• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.333-334
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• 2007

Diamond-like carbon (DLC)박막은 높은 경도, 화학적 안정성, 높은 광 투과성을 가지고 있어, 공구강, 광학렌즈 및 플라스틱의 보호 코팅을 위해 응용되어진다. 본 연구에는 DLC 박막은 Silicon을 기반으로 하는 태양전지 반사 반지막으로 응용을 위해, 13.56 MHz RF 플라즈마 화학기상 증착 (RF-PECVD)법을 통해 합성되었다. DLC 합성 시 RF power는 150 W, 메탄 (CH4)가스의 유량은 6%~10% 조절되었다. 합성되어진 DLC 박막의 광학적 특성은 UV spectrometry, Ellipsometry를 사용하여 분석되었고, 경도는 Nano-indenter를 사용하여 측정되었다. 측정 결과 투과도와 굴절률 등의 광학적 특성은 탄소 조성비가 6%정도에서 가장 좋은 결과 값을 얻었으나, 물리적 특성인 경도는 탄소 조성비가 높을수록 증가하는 경향을 보였으며, Si기판과의 접착력은 32N 이상의 높은 값을 나타내었다. 결과로써, DLC 박막은 합성시 적절한 탄소 조성비를 통해 silicon을 기반으로 하는 태양전지 반사방지막으로 응용할 수 있다.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.18 no.6
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• pp.1067-1072
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• 2023

We prepared AZO (Al₂O₃ : 3 wt %) thin films according to the substrate temperature using the pulsed laser deposition method and the structural, electrical, and optical properties of the thin films were investigated. The AZO thin film deposited at 400℃ showed the best (002) orientation and the FWHM was 0.38°. As a result of the investigation of electrical properties, it was confirmed that the carrier concentration and mobility increased and the resistivity decreased as the substrate temperature increased. The average transmittance in the visible light region showed a high value of 85% or more regardless of the substrate temperature. The Burstein-Moss effect, in which the carrier concentration would increase with increasing substrate temperature thereby widening the energy band gap, was also observed. The resistivity and the figure of merit of the AZO thin film deposited at a substrate temperature of 400℃ were 6.77 × 10^-4 Ω·cm and 1.02 × 10⁴ Ω^-1·cm^-1 respectively, showing the best value.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.324-324
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• 2012

투명전도체(Transparent Conducting Oxides: TCOs)는 일반적으로 면저항이 $103{\Omega}/sq$ 이하로 전기가 잘 통하며, 가시광선영역인 380~780 nm에서의 투과율이 80% 이상이고, 3.2eV 이상의 밴드갭을 가지는 재료로써, 전기전도도와 가시광선영역에서 투과성이 높아 전기적, 광학적 재료로 관심을 받아 다년간 연구대상이 되어오고 있다. 현재 가장 널리 사용되고 있는 투명전도체(Transparent Conducting Oxides: TCOs) 소재로는 Indium Tin Oxide (ITO)가 가장 각광받고 있지만, Indium의 가격상승과 박막의 열처리를 통해 저항이 증가하는 단점을 가지고 있어 이를 대체 할 새로운 소재 개발이 필요한 상황이다. 그러므로 투명전도체 소재 개발에 있어서 가장 중요한 연구과제는 Indium Tin Oxide(ITO)의 단점을 개선시키고 안정된 고농도의 In-Zn-Sn-O(ITZO) 박막을 성장시키는 것이다. 본 연구에서는 RF스퍼터링법에 의하여 Si wafer에 In-Zn-Sn-O(IZTO)를 $350{\AA}$ 만큼 증착시키고, 1시간 동안 $300^{\circ}C$, $350^{\circ}C$, $400^{\circ}C$로 각각 열처리 하였다. 박막의 전자적, 광학적 특성은 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy), REELS(Reflection Electron Energy Loss Spectroscopy)를 이용하여 연구하였다. XPS측정결과, ITZO박막은 In-O, Sn-O and Zn-O의 결합을 가지고 있고, 박막의 열처리를 통해 $400^{\circ}C$에서 Zn2p의 피크가 가장 크게 나타나는 반면 In3d와 Sn3d는 열처리를 했을 때가 Room Temperature에서 보다 피크가 작아지는 것을 확인하였다. 이는 $400^{\circ}C$에서 Zn가 표면에 편석됨을 나타낸다. 그리고 REELS를 이용해 Ep=1500 eV에서의 밴드갭을 얻어보면, 밴드갭은 $3.25{\pm}0.05eV$로 온도에 크게 변화하지 않았다. 또한 QUEELS -Simulation에 의한 광학적 특성 분석 결과, 가시광선영역인 380nm~780nm에서의 투과율이 83%이상으로 투명전자소자로의 응용이 가능하다는 것을 보여주었다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2004.07a
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• pp.232-233
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• 2004

