• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.66-66
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• 2010

$SnO_2$ 나노선은 n-type 반도체 특성을 띄며 트랜지스터, 가스 센서, pH 센서 등 여러 분야에 걸쳐 다양하게 사용되고 있다. $SnO_2$ 나노선은 그 자체만으로 시계방향의 전기적 히스테리시스를 보이며 이것은 나노선 표면에 흡착된 물이나 산소가 발생시키는 전자 갇힘 현상이 가장 큰 원인으로 작용한다. 특히 고분자를 게이트 절연막으로 사용할 경우 게이트 절연막의 전기적 히스테리시스가 소자 특성에 영향을 미치게 되며, 고분자 절연막의 히스테리시스는 $SnO_2$ 나노선의 히스테리시스와 반대인 반시계 방향의 특성을 보인다. 고분자 내에서 발생하는 히스테리시스는 고분자 사이에 흡착된 물 분자나 고분자의 높은 극성을 가지는 작용기 등이 원인으로 작용한다. 전기적 히스테리시스는 FET소자를 구동하는데 있어 부적절한 특성으로, 이것의 원인을 이해하는 것은 중요하며 히스테리시스의 방향과 크기를 조절할 수 있는 기술 또한 중요하다. 본 연구에서는 폴리이미드(PMDA-ODA)를 게이트 절연막으로 사용하여 플렉시블 기판을 만들고 그 위에 $SnO_2$ 나노선을 슬라이딩 전이 방식으로 정렬하여 플렉시블 FET를 제작하였다. 제작된 소자는 $0.7cm\;{\times}\;0.7cm$ 넓이 안에 300개의 FET가 존재하며 SEM 이미지를 통해 넓이 $50{\mu}m$, 길이 $5{\mu}m$의 FET채널에 약 150개의 나노선이 연결되어 있는 것을 확인했다. 이 소자의 히스테리시스는 폴리이미드의 교차결합 정도에 따라, 그리고 폴리이미드 절연막을 제작할 때의 습도에 따라 변하게 된다. 교차결합이 많아지고 습도가 낮아질수록 폴리이미드 절연막 내부에 흡착되는 물분자가 줄어들게 되고 절연막의 히스테리시스가 사라지며 시계방향의 나노선 히스테리시스가 지배적이 된다. 반대로 교차결합이 줄어들고 습도가 높아질수록 폴리이미드 절연막 내부에 물분자가 늘어 나면서 시계반대방향의 폴리이미드 히스테리시스가 FET의 전기적 특성에서 눈에 띄게 나타난다. 이 실험을 통해 고분자 절연막을 사용한 $SnO_2$ 나노선 FET의 전기적 히스테리시스를 조절할 수 있었으며, 소자의 히스테리시스를 없앨 수 있는 가능성에 대해서 논하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권1호
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• pp.51-57
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• 2014

초음파 임프린팅은 열가소성 고분자 기판에 미세패턴을 복제할 수 있는 공정으로 타 성형방법에 비해 에너지소모가 적고 성형시간이 단축되는 장점이 있다. 초음파 임프린팅 공정에서는 고분자 기판의 표면에 초음파 진동에너지를 인가하여 소재간의 마찰열과 미세하게 반복되는 변형에너지의 축적을 통해 고분자 표면을 국부적으로 가소화시켜 미세패턴이 전사된다. 본 연구에서는 초음파 임프린팅에서 금형 온도가 미세패턴의 전사성에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 금형온도를 변화시켜가며 임프린팅을 수행하여 미세패턴 성형 영역에서의 온도변화를 관찰하였고, 상기 온도변화를 고려하여 미세패턴의 충진과정을 전산모사를 통해 고찰하였다. 또한 금형온도 변화에 따른 패턴의 전사율 및 전사균일도를 측정하여 비교하였다. 상기 결과를 통해 금형온도를 높일수록 초음파 임프린팅시 미세패턴의 전사특성이 향상됨을 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.211-217
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• 2013

