• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.20 no.2
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• pp.155-163
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• 2011

Carbon nanotubes (CNT) have been attracted much attention since they have been expected to be used in various areas by virtue of their outstanding physical, electrical, and chemical properties. In order to make full use of their prominent electric conductivity in some areas such as electron emission sources, device interconnects, and electrodes in energy storage devices, direct growth of CNT with vertical alignment is definitely beneficial issue because they can maintain mechanical stability and high conductivity at the interface between substrates. Here, we report direct growth of vertically aligned CNT (VCNT) on Cu foils using thermal chemical vapor deposition and characterize the field emission property of the VCNT. The VCNT's height was controlled by changing the growth temperature, growth time, and catalytic layer thickness. Optimum growth condition was found to be $800^{\circ}C$ for 20 min with acetylene and hydrogen mixtures on Fe catalytic layer of 1 nm thick. The diameter of VCNT grown was smaller than that of usual multi walled CNT. Based on the result of field emission characterization, we concluded that the VCNT on Cu foils can be useful in various potential applications where high conductivity through the interface between CNT and substrate is required.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.385.1-385.1
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• 2014

$Bi_2Te_3$는 전기적, 열적 특성 등이 아주 흥미로운 소재로, 열전소자 응용 및 위상절연체(Topologycal insulator: TI)로써의 연구가 활발히 진행되고 있는 소재이다. 한편, 전기적, 광학적, 기계적, 열적 특성들이 매우 뛰어나 신소재로 각광받고 있는 그래핀은 나노소재의 합성 분야에서도 기판으로 활용되어, 최근에는 그래핀을 기판으로 한 고품질 나노소재의 합성에 관한 연구보고가 증가하고 있다. 이에, 본 연구에서는 그래핀을 $SiO_2$에 전사한 기판 및 $SiO_2$ 기판 위에 $Bi_2Te_3$ 나노 구조를 합성하고 다양한 분석을 하였다. 라만 스펙트럼 및 XRD를 통해 $Bi_2Te_3$ 임을 확인하였고, 비정질 $SiO_2$기판과 결정질 그래핀/$SiO_2$기판 그리고 구리호일과 그래핀/구리 호일 위에서 합성된 $Bi_2Te_3$ 나노구조를 SEM 및 TEM을 이용하여 비교 분석 하였다. 또한 기초적인 전기물성을 평가하였다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.26 no.11
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• pp.836-840
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• 2013

In this study, the surface modification of copper foil using an inductively coupled $O_2$ / Ar plasma as $O_2$ gas fraction (0~100%) was investigated in order to improve the surface characteristics. After plasma treatment, the measurement of the surface roughness, surface contact angle and surface energy were performed for the surface analysis of copper foil. As a result, the surface roughness and the surface energy were increased. And plasma diagnostics was performed by a double Langmuir probe (DLP) and optical emission spectroscopy (OES). Using these results, the plasma surface modification mechanism was investigated.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.26 no.2
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• pp.122-127
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• 2017

Graphene grown on copper-foil substrates by chemical vapor deposition (CVD) has been attracting interest for sensor applications due to an extraordinary high surface-to-volume ratio and capability of large-scale device fabrication. However, CVD graphene has a polycrystalline structure and a high density of grain boundaries degrading its electrical properties. Recently, processes such as electropolishing for flattening copper substrate has been applied before growth in order to increase the grain size of graphene. In this study, we systemically analyzed the effects of the process condition of electropolishing copper foil on the quality of CVD graphene. We observed that electropolishing process can reduce surface roughness of copper foil, increase the grain size of CVD graphene, and minimize the density of double-layered graphene regions. However, excessive process time can rather increase the copper foil surface roughness and degrade the quality of CVD graphene layers. This work shows that an optimized electropolishing process on copper substrates is critical to obtain high-quality and uniformity CVD graphene which is essential for practical sensor applications.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.177.1-177.1
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• 2014

단일벽 탄소나노튜브(single-wall carbon nanotube)와 그래핀(graphene)과 같은 저차원 구조의 탄소물질은 우수한 기계적, 전기적, 열적 광학적 특성으로 인해 투명하고 유연한 차세대 전자소자로의 응용(투명전극, 투명트랜지스터, 투명센서 등)을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 단일벽 탄소나노튜브와 단일층 그래핀을 이용한 하이브리드 박막을 제작하여 투명전극(transparent electrode)과 전계효과 트랜지스터(field effect transistors)로의 응용 가능성을 연구하였다. 하이브리드 박막의 제작은 간단한 방법으로 단일벽 탄소나노튜브가 스핀 코팅된 구리 호일 위에 열 화학기상증착법(thermal chemical vapor deposition)을 통해 제작 하였다. 제작 과정 중 탄소나노튜브의 스핀코팅 조건을 최적화하여 하이브리드 박막에서 탄소나노 튜브의 밀도와 정렬을 제어하였으며 하이브리드 박막 제작 후 스핀 코팅 방향에 따른 박막의 저항을 측정하여 단일벽 탄소나노튜브의 코팅 방향에 따라 박막의 저항이 달라지는 모습을 확인할 수 있었다. 하이브리드 박막의 투명전극 특성을 확인 한 결과 $300{\Omega}/sq$의 면저항에 96.4%의 우수한 투과도를 보이는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 하이브리드 박막은 CVD 그래핀과 비교하여 향상된 와 on-state current를 보이는 것을 확인 할 수 있었다. 우리는 단일벽 탄소나노튜와 단일층 그래핀으로 이루어진 하이브리드 박막이 앞으로의 투명하고 유연한 소자제작 연구에 있어 새로운 투명 전극 및, 트랜지스터 제작 방법을 제시 할 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.566-566
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• 2012

