• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.3
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• pp.245-250
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• 2010

The procedure for estimating the gas (rotational) temperature of an air discharge in supersonic flows is presented in detail. Since direct measurement of the temperature in a supersonic flow is difficult, a nonintrusive measurement was performed by optical emission spectroscopy based on the emission spectra of nitrogen molecular ions. A detailed explanation, including the equations for emission line intensity, is presented in order to understand the structure of the emission spectra of nitrogen molecular ions. Using the obtained representation for emission spectrum, a synthetic spectrum of the first negative system of $N_2^+$ is obtained, and it is compared with the experimentally measured spectrum. Within a relative error of approximately 6.8% for the overall band spectra, the synthetic and measured spectra agree well. In the case of a 25-mA DC air discharge in a supersonic (Mach 3) flow, the gas temperature profile shows an approximately linear variation and a peak temperature of approximately 350 K.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.99-99
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• 2011

마그네트론 스퍼터 법으로 Al2O3 기판 위에 ZnO 박막을 성장하여 열처리 온도에 따른 광학적 특성 변화를 Raman 분광법 및 photoluminescence (PL) 분광법으로 분석하였다. 박막 성장시 기판의 온도는 $500^{\circ}C$를 유지하였고, 성장된 시료에 대한 열처리는 $600^{\circ}{\sim}900^{\circ}C$의 구간에서 3분간 실행하였다. Raman 측정결과 열처리 전후 모든 시료에서 wurtzite nonpolar ZnO의 전형적인 특징인 A1-LO mode와 E2-low mode 및 E2-high mode가 관측되었다. 또한 열처리 온도 변화에 따른 Raman 피크의 이동은 보이지 않았다. 이로 미루어 본 연구에서 제작된 ZnO는 우수한 결정성을 갖고 있으며, 열처리에 의한 변형이 일어나지 않았음을 알 수 있었다. PL 측정 결과 열처리 전의 저온 발광 특성은 잘 분해되지 않는 밴드단 발광이 미약하게 나타났다. 그러나 열처리 온도가 증가함에 따라 exciton 피크가 잘 분리되면서 그 세기도 점차 증가하는 것을 알 수 있었다. Hall 측정 결과와 비교해 볼 때 열처리 온도가 증가 할수록 박막내 native defect가 열처리에 의해 감소되면서 전기적/광학적 특성이 향상되는 것으로 분석된다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2001.02a
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• pp.264-265
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• 2001

영상표시방법은 관례적인 CRT 방법에 더하여 LCD, TFT-LCD, FED, PDP 등 다양한 방법들이 개발되었거나 개발되고 있다. 유기발광소자(OLED)를 이용한 영상표시법도 최근 그 실용성이 크게 향상된 방법으로 이 OLED를 이용하는 발광소자는 LCD, TFT-LCD 등의 방법과 마찬가지로 다층박막구조를 가지므로 각 박막층의 특성과 계면 급준성 등을 정확하게 평가하는 것은 긴요하다 하겠다. (중략)

• Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
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• v.13 no.3
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• pp.73-77
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• 2008

Purpose: This research is that prepare amorphous or crystalline ZnO thin films with pure strong UV emission on soda-lime-silica glass (SLSG) substrates by low-temperature annealing. Methods: Growth characteristic and optical properties of the amorphous or nano-crystalline ZnO thin films prepared on soda - lime - silica glass substrates by chemical solution deposition at 100, 150, 200, 250 and $300^{\circ}C$ were investigated using X-ray diffraction analysis, ultraviolet - visible - near infrared spectrophotometer, and photoluminescence. Results: The films exhibited an amorphous pattern even when finally annealed at $100^{\circ}C{\sim}200^{\circ}C$ for 60 min, while crystalline ZnO was obtained by prefiring at 250 and $300^{\circ}C$. The photoluminescence spectrum of amorphous ZnO films shows a strong NBE emission, while the visible emission is nearly quenched. Conclusions: These results indicate it should be possible to cheaply and easily fabricate ZnO-based optoelectronic devices at low temperature, below $200^{\circ}C$, in the future.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.185.1-185.1
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• 2015

본 연구에서는 라디오파 마그네트론 스퍼터링 방법을 사용하여 증착 온도를 변화시켜면서 Eu 이온이 도핑된 MgMoO4 적색 형광체 박막을 사파이어 기판 상부에 성장하였다. 타겟은 고상반응법을 사용하여 직접 제작하였다. 형광체 박막의 구조, 표면, 광학적 특성은 X-선 회절장치, 주사전자현미경, 투과도 및 광여기발광 측정장치를 사용하여 측정하였다, 증착 온도는 100, 200, 300, $400^{\circ}C$이었으며, 증착 후 $870^{\circ}C$에서 열처리 공정을 실행하였다. 이와 더불어, $400^{\circ}C$에서 증착한 박막을 다양한 온도 $770-920^{\circ}C$에서 열처리를 수행하여 각각의 특성을 분석하였다. 증착 온도 $200^{\circ}C$에서 성장한 박막의 경우에 614 nm에 피크를 갖는 주 적색 발광 피크가 관측되었으며, 열처리 온도를 달리한 박막의 경우에는 $920^{\circ}C$에서 가장 강한 발광 피크가 나타났다. UV-VIS 분광광도계를 사용하여 박막의 투과도와 흡광도를 측정하였으며, Tauc의 모델을 사용하여 밴드갭 에너지를 계산하였다. 증착 온도 변화에 따라 성장된 박막의 투과도는 평균 82% 이상 이었으며 밴드갭 에너지는 4.1 eV이었다. 박막의 결정 구조는 단사정계임을 확인하였다. 특히, 결정 입자, 발광 피크의 세기와 투과도의 상관 관계를 조사하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.28 no.5
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• pp.547-553
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• 2017