$PCDTBT:PC_{71}BM$과 $PTB7:PC_{71}BM$을 유기고분자 활성층 재료로 이용한 Bulk Hetero-Junction (BHJ) 구조의 유기박막태양전지를 플라스틱 기판 위에 각각 제작하여, 시간변화에 따른 단락전류밀도($J_{SC}$), 개방전압($V_{OC}$), 곡선인자(FF) 및 전력변환효율(PCE) 등 출력특성의 변화에 대해 고찰하였다. 유기박막태양전지의 출력특성 파라메터는 시간 경과에 따라 모두 감소하는 경향을 나타내었으며, 특히 개방전압의 감소폭이 컸다. 이러한 개방전압 감소의 원인은 빛에 대한 장시간의 노출과 산소를 포함하는 수분과의 접촉에 의한 LUMO 준위와 HOMO 준위 차의 감소가 그 원인이라 생각되며, 그 메커니즘에 대해 고찰하였다. 또한 유기박막태양전지 소자의 직렬 및 병렬 저항 값은 감소하다가 다시 증가하는 경향을 보였다. 이는 LUMO 준위와 HOMO 준위 차가 감소함에 의한 것과 공액 고분자 활성층 내부에서의 열적과정 손실에 기인하여 전극과 고분자의 계면에서의 접촉저항의 증가 때문이라고 생각된다. 유기박막태양전지의 전력변환효율은 초기에 급격한 감소를 보이다가 시간이 지날수록 감소폭이 차츰 둔화되어 한계치에 도달한 후, 포화되는 경향을 보였다. 이것이 유기박막태양전지가 실제 구동에서 발생시킬 수 있는 최소 출력특성값인 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.381-381
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• 2013

유기물/무기물 나노복합체를 사용한 비휘발성 메모리 소자는 낮은 공정 가격 및 높은 유연성 때문에 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 나노복합체를 사용한 비휘발성 메모리 소자의 형성 및 전기적 특성에 대한 연구는 많지만, 나노 입자가 포함된 고분자층을 이용한 플렉서블 유기 메모리 소자의 전기적 특성 및 동작 메커니즘에 대한 연구는 미미하다. 이 연구에서는 나노입자와 고분자가 혼합된 나노복합체를 유연성 있는 indium-tin-oxide (ITO)가 코팅된 polyethylene terephthalate (PET) 기판 위에 형성하여 비휘발성 메모리 소자를 제작하여 유연성 있는 기판이 휘어짐에 따른 전기적 특성과 기억 메커니즘을 설명하였다. 나노입자가 포함된 고분자층은 스핀코팅 방법을 이용하여 쉽게 형성한 후, 그 위에 금속 마스크를 사용하여 상부 Al 전극을 형성하였다. Al/나노입자가 포함된 고분자층/ITO/PET 메모리 소자의 전류-전압 (I-v) 특성에서 낮은 전도도와 높은 전도도를 갖고 있는 쌍안정성 동작을 관측할 수 있었다. 같은 조건에서 나노입자가 포함되지 않은 메모리 소자를 제작하여 측정한 I-V 특성은 쌍안정성 동작이 일어나지 않은 것을 관측하였다. 실험적 결과를 바탕으로 나노입자가 쌍안정성을 일으키는 메모리 저장 물질임을 확인할 수 있었다. 유연성 있는 기판의 휘어짐에 따른 I-V 특성과 스트레스에 의한 전도도 상태 유지 능력 측정을 수행하여 기판 휘어짐에 따른 전기적 특성과 안정성이 변화되는 것을 관측하였다. 측정된 I-V와 스트레스에 의한 전도도 상태 유지 능력 측정 결과를 기반으로 기억 메커니즘과 기판의 휘어짐에 따른 안정성을 설명하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.278-278
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• 2012

