 2001

The stochiometric mix of evaporating materials for the ZnGa$_2$Se$_4$ single crystal thin films was prepared from horizontal furnace. To obtain the single crystal thin films, ZnGa$_2$Se$_4$ mixed crystal was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the Hot Wall Epitaxy (HWE) system. The source and substrate temperature were 61$0^{\circ}C$ and 45$0^{\circ}C$, respectively. The crystalline structure of single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of ZnGa$_2$Se$_4$ single crystal thin films measured from Hall effect by van der Pauw method are 9.63x10$^{17}$ cm$^{-3}$ , 296 $\textrm{cm}^2$/V.s at 293 K, respectively, From the photocurrent spectrum by illumination of perpendicular light on the c-axis of the ZnGa$_2$Se$_4$ single crystal thin film, we have found that the values of spin orbit splitting $\Delta$So and the crystal field splitting $\Delta$Cr were 251.9 MeV and 183.2 meV at 10 K, respectively. From the photoluminescence measurement on ZnGa$_2$Se$_4$ single crystal thin film, we observed free excition (E$_{x}$) existing only high quality crystal and neutral bound excition (A$^{0}$ ,X) having very strong peak intensity. Then, the full-width-at-half-maximum(FWHM) and binding energy of neutral acceptor bound excition were 11 meV and 24.4 meV, respectivity. By Haynes rule, an activation energy of impurity was 122 meV.on energy of impurity was 122 meV.

• 한국결정성장학회지
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• 제11권4호
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• pp.138-147
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• 2001

수평 전기로에서 $ZnIn_{2}S_{4}$ 다결정을 합성하여 HWE(Hot Wall Epitaxy)방법으로 $ZnIn_{2}S_{4}$ 단결정 박막을 반절연성 GaAs(100) 기판 위에 성장시겼다. $ZnIn_{2}S_{4}$ 단결정 박막은 증발원의 온도를 $610^{\circ}C$, 기판의 온도를 $450^{\circ}C$로 성장시켰고 성장 속도는 0.5$\mu\textrm{m}$/hr로 확인되었다. $ZnIn_{2}S_{4}$ 단결정 박막의 결정성의 조사에서 $10^{\circ}$K에서 광발광 (photoluminescence) 스펙트럼이 433nm (2.8633 eV)에서 exciton emission 스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 요동곡성 (DCRC)의 반폭치(FWHM)도 133 arcsec로 가장 작아 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 $293^{\circ}$K에서 각각 $8.51{\times}10^{17}electron{\textrm}{cm}^{-3}$, 291$\textrm{cm}^2$/V-s 였다. $ZnIn_{2}S_{4}$ 단결정 박막의 광전류 단파장대 봉우리들로부터 $10^{\circ}$K에서 측정된 ${\Delta}$Cr(crystal field splitting)은 0.1678 eV, ${\Delta}$So (spin orbit coupling)는 0.0148eV였다. $10^{\circ}$K의 광발광 측정으로부터 고품질의 결정에서 볼 수 있는 free exciton 과 매우 강한 세기의 중성 주개 bound exciton 등의 피크가 관찰되었다. 이때 증성 주개 bound exciton 의 반치폭과 결합 에너지는 각각 9meV와 26meV였다. 또한 Haynes rule에 의해 구한 불순물의 활성화 에너지는 130meV였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.53-54
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• 2006

Arsenic doped p-type ZnO thin films have been realized on intrinsic (100) GaAs substrate by RF magnetron sputtering and thermal annealing treatment. p-Type ZnO exhibits the hole concentration of $9.684{\times}10^{19}cm^3$, resistivity of $2.54{\times}10^{-3}{\Omega}cm$, and mobility of $25.37\;cm^2/Vs$. Photoluminescence (PL) spectra of As doped p-type ZnO thin films reveal neutral acceptor bound exciton ($A^{0}X$) of 3.3437 eV and a transition between free electrons and acceptor levels (FA) of 3.2924 eV. Calculated acceptor binding energy ($E_A$) is about 0.1455 eV. Thermal activation and doping mechanism of this film have been suggested by using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). p-Type formation mechanism of As doped ZnO thin film is more related to the complex model, namely, $As_{Zn}-2V_{Zn}$, in which the As substitutes on the Zn site, rather than simple model, Aso, in which the As substitutes on the O site. ZnO-based p-n junction was fabricated by the deposition of an undoped n-type ZnO layer on an As doped p-type ZnO layer.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.262.1-262.1
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• 2013

ZnO 나노구조는 전기적 성질과 화학적인 안정성 때문에 가스센서, 투명 전극 및 태양전지와 같은 전자소자와 광소자에 널리 사용되고 있다. ZnO 박막을 증착하는 방법은 Physical Vapor Deposition과 Chemical Vapor Deposition이 있으나 나노 구조를 가진 SnO2를 형성하기 어렵다. 전기 화학적 증착(Electrochemical Deposition: ECD)은 낮은 온도에서 진공 공정이 필요하지 않기 때문에 경제적이며 빠른 성장 속도를 가지고 있기 때문에 ZnO 나노 구조를 효과적으로 형성 할 수 있다. 본 연구에서는 Indium Tin Oxide (ITO) 기판 위에 ZnO 나노 구조를 형성시켜 전기적 및 구조적 특성을 관찰하였다. 0.1 M zinc nitrate와 0.1 M potassium chloride를 용매에 각각 용해하여 ZnO 나노구조를 성장하였다. ZnO 나노구조를 성장하기 위하여 인가전압을 -0.75 V부터 -2.5 V까지 0.5 V 간격으로 변화하였다. X-선 회절 분석결과에서 ZnO의 피크의 크기가 큰 전기화적적 성장 전압구간과, 주사전자현미경 분석결과에서 나노 구조가 가장 잘 나타난 성장 전압구간을 다시 0.1 V 간격으로 세분화하여 최적화 조건을 분석하였다. X-선 회절 실험으로 형성한 ZnO 나노구조의 피크가 (110) (002)로 나타났다. X-선 회절 분석의 intensity의 값이 (002)방향이 가장 크게 나타났으므로 우선적으로 (002) 방향으로 ZnO 나노구조가 성장됨을 알 수 있었다. 주사전자현미경상은 grain size가 200~300 nm 사이의 ZnO 나노구조가 형성되며, grain size가 전기화학적 증착 장치의 성장전압이 커짐에 따라 커지는 것을 알 수 있었다.

• 신재생에너지
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• 제2권3호
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• pp.31-36
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• 2006

Superstrate pin amorphous silicon thin-film(a-Si:H) solar cells are prepared on $SnO_2:F$ and ZnO:Al transparent conducting oxides(TCO) in order to see the effect of TCO/p-layers on a-Si:H solar cell operation. The solar cells prepared on textured ZnO:Al have higher open circuit voltage VOC than cells prepared on $SnO_2:F$. Presence of thin microcrystalline p-type silicon layer(${\mu}c-Si:H$) between ZnO:Al and p a-SiC:H plays a major role by causing improvement in fill factor as well as $V_{OC}$ of a-Si:H solar cells prepared on ZnO:Al TCO. Without any treatment of pi interface, we could obtain high $V_{OC}$ of 994mV while keeping fill factor(72.7%) and short circuit current density $J_{SC}$ at the same level as for the cells on $SnO_2:F$ TCO. This high $V_{OC}$ value can be attributed to modification in the current transport in this region due to creation of a potential barrier.