This study focused on the difference of photocatalytic performance by the incorporation of Pd into the $TiO_2$ framework and suggested five different catalysts composed of $TiO_2$ and x mol% $Pd-TiO_2$ (x = 0.25, 0.5, 0.75, and 1.0). A typical sol-gel method was used to synthesize catalysts, and the phenol photodegradation performance of each catalysts was evaluated. The physicochemical and optical properties of catalysts were confirmed by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy/energy dispersive spectrometer (SEM/EDS), ultraviolet/visible spectroscopy (UV/Vis), photoluminescence spectroscopy (PL), and photocurrent measurements. With the addition of Pd ions, the band gap of catalysts was shortened and the charge separation between photogenerated electrons and holes easily also occurred. As a result, the phenol photo-destruction performance over 0.75 mol% $Pd-TiO_2$ catalyst was 3 times higher than that of pure $TiO_2$. This is believed to be due to Pd ions acted as an electron capturing function during photocatalysis.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.352.1-352.1
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• 2016

양자점은 나노미터 크기의 반도체 결정으로 밴드갭에 따라 광학적, 전기적 성질이 달라지는 독특한 성질을 가지는 형광물질으로 활발히 연구되고 있다. 중금속을 기반으로 한 양자점은 높은 발광효율과 광안전성을 가지며, 가시광선 영역에서 빛을 내는 특징을 가지고 있다. 그러나 중금속을 사용하기 때문에 독성이 있어 인체나 환경에 유해하여 응용 연구에 제한적이다. 반면에, 탄소 기반의 양자점은 중금속 기반의 양자점과 비슷한 성질을 가질 뿐만 아니라, 높은 용해도와 낮은 독성으로 인해 생체적합성이 높다는 장점이 있다. 이를 이용하여 발광다이오드(LEDs), 태양전지, 광촉매 뿐만 아니라 바이오이미징, 바이오센서 등 생물학분야에도 응용 될 수 있다. 본 연구에서는 Bottom-up 합성 방법으로 유기전구체를 이용하여 질소를 함유하고 있는 양친매성 탄소 양자점(N-GQDs)을 합성하였다. 합성에 사용한 유기전구체는 기존에 보고된 유기전구체와 다르게 반응 진행 중에도 pH 측정 결과 중성을 나타내며, 반응 온도($225^{\circ}C$)와 유사한 온도에서도 pH 값은 여전히 6.0 이상의 값을 나타냈다. 중성을 띄는 특징으로 인해 추가적인 산제거 과정이나 표면안정화 과정이 필요 없다는 장점을 가지고 있다. 합성된 N-GQDs는 높은 결정성의 원형구조를 가지며, 원자힘현미경(AFM) 분석을 통해 높이가 ~ 1.5 nm 미만으로 3층 이하의 두께로 형성되었음을 확인하였다. 또한, 적외선 분광법(FT-IR) 분석을 통해 O-H기, 방향족 고리의 C = C (또는 C = N)기 및 C-N기가 각각 ~3250, ~1670과 ~1140 cm-1에서 확인할 수 있다. 합성된 양자점을 유기태양전지의 active layer에 소량(2 wt%) 첨가하여 양자점의 광학적, 전기적 성질을 확인하였다. 비교군 유기태양전지보다 N-GQDs가 첨가된 유기태양전지의 외부양자효율(PCE)이 7.3%에서 8.4%로 약 20%가 증가하는 것을 보였다. 이는 양자점이 상대적으로 흡수가 약한 단파장 영역의 빛을 흡수하고 PL을 내어 active layer로 에너지 트랜스퍼 현상이 일어나 전자전달을 원활하게 해 주기 때문이다. 앞으로 본 연구의 가능성과 추가적인 연구를 통해 더 많은 분야에 응용되기를 기대한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.185-185
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• 2012