최근 폴리이미드(Polyimide) 고분자 물질을 기판으로 하는 플렉시블 전자소자 구현에 관한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 폴리이미드는 수분 흡수율이 1% 이하인 소수성 물질로서 폴리이미드 기판 위 전극 형성에 있어 전극 물질이 분리되는 현상이 발생하게 된다. 따라서 본 연구에서는 소수성의 표면 성질을 갖는 폴리이미드 기판의 Asher 처리를 통한 표면 최적화에 대한 실험을 진행하였다. 유리기판 위에 액상 폴리이미드를 ${\sim}10{\mu}m$ 두께로 Spin coating 한 후 $120^{\circ}C$ hot plate에서의 soft bake와 $200^{\circ}C$, $320^{\circ}C$의 furnace에서의 단계적 cure 과정을 통해 표면의 defect을 최소화하였다. Microwave Asher 장비를 이용하여 폴리이미드 막에 10초, 15초, 20초 동안 asher 처리를 한 후 Atomic Force Microscopy (AFM) 장비로 시간에 따른 폴리이미드 기판 표면의 변화를 확인하였다. AFM 확인 결과 10 초의 공정 조건에서 가장 우수한 표면 morphology를 보였으며, 이는 표면의 탄소와 이물질을 제거하기 위해 사용되는 asher 처리 시간이 상대적으로 증가함에 따라 폴리이미드 막의 탄소 성분이 제거 되면서 표면의 형상이 최적화 이상으로 변화하기 때문이다. 본 실험은 폴리이미드를 기반으로 하는 플렉시블 전자소자 구현에 있어 전극 및 소자 제작에 크게 기여할 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권2호
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• pp.176-183
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• 2020

이 연구에서는 작은 유기 분자 말단의 하이드록실기와 전이 금속 사이의 배위 결합을 통해 고분자와 유사하게 연결된 복합체를 제작하고, 점착 부여제를 추가하여 해당 물질의 점착제로의 사용 가능성을 확인하였다. 점착제 합성에 사용한 타닌산(tannic acid, TA)은 하이드록실기를 풍부하게 보유하고 있어 전이 금속과는 배위 결합이 가능하고 친수성 고분자와는 수소 결합이 가능하다. 위의 성질을 이용하여 타닌산과 전이 금속, 고분자 세 가지 성분을 한 번에 간단히 섞어 기판에 잘 펴지며 점착 능력을 보유한 특별한 유변 물성을 가지는 물질을 제작하였다. 합성에 사용한 전이 금속의 종류(Fe³⁺, Ti⁴⁺), 고분자의 종류, 처리 조건 등에 따른 유변 물성의 변화를 확인하는 과정을 통해 점착제로 사용하기에 가장 적합한 성분의 조합을 발견하였으며, 인체에 무해하며 높은 응집력과 접착력을 보유한 다목적 점착제로의 사용 가능성을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.235-235
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• 2013

공정의 단순함과 낮은 전력을 사용하여 구동이 가능한 장점을 가진 무기물 나노입자를 포함한 무기물/유기물 나노복합체를 사용한 비휘발성 메모리의 전기적 성질에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 다양한 나노입자를 포함한 고분자 박막에 대한 연구는 많이 진행되었지만, InP/CdSe 코어쉘 나노입자가 고분자 박막에 분산되어 있는 나노복합체를 사용하여 제작한 비휘발성 메모리 소자의 전기적 성질과 소자의 안전성에 대한 연구는 미흡하다. 본 연구에서는 고분자 박막 안에 분산되어 있는 InP/CdSe 코어쉘 나노입자를 사용한 메모리 소자를 제작하여 전기적 성질과 소자의 안정성에 대한 관찰을 하였다. 화학적으로 세척된 indium-tin-oxide (ITO)가 코팅된 유리 기판 위에 InP/CdSe 코어쉘 나노입자와 절연성 고분자가 혼합된 용액을 스핀코팅 방법으로 도포하여 박막을 형성하여 활성층으로 사용하였다. 형성된 박막 위에 Al 상부 전극을 고진공에서 열 증착 방식을 이용하여 ITO/InP/CdSe 코어쉘 나노입자가 분산된 절연성 고분자층/Al 구조를 갖는 메모리 소자를 제작하였다. 제작된 소자의 전류-전압 특성을 측정한 결과 동일 전압에서 전도도가 좋은 상태 (low resistance states; LRS)와 좋지 않은 상태 (high resistance states; HRS)인 두개의 상태가 존재하는 걸 확인하였다. LRS 또는 HRS 변화를 일으키는 일정 전압을 가하기 전까지는 각각의 LRS 또는 HRS를 계속 유지하여 비휘발성 메모리 소자로서의 활용 가능성을 보여주었다. LRS 또는 HRS의 안정성을 확인하기 위해 LRS 또는 HRS의 스트레스 실험으로 관측하였다. 제작된 메모리 소자의 실험 결과를 바탕으로 전하수송 메커니즘을 설명하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2005년도 춘계학술발표논문집
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• pp.173-176
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• 2005

