• 공업화학
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• 제22권3호
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• pp.243-248
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• 2011

상온에서 작동하는 고감도 수소 가스센서를 제조하기 위하여 Pt 촉매가 증착된 다공성 탄소나노섬유를 제조하였다. 나노섬유는 polyacrylonitrile을 탄소전구체로 하여 전기방사법을 이용하여 제조되었고, 탄소나노섬유의 제조를 위하여 열처리 공정을 거쳤다. 다음으로, 탄소나노섬유에 화학적 활성화 공정을 통하여 가스 흡착을 위한 높은 비표면적과 기공구조를 부여하였다. Pt는 수소가스에 대한 촉매효과를 위하여 스퍼터링법을 통해 다공성 탄소나노섬유에 증착되었다. 탄소나노섬유는 화학적 활성화 공정을 통해 비표면적이 $2093m^2/g$으로 100배 이상 증가하였고, 약 60 vol%의 미세기공이 부여되었다. Pt는 다공성 탄소나노섬유의 형태를 그대로 유지하면서 얇고 고르게 증착되었다. 제조된 가스센서의 반응속도와 민감도는 비표면적, 미세기공율의 증가와 Pt 증착에 의하여 증가하였다. 결과적으로 수소가스에 대한 탄소나노섬유 상온에서 감응특성은 화학적 활성화와 Pt의 촉매효과에 의하여 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.455-455
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• 2011

탄소나노튜브(CNT)는 우수한 전기적, 화학적, 기계적 특성으로 인해 전자기술 분야에 있어서 많은 응용이 가능한 나노소재로 각광을 받고 있으며, 실질적으로 CNT를 이용하여 트렌지스터, 전계방출원, 이차 전지 등으로의 응용연구가 진행되고 있다. 일반적으로 CNT 합성을 위해 전이금속의 촉매가 필요하며 또한 촉매가 나노입자로 형성이 되어야 CNT 합성이 가능하다. 기존에는 CNT 합성기판으로 실리콘 웨이퍼 위에 완충층(buffer layer)과 촉매층을 증착하여 사용하였다. 완충층은 촉매가 기판의 내부로 확산하는 것을 막아주며, 촉매의 나노입자 형성을 원활히 함으로 고효율 합성과 구조제어를 가능하게 한다. 그러나 사용되는 완충층은 알루미나 또는 실리콘 산화막과 같은 절연막이기 때문에 CNT 고유의 우수한 전기전도도를 그대로 이용할 수 없다는 문제가 있다. 그러므로 보다 폭넓은 응용을 위해서는, 완충층의 사용없이 전기전도도가 좋은 금속기판에서 CNT를 직접 합성시키는 것이 중요하며, 이때 적절한 크기의 촉매 나노입자를 형성시키기 위한 각종 표면처리법 등이 현재까지 연구되어 왔다. 본 연구에서는 Inconel 600 합금을 합성기판으로 하여 CNT의 고효율 합성에 대하여 연구하였다. 촉매의 나노입자 형성을 위하여 고온 산화처리 및 플라즈마 이온조사처리 등을 실시하였으며, CNT의 고효율 합성에 미치는 영향을 조사하였다. 결과로서, 두 종류의 전처리를 혼합하여 처리한 Inconel 600 기판에서 높은 밀도의 미세한 나노입자가 형성되었고, CNT의 고효율 합성까지 얻을 수 있었다. 이는 Inconel 600 고유의 표면산화특성 및 플라즈마 이온조사에 따른 표면구조 변화가 그 원인으로 사료된다. 발표에서는 고효율 합성결과 및 합성기전에 대하여 보다 자세히 토의하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.244.2-244.2
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• 2016

폴리 실리콘 박막은 저온 안정성, 산화 안정성, 가스 투과성 및 전기재료로서의 우수한 물성 때문에 산업에서 계속적으로 넓게 쓰이고 있다. 특히 최근 높은 색 재현율과 고화질로 각광을 받고 있는 능동형 유기발광 다이오드 (AMOLED)를 위한 Thin Film Transistor (TFT)는 신뢰성 및 우수한 특성이 요구되기 때문에 반드시 폴리실리콘 TFT가 적용되어야 한다. 이러한 이유 때문에 아모포스 실리콘을 폴리실리콘으로 결정화 시키는 방법들이 많이 연구 되어져왔다. 이 연구에서는 아모포스 실리콘 박막을 고품질의 폴리실리콘 박막으로 제조하기 위해, 기판에 positive DC 전압을 펄스 형태로 인가함으로써, 기판에 입사되는 전자를 이용한 열처리 방법을 사용하였다. 열처리 온도는 기판에 들어오는 current값을 조절함으로써 제어할 수 있었다. 열처리를 위해 사용 된 수소화 된 아모포스 실리콘은 Low Pressure Chemical Vapor Deposition (LPCVD)장비로 530도에서 증착 되었으며, 이러한 아모포스 실리콘 박막은 공정시간 60 s 이내에 샘플 표면온도가 600도 이상으로 증가함으로써 균일한 폴리실리콘 막으로 제조 되었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.269-269
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• 2010