중공 발광 나노 물질은 특유의 구조적 특성(낮은 밀도, 높은 비표면적, 다공성 물질, 낮은 열팽창계수 등)과 광학적 성질을 이용하여 디스플레이 패널, 광결정, 약물전달체, 바이오 이미징 라벨 등의 다양한 적용이 가능하다. 이러한 적용에 있어 균일한 크기와 형태의 중공 입자는 필수 조건으로 여겨진다. 지금까지 합성된 중공 발광 입자에는 BaMgAl10O17 : Eu2+-Nd3+, Gd2O3 : Eu3+, $EuPO_4{\cdot}H_2O$과 같은 것들이 있으나 크기 조절이 어렵고, 그 균일성이 확보되지 못하였다. 균일한 크기의 중공 발광 입자를 만들기 위해 SiO2나 emulsion을 템플릿으로 이용하여 황화카드뮴, 카드뮴 셀레나이드 중공 입자를 합성한 예가 있으나, 양자점의 독성으로 인하여 바이오분야 응용에는 적합하지 않다. YAG는 모체로써 형광체에서 가장 많이 이용되는 물질로, 화학적 안정성과 낮은 독성, 높은 양자 효율 등 많은 장점을 갖고 있다. 특히 세륨이 도핑된 YAG형광체의 경우 WLED, 신틸레이터, 바이오산업에 적용이 가능하다. 그러나 지금까지 중공 YAG:Ce3+형광체를 합성한 예가 없었다. 본 연구에서는 단분산 수화 알루미늄 (Al(OH)3) 입자 위에 세륨이 도핑 된 이트륨 베이직 카보네이트 ($Y(OH)CO_3$)를 균일하게 코팅한 후 열처리를 하여 균일한 크기의 Y3Al5O12:Ce3+(YAG) 중공 입자를 합성하였다. 열처리 온도에 따른 고분해능 투과 전자 현미경(HRTEM), X-선 회절(XRD), 고분해능 에너지 분광법(HREDX) 분석결과, 중공 YAG: Ce3+입자는 Kirkendall 효과에 의해 형성됨을 확인하였다. 전계방사형 주사 전자 현미경(FE-SEM) 측정을 통해, 열처리 후에도 입자의 크기와 형태가 균일함을 확인하였으며, 공초점 현미경 관찰을 통해 중공 형태를 명확히 확인 할 수 있었다. Photoluminescence (PL) 분광법과 형광 수명 이미징 현미경(FLIM)을 이용한 광 특성 분석결과, 합성된 입자는 400-500 nm에서 흡수 파장 (456 nm에서 최대 강도)과 500-700 nm 범위의 발광 파장(544 nm에서 최대 강도)을 나타냈고, 상용 YAG: Ce3+(70 ns)에 준하는 74 ns의 잔광 시간(decay time)이 측정되었다. 단분산 수화 알루미늄 입자의 크기를 조절하여 최종 합성된 YAG: Ce3+의 크기를 조절할 수 있었다. 지름 약 600 nm의 Al(OH)3를 사용한 경우, $1,300^{\circ}C$에서 열처리를 한 후 평균 지름 590 nm의 중공입자를 합성하였고, 약 170 nm의 Al(OH)3를 이용하여, 더 낮은 온도인 $1,100^{\circ}C$에서의 열처리를 통해 평균지름 140 nm의 중공 YAG: Ce3+입자를 합성하였다. 본 연구를 통하여 합성된 균일한 크기의 YAG 중공입자는 LED와 같은 광전변환 소자 및 다기능성 바이오 이미징 등의 나노바이오 소자 분야에 활용될 수 있음이 기대된다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.14 no.1
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• pp.1-7
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• 2003

We determined the optical constants of organic light emitting material of Alq$_3$ in a spectral range between 1.5 and 6 eV using the physical model introduced by Forouhi and Bloomer［Phys. Rev. B 34, pp. 7018-7026, 1986.］. The initial parameters of $A_i,\;B_i,\;C_i$ of Forouhi-Bloomer dispersion relations were determined from the absorption peaks and widths of absorption spectra of the Alq$_3$ film. The refractive index of substrate, a fused silica, is derived from the Sellmeier equation with the measured transmittance and reflectance spectra. Then, the complex refractive index and thickness of the Alq$_3$ film were calculated by use of a nonlinear least square fitting program with the Forouhi-Bloomer dispersion relation and the measured transmittance and reflectance spectra.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.255.1-255.1
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• 2014

태양전지 도핑공정은 대부분 퍼니스(furnace)도핑으로 제작된다. 퍼니스 도핑 공정은 고가의 장비와 유지 비용이 요구되며 국부적인 부분의 도핑은 제한적이다. 또한 도핑 시 온도와 공정 시간이 태양전지의 전기적 특성을 결정짓는 중요한 변수 이다. 그리하여 최근 많은 연구가 진행되는 대기압 플라즈마를 이용하여 도핑공정에 응용하고자 한다. 본 연구에서 대기압 방전 시 전원은 DC-AC 인버터를 사용하였다. 인버터의 최대 출력 전압은 최대 5kv, 주파수는 수십 KHz 이다. Ar 가스는 MFC(Mass Flow Controller)를 사용하여 조절하였다. 대기압 플라즈마를 이용한 태양전지 도핑 시 소스와 ground 거리에 따른 대기압 플라즈마의 방전을 열화상카메라(thermo-graphic camera, IR)로 온도의 변화 측정 및 광학적 발광분광법(Optical Emission Spectroscopy, OES)을 통해 불순물(질소, 산소)을 측정 하였다. 웨이퍼 도핑 후 생성된 웨이퍼를 측정 및 분석을 하였다.