• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.426-426
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• 2011

최근 들어 금속물질을 나노미터 단위로 구성할 수 있는 기술이 진보하면서, 금속 나노입자에 의해 발생되는 표면 플라즈몬에 대해서도 다양한 분야의 관심이 집중되고 있다. 유전체 물질을 기지상으로 하는 금속:유전체 나노복합체에서 금속 나노입자는 자유전자들의 집단 진동인 국소표면 플라즈몬 공진(Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR)현상에 의해 국부전기장을 증대 시키고, 가시광 및 적외선 영역에서 특성 광흡수 거동을 보인다. 이와 같은 광학적 특성은 금속 나노입자들의 크기, 형태, 그리고 나노입자들의 주변을 구성하는 기지상 물질의 종류에 의해 조절된다. 금속:유전체 나노복합체에 나타나는 이러한 특성은 단순장식코팅 뿐만 아니라 광의 효율적 운용과 광을 매개로 한 기능발현을 필요로 하는 디스플레이, 광학 스위칭 소재 및 태양전지의 효율 향상을 위한 광흡수층 등 매우 다양한 응용이 가능하다. 본 연구에서는 다양한 굴절률을 갖는 재료들 중, 저굴절률을 갖는 SiO2와 고굴절률을 갖는 ZnS-SiO2를 기지상 재료로 선택하여 교번증착 스퍼터링법으로 Ag와 Au입자를 형성시켰다. Ag를 금속나노입자로 갖고, SiO2와 ZnS-SiO2를 기지상으로 하는 금속:유전체 나노복합체에서는 금속나노입자 형성에 따른 뚜렷한 표면 플라즈몬 공진 광흡수 피크가 관찰된 반면 Au나노입자는 기지상에 따라 각기 다른 광흡수 특성을 나타냈는데, SiO2기지상에서 명확한 광흡수 피크를 형성했던 경우와는 달리 ZnS-SiO2기지상에서는 특정파장에서의 흡수피크로 규정되기 어려운 넓은 파장범위에 걸친 완만한 광흡수 피크를 나타냈다. TEM 분석을 통해, ZnS-SiO2 기지상 내의 Au입자는 각각 독립되어 있는 Island형태가 아닌 유전체 기지상과 대칭적으로 혼합된 네트워크 형태의 Bruggeman 기하구조를 구성하고 있음을 확인하였고, 이는 Au입자가 형성되고 성장할 때 Au와 S의 높은 결합에너지로 인해 상당한 젖음 특성을 갖고 성장하였기 때문으로 판단됐다. 따라서 나노복합체를 구성하는 물질간의 광학적 특성뿐만 아니라 기지상 내에서의 금속입자의 성장거동에 대한 연구가 수반되었을 때, 금속:유전체 나노복합체의 표면 플라즈몬 공진 광흡수 특성을 보다 정확하게 제어할 수 있다.

• Proceedings of the KSEEG Conference
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• 2000.04a
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• pp.101-101
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• 2000

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.194-195
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• 2012