LED 광원의 특성인 높은 색재현성, 친환경성, 저소비전력 등을 디스플레이 광원으로 그 활용도가 높이 평가되고 있다. 최근 비약적인 광효율 증가를 보이고 있는 고출력 LED 광원을 대화면의 LCD TV 용 BLU 와 Projection TV의 조명계에 적용하기 위하여 기술개발에 필요한 주요 요소들을 살펴본다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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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.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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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.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.1 no.1
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• pp.20-31
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• 1988

울진 연.아연 광사의 Ca석류석은 결정화학적 성질의 차이에 따라 색, 경도, 비중과 같은 물리적 특성이 달라진다. 가기 다른 색을 보여주는 네가지의 석류석에 대하여 전자현미분석, X-선 회절분석, 뫼스바우어 및 적외선 분광분석등을 실시하여 화학적, 구조적 및 결정화학적 특징을 연구하였으며 광학적 및 물리적 특성도 연구되었다. 화학분석에 의하면 Fe 함량이 0.35에서 1.92%로 증가함에 따라 석류석의 색이 연분홍, 황록색, 적갈색 및 암갈색의 순으로 변한다. 이러한 Al에 대한 Fe의 치환은 단위포의 크기에도 영향을 미쳐 11.91$\AA$에서 12.06$\AA$으로 단위포의 크기가 증가한다. 뫼스바우어 계수에 따르면 Fe치환에 따른 Y-O 거리의 증가로 $\delta$값이 0.372에서 0.389mm/sec로 일정하게 증가한다. 또한 능을 고유하며 이웃하는 X십이면체에 영향을 주어 내부대칭도를 떨어뜨리게 된다. 이러한 현상은 적외선 스펙트럼의 360~300cm-1의 영역에서 그로슐라에는 관찰되지 않는 수개의 흡수선이 안드라다이트에서는 관찰된다. 한편 소량의 Fe2+가 그로슐라에서만 관찰됨을 미루어 석류석의 생성이 용역내으 낮은 산소분압에 영향을 받았을 것으로 추측된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.96-96
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• 2009

투명전도막은 FPD의 전자부품에서 전극으로 널리 사용되고 있으며 현재 대부분의 투명전도막으로는 ITO가 사용되고 있다. 하지만, ITO에 사용되는 In은 희유금속으로 지속적인 사용량 증가로 가격의 급등과 더불어 수급 불안정으로 인해 In을 대체하고자 하는 연구가 집중적으로 이루어지고 있다. 그러나 $In_2O_3$를 대체한 ZnO계 등은 비저항이 높아 대체 적용이 가능하지 못하고 있다. 이에 In의 양을 줄이면서 상대적으로 저가이면서 광학적 특성이 우수한 ZnO을 첨가하여 기존의 ITO에 상응하는 전기전도도와 광투과율을 얻을 수 있는 새로운 3성분계 TCO 에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 따라서, 본 연구그룹은 $In_2O_3$을 기본 조성으로 하는 $In_2O_3-ZnO-SnO_2$계를 선정하여 IZTO target을 제조 후 RF magnetron sputtering 방법으로 투명전도막을 제작하였다. 본 연구에서는 RF 파워와 동작압력, 동작시간 그리고 열처리온도의 증착 조건에 따른 IZTO 박막의 특성을 평가하였다. 박막의 특성 및 표면 미세구조를 관찰하기 위해 AFM(Atomic Force Microscope)을 이용하였으며, XRD(X-ray diffraction)을 이용하여 결정성을 분석하였고, 4 point-prove, Hall effect measurement와 UV/Visible spectrometer를 통해 전기적, 광학적 특성을 평가하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.50.2-50.2
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• 2011

