• Electrical & Electronic Materials
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• v.37 no.1
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• pp.18-28
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• 2024

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.372-372
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• 2011

은 나노선은 높은 전자이동도, 유연성이 우수하며 전극으로 사용하였을 때 전자의 수집 및 전달에 용이하여, 태양전지, 디스플레이 소자 등에 적용하기 위해 연구되고 있다. 본 연구에서는 에탄올에 20% 희석된 은 나노선 농도를 조절하고 이를 스핀코팅하여 투명전극을 제작하였다. 제작된 투명전극의 투과율과 면 저항의 최적화를 통해 P3HT : PCBM의 흡수층을 이용한 유기태양전지를 제작하여 태양전지의 특성을 분석하였다.

• Journal of the KSME
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• v.51 no.9
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• pp.33-39
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• 2011

레이저 마이크로 및 나노 가공은 공기 중에서 고속으로 실행이 가능하여 산업적으로 응용이 가능한 거의 유일한 초미세가공기술로소 반도체, 전자, 마이크로유체소자 등과 같은 분야에 널리 응용되고 있고 기존 기술의 한계를 뛰어 넘는 새로운 기술을 창출하는 데 기여하고 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.425-425
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• 2012

유기물/무기물 나노 복합체를 사용하여 제작한 메모리 소자는 간단한 공정과 3차원의 고집적, 그리고 플렉서블한 특성을 가지고 있어 차세대 전자 소자 제작에 매우 유용한 소재이기 때문에 많은 연구가 진행되고 있다. 다양한 유기물 메모리 소자중에서 유기 쌍안정성 소자(organic bistable devices, OBD)의 전하 수송 메커니즘은 많이 연구가 되었지만, 트랩의 밀도와 분포에 따른 전기적 특성에 대한 연구는 미흡하다. 본 연구에서는 두 전극 사이에 나노 입자가 분산되어 있는 유기물 박막에 존재하는 트랩의 밀도와 분포로 인해 같은 인가전압에서도 다른 전도율이 나타나는 현상을 분석하였다. 하부 전극으로 Indium-tin-oxide가 코팅된 유리기판과 상부 전극인 Al 사이에 나노입자가 분산된 폴리스티렌 박막을 기억 매체로 사용하는 OBD를 제작하였다. OBD의 전기적 특성을 관찰하기 위하여 space-charge-limited-current (SCLS) 모델을 사용한 이론적인 연구를 실험 결과와 비교 분석하였다. 계산된 전류-전압 결과는 트랩 깊이에 따른 가우스 분포로 이루어진 개선된 SCLS 모델을 사용하였을 때 측정된 전류-전압 결과와 잘 일치 하였다. 낮은 인가전압에서 Ohmic 전류가 생기는 것을 개선된 SCLS 모델과 병렬저항을 사용하여 설명하였다. 이 연구 결과는 유기물/무기물 나노 복합체를 사용하여 제작한 OBD의 트랩의 밀도와 분포에 따른 전기적 특성을 이해하는데 도움을 준다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.66-66
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• 2010