박막 실리콘 태양전지에 입사한 빛 중 흡수층인 진성 비정질 실리콘층(i-a-Si)에 흡수된 빛은 출력으로 변환되나, 기타의 층에서 흡수된 빛은 손실 성분이 된다. 이 중 흡수 손실이 큰 층은 도핑 층(p-a-SiC 및 n-a-Si)들인데, 이 들의 흡수 손실을 측정된 광학함수를 이용해 계산해 보면 Fig. 1과 같이 나타난다. p-a-SiC은 광 입사부에 위치하여 단파장 영역의 흡수 손실을 일으키고, n-a-Si 은 태양전지의 후면에 위치하여 장파장 영역의 흡수손실을 일으킨다. 이러한 도핑층에서의 흡수 손실을 제거 또는 개선하기 위해 도핑층의 재료를 기존 재료보다 광학적 밴드갭이 큰 재료로 대체하여 개선하는 방안에 대해 논하고자 한다. 금속 산화물의 밴드갭은 실리콘 화합물에 비하여 대체로 큰 값을 가지기 때문에 이를 기존의 실리콘 화합물 대신으로 사용한다면 광학적 흡수 손실을 효과적으로 줄일 수 있다. 단, 이때 태양전지의 광 전압을 결정하는 인자가 p층과 n층 사이의 일함수 차이에 해당하므로, p층의 대체층으로 사용 가능한 금속 산화물은 일함수가 큰(＞5 eV) 재료 중에서 선택하는 것이 적합하며, n층의 대체층으로 사용 가능한 금속 산화물은 일함수가 작은(＜ 4.2 eV) 재료 중에서 선택하는 것이 적합하다. Table 1에서 p층과 n층 대체용 금속산화물의 후보들을 정리하였다. 먼저 도핑층에서의 광 흡수가 광손실이 될 수 밖에 없는 물리적 근거에 대해서 논하고, 그 실험적인 증명을 제시한다. 이러한 개념을 바탕으로 도핑층의 내부 전기장의 방향을 제어하여 전자-정공쌍을 분리 수집하는 방법을 실험적으로 구현하였다. 이어서 금속 산화물을 부분적으로 대체하여 흡수 손실을 개선하는 방안을 제시한다. WOx, NiOx, N doped ZnO 등을 적용하여 그 효과를 비교 검토하였다. 끝으로 금속산화믈 대체 또는 쇼트키 접합을 적용하여 도핑층의 광 흡수를 줄이고 효율을 향상하는 방안을 제시한다. 그 사례로서 WOx, MoOx, LiF/Al의 적용결과를 살펴보고 추가 개선방안에 대해 토의할 것이다. 결론적으로 광학적 밴드갭이 큰 재료를 도핑층 대신 사용하여 흡수 손실을 줄이는 것이 가능하다는 것을 알 수 있고, 이 때 일함수 조건이 만족이 되면 광 전압의 손실도 최소화할 수 있다는 점을 확인할 수 있었다. 현재까지 연구의 한계와 문제점을 정리하고, 추가 연구에 의한 개선 가능성 및 실용화 개발과의 연관관계 등을 제시할 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.335-335
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• 2012

높은 효율의 InGaN/GaN 전광소자는 현대 조명 산업에 필수적인 역할을 하고 있다. 전광소자의 효율을 높이는 데에는 여러가지 한계들이 있다. 예를 들면 높은 전류에서의 효율 저하, GaN의 전위결함에 의한 비발광 재결합의 발생 등이 있다. 이러한 한계를 극복하고자 InGaN/GaN 전광소자의 효율을 높이기 위해 사파이어 기판의 표면을 거칠게 바꾸는 방법, 무분극 전광소자, 표면 플라즈몬 등 여러가지 많은 방법들이 개발되고 있다. 본 실험에서는 유기금속화학증착 방법을 이용하여 사파이어 기판위에 Si이 도핑된 n-type GaN를 3.0 um 증착 하였고 그 위에는 9층의 양자 우물 층을 쌓았다. 마지막으로 위층은 Mg 이 도핑된 p-type GaN를 200 nm 증착 하여 소자를 형성하였다. 포토리소그래피 공정과 에칭공정을 통하여 7 um 인 선 패턴을 가진 시료를 완성하였다. 투과 전자 현미경의 측정 결과 맨 위층인 p-GaN의 에칭된 깊이는 175 nm 이였다. 금속박막을 증착하기 위해 열증착 방법으로 금과 은의 박막을 두께를 달리하여 0~40 nm증착 하였다. 금과 은의 두께에 따른 광발광 측정 결과 은(Ag)박막만 40 nm 일 경우 금속박막이 없는 시료보다 광발광 효율이 7배 증가하였고 금 10 nm와 은 30 nm 인 경우에는 3.5배 증가하였다. 또한 패턴의 폭에 따른 광발광 증가를 알아보고 광발광 증가가 일어나기 위한 최적의 패턴조건을 알고자 폭을 5, 10 um 달리하였고, 원자간 힘 현미경과 전자현미경을 이용하여 에칭된 패턴의 폭과 두께를 확인하였다. 본 실험을 통해 금과 은박막에 의한 표면플라즈몬 효과와 광발광 효율증대에 대해 토의할 것이다.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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• v.22 no.6
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• pp.7-12
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• 1985

The transmittances of active metal(Al), transition metals (Cr, Ti, Mn, Ni), and nobel metal(Cu) thin films were investigated. At the pressure range of $6{\times}10^{-5}$ mbr and evapora-tion rate of 0.5 -2A/sec, the metals were evaporated with $85{\AA}$ thickness or so on the slide G1ass. We found that the evaporation rates and vacuum levels strongly influence on the optical properties of thin metal films by the reaction with oxygen. Especially, the transmittances of the metals (Al, Cr, Ti, Mn, Ni) with strong oxygen affinity were able to be enhanced by the evaporating processes of low vacuum level or low evaporating rate.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.227.1-227.1
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• 2010