고주파 마그네트론 동시 스퍼터링법을 이용하여 $TiO_2$ 박막에 탄소를 도핑한 C/$TiO_2$ 박막을 제작하고, 박막의 두께와 탄소 도핑량에 따른 물리적, 광학적 특성을 조사하였다. 스테인레스강을 기판으로 사용하였으며, $TiO_2$ 박막과 기판의 열팽창계수 차이에 의한 크랙을 방지하기 위하여 Ti 박막을 DC 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여 기판위에 증착시킨 후 실험을 진행하였다. EMP(Essential Macleod Program) 시뮬레이션을 이용하여 막의 층상구조, 두께, 물질변화를 통한 다양한 색상의 칼라를 구현하고 투과율, 반사율 등을 포함한 다양한 광학 특성을 사전 예측하였다. 제작된 박막은 투께 및 밀도에 따라 다양한 색상을 구현하였으며, 박막내의 흡수와 산란효과에 의해 굴절률이 감소하였다. 또한 순수 $TiO_2$ 박막보다 접합력 및 경도가 증가함을 알 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제11권3호
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• pp.152-157
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• 2000

전자빔 증착된 Indium Tin Oxide(ITO) 박막의 진공 열처리 효과를 알아보기 위해 진공 및 대기 중에서 열처리 온도( $200-335^{\circ}C$) 및 산소 분압 변화($1\times^10^{-5}-1$\times10^{-4} torr$)에 따른 투과율과 면-저항의 변화 및 결정구조를 조사하였다. 시편은 (222) 계열의 면의로 우세 배향된 다결정박막이다. 진고 열처리 변수를 적절하게 조절하여 $62\Omega/\box$의 면저항과 99%(500nm) 이상의 투과율을 가지는 고품질의 박막을 얻을 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제9권7호
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• pp.707-714
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• 1999

형광등으로 사용되는 전기 에너지의 40%를 절약할 수 있는 방법으로서 그 반사값을 특수 은 반사박막으로 처리하여 고효율 및 내구성을 갖는 기술이 최근에 알려지고 있다. 이 박막들은 sputtering법을 이용한 것으로 주로 미국에서 생산되어지고 있다. 한편. evaporation 법으로 제작된 은 박막들은 일반적으로 반사효율에는 별문제가 없으나 부착력이 떨어지는 단점이 있다. 우리는 수년간 polyester를 기판으로 하고 몇가지 PVB 방법을 동원하여 고 반사율 및 부착력을 갖는 은경 박막을 확보하기 위해 연구를 해왔다. 그 결과, evaporation 법으로 제작된 은 박막은 96.4%의 반사율을 보이나 부착력은 $12 Kg/\textrm{cm}^2$에 불과함을 확인하였고. sputter 법으로 제작한 시편들의 반사율은 96.3 %로 비슷하였으나 부착력이 /$20 Kg\textrm{cm}^2$로 거의 두배로 뛰어올라 sputter법의 공정조건이 그 결과박막들의 물리적 특성에 미치는 긍정적 영향을 확인할 수 있었다. X-선 회절 분석결과 sputter의 경우에 (111)면이 우선성장함을 알 수 있었고, 시편의 단면으로부터 관찰된 치밀한 columnar 구조가 부착력을 향상시키고 있음이 확인되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.459-459
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• 2010

대면적 마그네트론 스퍼터링 캐소드를 이용하여 고효율 스퍼터링을 실현하기 위해서는 진공 상태에서 하전입자의 손실을 최소화하여 플라즈마 내에 많은 입자를 구속하는 기술이 요구된다. 본 연구에서는 고효율 특성을 갖는 대면적 캐소드($127mm{\times}900mm$) 설계를 위해 유한요소법(Finite Element Method) 수치해석 알고리즘을 이용한 3차원 전자장(Magnetostatic) 시뮬레이션 툴을 이용하여 최적화된 캐소드를 설계하였다. 캐소드 타겟 배면에 생성되는 자기장의 3차원 특성 해석을 통해 타겟효율에 가장 큰 영향을 미치는 자속밀도의 관계를 분석하였다. 고효율 캐소드 구조 설계를 위해서는 타겟 배면에 평행한 자속밀도의 분포를 최대한 확보를 것이 매우 중요하다. 이러한 특성을 확보하기 위하여 캐소드 내부에 장착되는 자석 크기 및 특성에 따른 자속밀도 특성을 해석하였다. 개발된 마그네트론 캐소드에 Si 타겟을 장착하였다. 캐소드 특성 평가를 위해 Ar 분위기 및 $O_2$를 동시에 인가하여 Si 및 $SiO_2$ 박막을 유리기판에 코팅하였다. 코팅된 박막의 특성 평가는 결정구조와 두께에 따른 투과율 및 반사율 측정을 수행하였다. Si 박막의 경우, 갈색의 코팅막을 형성하였으며, $SiO_2$의 경우, 투명한 박막으로 증착되었고 조성분석(EDXS)에 의해 $SiO_2$로 잘 코팅되었음을 확인할 수 있었다. 그리고, $SiO_2$가 코팅된 막의 투과율은 유리기판에 비해 1% 정도 향상되었음을 확인할 수 있었다. 마그네트론 캐소드 성능은 Si 타겟의 erosion 형상 분석과 3차원 유한요소법 프로그램을 이용한 자기장 분석을 통해 비교 분석하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.275-277
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• 2007