$SnO_2$ 나노선은 n-type 반도체 특성을 띄며 트랜지스터, 가스 센서, pH 센서 등 여러 분야에 걸쳐 다양하게 사용되고 있다. $SnO_2$ 나노선은 그 자체만으로 시계방향의 전기적 히스테리시스를 보이며 이것은 나노선 표면에 흡착된 물이나 산소가 발생시키는 전자 갇힘 현상이 가장 큰 원인으로 작용한다. 특히 고분자를 게이트 절연막으로 사용할 경우 게이트 절연막의 전기적 히스테리시스가 소자 특성에 영향을 미치게 되며, 고분자 절연막의 히스테리시스는 $SnO_2$ 나노선의 히스테리시스와 반대인 반시계 방향의 특성을 보인다. 고분자 내에서 발생하는 히스테리시스는 고분자 사이에 흡착된 물 분자나 고분자의 높은 극성을 가지는 작용기 등이 원인으로 작용한다. 전기적 히스테리시스는 FET소자를 구동하는데 있어 부적절한 특성으로, 이것의 원인을 이해하는 것은 중요하며 히스테리시스의 방향과 크기를 조절할 수 있는 기술 또한 중요하다. 본 연구에서는 폴리이미드(PMDA-ODA)를 게이트 절연막으로 사용하여 플렉시블 기판을 만들고 그 위에 $SnO_2$ 나노선을 슬라이딩 전이 방식으로 정렬하여 플렉시블 FET를 제작하였다. 제작된 소자는 $0.7cm\;{\times}\;0.7cm$ 넓이 안에 300개의 FET가 존재하며 SEM 이미지를 통해 넓이 $50{\mu}m$, 길이 $5{\mu}m$의 FET채널에 약 150개의 나노선이 연결되어 있는 것을 확인했다. 이 소자의 히스테리시스는 폴리이미드의 교차결합 정도에 따라, 그리고 폴리이미드 절연막을 제작할 때의 습도에 따라 변하게 된다. 교차결합이 많아지고 습도가 낮아질수록 폴리이미드 절연막 내부에 흡착되는 물분자가 줄어들게 되고 절연막의 히스테리시스가 사라지며 시계방향의 나노선 히스테리시스가 지배적이 된다. 반대로 교차결합이 줄어들고 습도가 높아질수록 폴리이미드 절연막 내부에 물분자가 늘어 나면서 시계반대방향의 폴리이미드 히스테리시스가 FET의 전기적 특성에서 눈에 띄게 나타난다. 이 실험을 통해 고분자 절연막을 사용한 $SnO_2$ 나노선 FET의 전기적 히스테리시스를 조절할 수 있었으며, 소자의 히스테리시스를 없앨 수 있는 가능성에 대해서 논하고자 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.2
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• pp.211-217
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• 2010

It is important to measure the mechanical properties of nanostructures because they are required to determine the lifetime and reliability of nanodevices developed for various fields. In this study, tensile tests for a multi-walled carbon nanotube (MWCNT) and a ZnO nanorod were performed in a scanning electron microscope (SEM). The force sensor was a cantilever type and was mounted in front of a nanomanipulator placed in the chamber. The nanomanipulator was controlled using a joystick and personal computer. The nanostructures dispersed on the cut area of a transmission electron microscope (TEM) grid were gripped with the force sensor by exposing an electron beam in the SEM; the tensile tests were the performed. The in situ tensile loads of the nanostructure were obtained. After the tensile test, the cross-sectional areas of the nanostructures were observed by TEM and SEM. Based on the TEM and SEM results, the elastic modulus of the MWCNT and ZnO nanorod were calculated to be 0.98 TPa and 55.85 GPa, respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.397-397
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• 2012

에너지갭이 큰 SnO2 반도체는 빛 투과율이 우수하여 투명성이 좋으며 화학적으로 안정된 구조를 가지고 있어 전자소자 및 광소자 응용에 대단히 유용하다. SnO2 박막을 증착하는 방법은 Physical Vapor Deposition과 Chemical Vapor Deposition이 있으나 나노 구조를 가진 SnO2를 형성하기 어렵다. 전기 화학적 증착 (Electrochemical Deposition: ECD)은 낮은 온도에서 진공 공정이 필요하지 않기 때문에 경제적이며 빠른 성장 속도를 가지고 있기 때문에 SnO2 나노 구조를 효과적으로 형성 할 수 있다. 본 연구에서는 Indium Tin Oxide (ITO) 기판 위에 SnO2 나노 구조를 형성시켜 전기적 및 구조적 특성을 관찰하였다. 0.015 M의 Tin chloride pentahydrate(SnCl4 5H2O)를 타켓 물질로 사용하고 0.1 M의 KCl을 완충물질로 사용하여 SnO2 나노구조를 성장하였다. 타겟 물질이 잘 녹지 않으므로 DI water와 ethanol을 7：3의 비율로 용매 사용하였다. 전류-전압 곡선을 분석하여 최적의 성장조건을 확보하고, $65^{\circ}C$ 1기압 하에서 -2.5 V 부터 -1.0 V까지 0.5 V 간격으로 나누어서 SnO2 나노구조를 성장하였다. X-선 회절 분석결과에서 SnO2의 피크의 크기가 큰 전기화적적 성장 전압구간과, 주사전자현미경 분석 결과에서 나노 구조가 가장 잘 나타난 성장 전압구간을 다시 0.1 V 간격으로 세분화하여 최적화 조건을 분석하였다. X-선 회절 실험으로 형성한 SnO2 나노구조의 피크가 (110) (101) (200) (211) (310)로 나타났다. X-선 회절 분석의 intensity의 값이 (101)방향이 가장 크게 나타났으므로 우선적으로 (101) 방향으로 SnO2 나노구조가 성장됨을 알 수 있었다. 주사전자현미경상은 grain size가 50~100 nm 사이의 SnO2 나노구조가 형성되며, grain size가 전기화학적 증착 장치의 성장전압이 저 전압 구간에서 커지는 것을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.262.1-262.1
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• 2013