고분자 OLED는 저분자 OLED에 비하여 공정이 간단하고 대화면, Plastic 기판을 사용하여 All organic display로의 구현이 있다는 많은 장점을 가지고 있지만 소자의 신뢰성과 안정성에 문제를 갖고 있어 현재까지 저분자 OLED에 비하여 기술 수준이 미약하다. 그러나 차세대 디스플레이의 실현을 위하여 많은 대학과 기업연구소에서 많은 연구가 진행중이다. 본 논문에서는 ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/Al 구조를 갖는 고분자 OLED를 제작하고 발광메커니즘에 대한 고찰과 계면특성 및 전기$\cdot$광학적 특성을 조사하였다. 정공수송물질인 PEDOT:PSS은 박막의 표면상태를 부드럽게하고 ITO와 MEH-PPV 사이의 접착을 좋게하며 ITO 로부터 정공을 원활하게 MEH-PPV로 전달하여 효율을 향상시킨다. 제작된 소자는 발광효율을 극대화시키기 위하여 정공수송층인 PEDOT:PSS을 첨가시킨 다층구조로서 각각의 박막을 열처리 및 MEH-PPV의 농도를 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, 1.5wt$\%$로 변화시켜 농도별 표면상태와 전기$\cdot$광학적 특성을 관찰하여 고효율 OLED소자 제작에 가장 적합한 MEH-PPV의 농도에 대하여 고찰하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 1부
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• pp.363-365
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• 2010

고분자 발광다이오드(polymer light emitting diode, PLED)는 초박막화, 초경량화가 가능하며 간단한 용액공정 으로 향후 휨성(flexible) 디스플레이로의 응용이 가능할 것으로 기대되고 있다. 본 연구에서는 녹색 고분자 유기 발광다이오드를 제작하고, 효율을 향상 시키고자 이중 발광층을 두어 전기 광학적 특성을 평가하였다. ITO/Glass기판 위에 정공주입층으로 PEDOT:PSS [poly(3,4-ethylenedio xythiophene):poly(styrene sulfolnate)]를 발광물질로는 형광 발광물질인 PVK(poly-vinylcarbazole)와 인광 발광 물질인 Ir(ppy)$_3$[tris(2-phenylpyridine) iridium(III)]를 각각 host와 dopant로 사용하였다. 정공 차단층 및 전자 수송층 두 개의 역할로 사용 가능한 TPBI(1,3,5-tris(2-N-phenylbenzimidazolyl) benzene)를 진공 열증착법으로 막을 형성하였다. 전자주입층으로 LiF(lithium flouride)와 음극으로 Al(aluminum)을 증착하여 최종적으로 ITO/PEDOT:PSS/PVK:Ir(ppy)$_3$/TPBI/LiF/Al 구조를 갖는 녹색 형광:인광 혼합 유기 발광 다이오드를 제작하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권1호
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• pp.25-29
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• 2003

이 논문은 고분자 박막이 주변으로부터 수분을 흡수하게 될 때, 탄성 기판과 점탄성 박막의 계면 모서리에서 발생하는 응력 특이성을 다루고 있다. 계면에서 발생하는 응력을 조사하기 위해서 경계 요소법이 사용되고 있다. 주어진 점탄성 모델에 대해서 특이 차수가 수치적으로 계산된다. 이 논문에서 고려하고 있는 점탄성 모델에 대해서, 응력특이계수는 시간이 경과함에 따라 이완되고 있으나 특이 차수는 증가되고 있음을 보여준다.