본 연구는 자외선 영역의 흡수로 전자 정공의 전하쌍을 생성함으로써 광전압 및 전류를 일으키는 티타니아 물질을 금속지지체 표면에 양극산화로 튜브형 $TiO_2$(anodized tubular $TiO_2$; ATT)로 제조한 후 나노크기의 금속 혹은 $WO_3$입자를 담지하여 광감응 재료로 활용하였다. 이는 기존의 입자나 콜로이드 형태로 광촉매 물질을 고정화하여 사용한 재료의 탈리현상 및 효율저하를 극복하기 위함이다. ATT는 전해질 내에 전기화학적 에칭율과 화학적 용해율의 비율에 의해 나노튜브 길이 성장에 영향을 미치는데 이를 유기 전해질과 불산 전해질을 사용하여 정전압 혹은 정전류의 조건에서 다양한 길이의 $TiO_2$ 나노튜브를 제조하였다. 여기에 전기분해담지(electrolytic deposition; ELD)를 통하여 정전류 조건에서 다양한 금속(Pt, Pd, Ru)을 나노크기의 형태로 담지하여 광촉매 내 생성된 전자 정공의 재결합을 줄이고자 하였고 $WO_3$의 담지를 통하여 가시광 감응을 높이고자 하였다. 제조된 여러 조건의 시료는 SEM과 EDAX를 통하여 형태와 길이, 담지량을 확인 하고 XRD를 이용하여 열처리 온도에 따른 결정화상태를 확인하였으며 광전류 측정 및 Cr(VI)의 광환원과 MB의 광분해를 통하여 광효율을 관찰하였다. 금속이 도핑되었을 경우 순수 ATT보다 보통 3배의 흡착률과 UV광원 아래 2배의 광효율을 관찰할 수 있었는데 이 중 Pt의 담지가 가장 효율이 좋았으며 흡착률에서는 담지량의 증가에 따른 증가선을 관찰 할 수 있었으나 광원 사용시 3%담지율에서 최적을 확인 할 수 있었다. 또한 $TiO_2$외 가시광감응 활성을 높이기 위한 다양한 광촉매제조가 진행 중에 있다.

• Proceedings of the KSEEG Conference
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• 2001.04a
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• pp.346-348
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• 2001

• Proceedings of the Mineralogical Society of Korea Conference
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• 2002.10a
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• pp.31-52
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• 2002

국내광업은 '90년대 이후 석탄산업합리화조치와 국제금속광물시장 가격안정화로 그동안 광업을 주도한 석탄산업과 금속광업은 급격히 위축되는 한편, 산업원료의 수요증가 추세에 힘입어 비금속광물 개발은 비교적 활발한 상태이다. 이와 같이 국내 광업의 주된 영역이 석탄광과 금속광에서 비금속광 중심으로 개편되고 있으나, 현재 가행중인 비금속광은 고품위광체 확보 미흡, 고부가가치 기술낙후 등으로 고가의 주요 산업원료는 주로 수입에 의존하고 있는 실정이다. 따라서 국내광업으로서는 비금속광 중심의 단순한 원광석 생산$\cdot$판매체계를 고부가 산업으로 전환시키기 위한 전략적인 방안이 필요한 시기이다. 본 발표문은 이러한 국내광업의 향후 발전방향을 모색하기 위하여 국내 광업이 국가 경제에서 차지하는 영역을 중심으로 $\ulcorner$광업동향$\lrcorner$ $\ulcorner$광업의 국내$\cdot$외 환경분석$\lrcorner$ $\ulcorner$광업의 경제활동 현황$\lrcorner$ $\ulcorner$광업의 경제적 위치와 역할$\lrcorner$로 분류하여 자료분석을 실시하였으며, 분석한 자료를 토대로 국내광업의 중요성과 당면과제를 도출하고 이에 따른 광업의 새로운 역할을 제시하고자 하였다. 국내광업은 각종 지표에서 나타난 바와 같이 여러 가지 구조적인 문제점으로 인해 개발에 어려움을 겪고 있지만 각종 산업원료의 중간재 공급원으로서의 전통적인 역할을 충실히 담당하고 있는 것으로 분석되었다. 그러나 과학기술의 급격한 발달, 소비패턴의 변화, 생활환경과 삶의 질을 중시하는 새로운 가치관의 확산 등으로 광업의 역할도 새로운 변화의 전기를 맞이하고 있음을 볼 수 있다. 국내광업이 21C 급변하는 산업환경에 적응하여 생존하기 위해서는 각종 첨단산업에서 요구하는 소량 다품종의 원료광물을 적기에 공급 할 수 있는 전문화된 기술력을 하루속히 확보해야 하며, 이를 위해 고품위의 원료광물 확보를 위한 탐사 및 개발을 적극 추진하고 가공기술의 선진화를 위해 선진국과의 기술제휴 등 자원산업 글로벌화 정책이 절실히 요구되고 있음을 알 수 있다. 또한 삶의 질을 향상시키려는 현대인의 가치관에 부합하기 위해서는 각종 소비제품의 원료를 제공하는 광업의 본래 목적 이외에도 자연환경 훼손을 최소화하며 개발 할 수밖에 없는 구조적인 어려움에 직면할 수밖에 없다. 이처럼 국내광업이 안고 있는 여러 가지 난제들을 극복하기 위해서는 업계와 정부가 합심하여 국내광업 육성의 중요성을 재인식하고 새로운 마음가짐으로 관련 정책을 수립 일관성 있게 추진해 나가야 할 것으로 보인다.