그래핀(Graphene)은 모든 탄소 동소체의 기본구성 요소로 2 차원 결정구조를 가지며, 양자홀 효과(quantum Hall effect), 뛰어난 열 전도도, 고 탄성, 광학적 투과성 등과 같은 탁월한 물리적 성질을 보이는 물질이다. 이러한 그래핀의 우수한 특성은 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor), 화학/바이오 센서, 투명 전극(transparent electrode) 등의 다양한 전자소자를 개발하는 응용 가능하다. 그 중, 그래핀 투명전극의 제조는 가장 응용가능성이 높은 분야이다. 현재 투명전극 물질로는 인듐-주석 산화물(indium tin oxide; ITO)가 널리 이용되고 있으나, 인듐의 고갈로 인한 공급부족 문제 및 고 생산비용, 휘어지지 않는 취성 등의 단점을 지니고 있다. 따라서, 우수한 광학적 투과성과 전기전도성을 지닌 그래핀이 ITO의 대체 물질로서 각광받고 있다.[1-5] 본 연구에서는 그래핀의 투명전도필름의 응용을 위해 면저항을 낮추기 위한 방법으로 화학적 도핑(doping)을 이용하였다. 그래핀은 구리(copper; Cu) 호일을 촉매로 사용하여 열 화학증착법(Thermal Chemical Vapor Deposition)을 이용하여 합성하였다. 합성된 그래핀은 PMMA(Poly(methyl methacrylate)) 전사법을 이용하여 산화실리콘(SiO2) 기판에 전사 후, 염화은(AgCl)과 클로로벤젠(C6H5Cl)으로 만든 콜로이드(colloid) 용액에 디핑(dipping)하여 그래핀에 은 입자를 도핑 하였다. 그 결과, 은 입자 도핑 농도에 따라 면저항이 감소하는 양상을 보였다. 제작된 그래핀 투명전도성 필름의 투과도는 자외선-가시광선-근적외선 분광법(UV-Vis-NIR spectroscopy)를 이용하여 측정하였고, 라만 분광법(Raman spectroscopy)을 통해 그래핀 필름의 질적 우수성과 성장 균일도를 조사하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• v.24 no.4
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• pp.300-308
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• 2006

$\underline{Purpose}$: To develop a wireless CCTV system in semi-beam's eye view (BEV) to monitor daily patient setup in radiation therapy. $\underline{Materials\;and\;Methods}$: In order to get patient images in semi-BEV, CCTV cameras are installed in a custom-made acrylic applicator below the treatment head of a linear accelerator. The images from the cameras are transmitted via radio frequency signal (${\sim}2.4\;GHz$ and 10 mW RF output). An expected problem with this system is radio frequency interference, which is solved utilizing RF shielding with Cu foils and median filtering software. The images are analyzed by our custom-made software. In the software, three anatomical landmarks in the patient surface are indicated by a user, then automatically the 3 dimensional structures are obtained and registered by utilizing a localization procedure consisting mainly of stereo matching algorithm and Gauss-Newton optimization. This algorithm is applied to phantom images to investigate the setup accuracy. Respiratory gating system is also researched with real-time image processing. A line-laser marker projected on a patient's surface is extracted by binary image processing and the breath pattern is calculated and displayed in real-time. $\underline{Results}$: More than 80% of the camera noises from the linear accelerator are eliminated by wrapping the camera with copper foils. The accuracy of the localization procedure is found to be on the order of $1.5{\pm}0.7\;mm$ with a point phantom and sub-millimeters and degrees with a custom-made head/neck phantom. With line-laser marker, real-time respiratory monitoring is possible in the delay time of ${\sim}0.17\;sec$. $\underline{Conclusion}$: The wireless CCTV camera system is the novel tool which can monitor daily patient setups. The feasibility of respiratory gating system with the wireless CCTV is hopeful.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.13 no.2
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• pp.116-122
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• 2010

A $Cu_3Si$ film electrode is obtained by Si deposition on a Cu foil using DC magnetron sputtering, which is followed by annealing at $800^{\circ}C$ for 10 h. The Si component in $Cu_3Si$ is inactive for lithiation at ambient temperature. The linear sweep thermammetry (LSTA) and galvano-static charge/discharge cycling, however, consistently illustrate that $Cu_3Si$ becomes active for the conversion-type lithiation reaction at elevated temperatures (> $85^{\circ}C$). The $Cu_3Si$ electrode that is short-circuited with Li metal for one week is converted to a mixture of $Li_{21}Si_5$ and metallic Cu, implying that the Li-Si alloy phase generated at 0.0 V (vs. Li/$Li^+$) at the quasi-equilibrium condition is the most Li-rich $Li_{21}Si_5$. However, the lithiation is not extended to this phase in the constant-current charging (transient or dynamic condition). Upon de-lithiation, the metallic Cu and Si react to be restored back to $Cu_3Si$. The $Cu_3Si$ electrode shows a better cycle performance than an amorphous Si electrode at $120^{\circ}C$, which can be ascribed to the favorable roles provided by the Cu component in $Cu_3Si$. The inactive element (Cu) plays as a buffer against the volume change of Si component, which can minimize the electrode failure by suppressing the detachment of Si from the Cu substrate.