유리를 기판으로 하는 superstrate pin 비정질 태양전지에서 전면투명전도막(TCO)과 p-layer의 계면이 태양전지의 효율을 내는데 가장 큰 기여를 한다. 전면투명전도막(TCO)으로 현재 일반적으로 사용되는 ZnO:Al는 $SnO_2:F$ 보다 전기,광학적으로 우수하고, 안개율(Haze)높으며, 수소 플라즈마에서의 안정성이 높은 특정을 갖고 있다. 그래서 박막 태양전지 특성향상에 매우 유리하나, 태양전지로 제조했을 때, $SnO_2:F$보다 충진율(Fill factor:F.F)과 V_{\infty}$ 가 감소한다는 단점을 가지고 있다. 본 실험실에서는 $SnO_2:F$의 F.F가 72%이 나온 반면 ZnO:Al의 F.F은 68%에 그쳤다. 이들 원인을 분석하기 위해 TCO/p-layer의 전기적 특성을 알아 본 결과, $SnO_2:F$보다 ZnO:Al의 직렬저항이 높게 측정되었다. 이러한 결과를 바탕으로 p-layer 에 R={$H_2/SiH_4$}=25로 변화, p ${\mu$}c$-Si:H/p a-SiC:H 로 p-layer 이중 증착, p-layer의 boron doping 농도를 증가시키는 실험을 하였다. 직렬저항이 가장 낮았던 p ${\mu$}c$-Si:H/p a-SiC:H 로 p-layer 이중 증착에서 Voc는 0.95V F.F는 70% 이상이 나왔다. 이들 각 p층의 $E_a$(Activation Energy)를 구해본 결과, ${\mu$}c$-Si:H의 Ea 가 가장 낮은 것을 관찰 할 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제6권1호
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• pp.49-55
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• 1997

스퍼터링 방법에 의하여 유리 기판위에 ZnO 박막을 형성하여 증착막의 전기, 광학적 특성을 조사하였다. 실온에서 180 W의 고주파 전력과 $1{\times}10^{-3}$ Torr의 스퍼터링 압력일 때 증착된 박막에서 가장 강한 c축 배향성과 가장 낮은 저항률 값($1{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$)을 나타내었고, 이 때의 캐리어 농도 및 홀 이동도는 각각 $6.27{\times}10^{20}cm^{-3}$와 $22.04cm^{2}/V{\cdot}s$이었다. 증착된 ZnO 박막의 가시광 투과율은 90% 이상을 나타내었으며 330 nm 이하의 자외선 영역과 830 nm 이상의 적외선 영역에서는 뛰어난 광 차단 효과를 나타내었다. 또한 증착된 박막을 수소 분위기에서 열처리함으로써 저항률이 감소하였고, 안정된 박막을 얻을 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제4권3호
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• pp.71-79
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• 1995

응답특성이 빠르고, 좁은 영역에서의 측정에 있어 매우 유리한 고 분해능의 광섬유 Fabry -Perot 간섭형 센서를 제조하기 위해 반사막으로 사용될 $TiO_{2}$ 박막의 형성법에 대해 조사하였다. RF magnetron sputtering 법을 이용하여 증착된 $TiO_{2}$ 박막은 굴절률이 $2.36{\sim}2.48$정도, 그리고 O/Ti의 원소조성비는 거의 2에 가까운 화학양론적인 조성비가 되어 e-beam 증착법으로 증착된 박막보다 우수한 특성을 나타내었다. 또한 용융 접합법을 사용하여 광섬유 선로내에 $TiO_{2}$ 반사막을 형성할 경우 RF 전력이 120W인 조건에서 증착된 반사막이 가장 큰 반사율을 나타내었을 뿐만 아니라 우수한 반사율 조절특성을 보였다. 광섬유 선로내에 이러한 조건에서 증착된 $TiO_{2}$ 반사막을 가지는 진성 광섬유 Fabry-Perot 간섭계는 매우 안정된 간섭특성을 나타내어 이를 여러가지 센서에 응용할 경우 고정도의 우수한 감지 특성을 나타낼 수 있을 것으로 기대된다.