• Proceedings of the KSEEG Conference
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• 2002.10a
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• pp.31-52
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• 2002

국내광업은 ‘90년대 이후 석탄산업합리화조치와 국제금속광물시장 가격안정화로 그 동안 광업을 주도한 석탄산업과 금속광업은 급격히 위축되는 한편, 산업원료의 수요증가 추세에 힘입어 비금속광물 개발은 비교적 활발한 상태이다. 이와 같이 국내 광업의 주긴 영역이 석탄광과 금속광에서 비금속광 중심으로 개편되고 있으나, 현재 가행중인 비금속광은 고품위광체 확보 미흡, 고부가가치 기술낙후 등으로 고가의 주요 산업원료는 주로 수입에 의존하고 있는 실정이다. 따라서 국내광업으로서는 비금속광 중심의 단순한 원광식 생산$\cdot$판매체계를 고부가 산업으로 전환시키기 위한 전략적인 방안이 필요한 시기이다. 본 발표문은 이러한 국내광업의 향후 발전방향을 모색하기 위하여 국내 광업이 국가 경제에서 차지하는 영역을 중심으로 $\boxDr$광업동향$\boxUl$ $\boxDr$광업의 국내$\cdot$외 환경분석$\boxUl$ $\boxDr$광업의 경제활동 현황$\boxUl$ $\boxDr$광업의 경제적 위치와 역할$\boxUl$로 분류하여 자료분석을 실시하였으며, 분석한 자료를 토대로 국내광업의 중요성과 당면과제를 도출하고 이에 따른 광업의 새로운 역할을 제시하고자 하였다. 국내광업은 각종 지표에서 나타난 바와 같이 여러 가지 구조적인 문제점으로 인해 개발에 어려움을 겪고 있지만 각종 산업원료의 중간재 공급원으로서의 전통적인 역할을 충실히 담당하고 있는 것으로 분석되었다. 그러나 과학기술의 급격한 발달, 소비패턴의 변화, 생활환경과 삶의 질을 중시하는 새로운 가치관의 확산 등으로 광업의 역할도 새로운 변화의 전기를 맞이하고 있음을 볼 수 있다. 국내광업이 21C 급변하는 산업환경에 적응하여 생존하기 위해서는 각종 첨단산업에서 요구하는 소량 다품종의 원료광물을 적기에 공급 할 수 있는 전문화된 기술력을 하루속히 확보해야 하며, 이를 위해 고품위의 원료광물 확보를 위한 탐사 및 개발을 적극 추진하고 가공기술의 선진화를 위해 선진국과의 기술제휴 등 자원산업 글로벌화 정책이 절실히 요구되고 있음을 알 수 있다 또한 삶의 질을 향상시키려는 현대인의 가치관에 부합하기 위해서는 각종 소비제품의 원료를 제공하는 광업의 본래 목적 이외에도 자연환경 훼손을 최소화하며 개발 할 수 밖에 없는 구조적인 어려움에 직면할 수 밖에 없다. 이처럼 국내광업이 안고 있는 여러 가지 난제들을 극복하기 위해서는 업계와 정부가 합심하여 국내광업 육성의 중요성을 재인식하고 새로운 마음가짐으로 관련 정책을 수립 일관성있게 추진해 나가야 할 것으로 보인다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2007.02a
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• pp.271-272
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• 2007

p 편광 레이저광이 금속 표면에 입사할 경우에 있어서, 금속 표면에 작용하는 법선방향 전기력을 입사각에 대한 함수로서 이론적으로 탐구하였다. 입사각이 90 도에 근접할수록 큰 값이 얻어지고, 그 방향은 금속 표면에 수직하게 밖으로 잡아당기는 방향임을 알아내었다.