염료감응형 태양전지는 기존의 실리콘 태양전지에 비해 저렴한 가격과 다양한 날씨 조건에서도 태양광과의 반응성이 안정하다는 여러 가지 장점을 갖고 있다. 하지만 광전 변환 효율이 기존의 실리콘 태양전지에 비해 현저히 떨어진다는 문제점과 장기적으로 안정하지 못하다는 단점을 가지고 있다. 이러한, 염료감응형 태양전지에서 크게 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있는 재료는 염료, $TiO_2$와 같은 반도체 산화물전극 재료, 전해질이다. 이 중 $TiO_2$의 특성 및 크기는 염료감응형 태양전지의 효율에 영향을 미친다. 염료감응형 태양전지의 광전 변환 효율을 증가시키기 위해서 $TiO_2$는 넓은 비표면적, 높은 전자의 이동성 및 태양광과의 우수한 반응성을 가져야 한다. Microwave hydrothermal 방법에 의해 제조된 hollow $TiO_2$를 염료감응형 태양전지에 적용시킬 경우 기존의 $TiO_2$의 광흡수 반응이 200~400 nm 사이에서 발생하는 반면, hollow $TiO_2$의 광흡수 반응은 기존의 UV 영역인 200~400 nm 뿐만 아니라 가시광 영역인 400~460 nm 에서도 광흡수 반응이 가능하기 때문에 염료감응형 태양전지에서 광전 변환효율을 증가 시킬 수 있을 것으로 기대된다. 또한, microwave hydrothermal법에 의해 제조된 hollow $TiO_2$는 150-200 nm의 크기를 갖으며 20-30 nm 크기의 $TiO_2$ particle들로 이루어져 있다. hollow $TiO_2$ (150-200 nm)를 기존의 $TiO_2$ (10-20 nm) 층 위에 올려 염료감응형 태양전지의 electrode에 적용할 경우 기존의 $TiO_2$ 단층을 이용한 것보다 우수한 light-scattering 효과를 갖게 되어 광전 변환 효율 증가에 긍정적인 영향을 미칠 것이다. 본 연구에서는 hollow $TiO_2$의 광학적 특성 및 결정성이 염료감응형 태양전지에 미치는 영향을 조사하였다. hollow $TiO_2$의 광학적 특성 및 결정성의 변화를 위하여 microwave hydrothermal 법의 합성 온도 및 합성시간에 변화를 주었다. hollow $TiO_2$의 광학적 특성은 UV-visible spectrometer를 이용하여 조사하였으며, hollow $TiO_2$의 형상과 결정학적 특성은 TEM과 SEM 그리고 X선 회절 분석을 이용하여 관찰되었고, hollow $TiO_2$의 비표면적 측정은 BET 측정법을 이용하였다. 또한 염료감응형 태양전지 cell을 제작하여 $100mW/cm^2$(AM 1.5G) 기준에서 광전 변환 효율을 측정하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.49-49
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• 2011

실리콘 태양전지에 사용되는 ZnO 박막의 특성은 적외선과 가시광선 영역에서 높은 투과도 (>80%)와 낮은 비저항(<10-2) 외에 산란(scattering)에 의한 빛의 광학적 경로(optical path) 증가로 활성층(active layer)에서의 광 흡수도 증가 및 입사광의 재반사를 방지할 수 있는 표면 형상(morphology)의 제어가 중요하다. 일반적으로 우선 배향성(preferred orientation)이 <0002>방향으로 texturing된 ZnO박막보다 <1120>방향으로 texturing된 박막이 더 우수한 광 산란 효과를 보인다. 따라서, 이 논문에서는 유기화학증착공정으로 증착한 ZnO 박막의 texture 형성에 있어 박막 증착 온도 및 원료로 사용하는 DEZ(Diethylzinc)와 H2O의 상대농도 변화에 따른 texture 방향의 변화에 대해 고찰하였다. 반응기내의 압력을 0.67 torr로고정하고 기판온도를 $90^{\circ}C$에서 $170^{\circ}C$까지 $20^{\circ}C$간격으로 증가시키고, $120^{\circ}C$에서 H2O/DEZ의 비를 0.1에서 4까지 변화시켰다. 기판온도가 증가함에 따라 ZnO박막의 texture 방향은 <0002>에서 <1120> 방향으로 변화하였다. 또한 $120^{\circ}C$에서 H2O/DEZ 비가 증가함에 따라 ZnO 박막의 texture 방향은 <0002>에서 <1120> 방향으로 변화하였다. 이에 따른 광투과, 광산란 특성과 전기적 특성의 변화를 조사하였다.