ZnO 나노구조는 전기적 성질과 화학적인 안정성 때문에 가스센서, 투명 전극 및 태양전지와 같은 전자소자와 광소자에 널리 사용되고 있다. ZnO 박막을 증착하는 방법은 Physical Vapor Deposition과 Chemical Vapor Deposition이 있으나 나노 구조를 가진 SnO2를 형성하기 어렵다. 전기 화학적 증착(Electrochemical Deposition: ECD)은 낮은 온도에서 진공 공정이 필요하지 않기 때문에 경제적이며 빠른 성장 속도를 가지고 있기 때문에 ZnO 나노 구조를 효과적으로 형성 할 수 있다. 본 연구에서는 Indium Tin Oxide (ITO) 기판 위에 ZnO 나노 구조를 형성시켜 전기적 및 구조적 특성을 관찰하였다. 0.1 M zinc nitrate와 0.1 M potassium chloride를 용매에 각각 용해하여 ZnO 나노구조를 성장하였다. ZnO 나노구조를 성장하기 위하여 인가전압을 -0.75 V부터 -2.5 V까지 0.5 V 간격으로 변화하였다. X-선 회절 분석결과에서 ZnO의 피크의 크기가 큰 전기화적적 성장 전압구간과, 주사전자현미경 분석결과에서 나노 구조가 가장 잘 나타난 성장 전압구간을 다시 0.1 V 간격으로 세분화하여 최적화 조건을 분석하였다. X-선 회절 실험으로 형성한 ZnO 나노구조의 피크가 (110) (002)로 나타났다. X-선 회절 분석의 intensity의 값이 (002)방향이 가장 크게 나타났으므로 우선적으로 (002) 방향으로 ZnO 나노구조가 성장됨을 알 수 있었다. 주사전자현미경상은 grain size가 200~300 nm 사이의 ZnO 나노구조가 형성되며, grain size가 전기화학적 증착 장치의 성장전압이 커짐에 따라 커지는 것을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.371.1-371.1
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• 2016

다양한 물질계의 2차원 나노구조는 그래핀과 함께 그 고유특성으로 최근 광전소자, 전자소자, 센서, 에너지 생성 및 저장과 수소에너지 생성 등의 응용으로 매우 많은 관심을 받고 있다. 특히 층상이중수산화물 (layered-double hydroxide; LDH) 2차원 나노구조는 생성의 용이성과 층상 내 금속 이온의 교환을 통한 특성의 자유로운 제어가 가능하므로 많은 관심을 받고 있다. 층상이중수산화물 화합물은 [Zn(1-x) MIII(x)(OH)2][$An-x/n{\cdot}mH2O$] (MIII = Al, Cr, Ga; An- = CO32-, Cl-, NO3-, CH3COO-) 구조로써, Brucite-type 구조 내에서 3가 양이온의 상태에 따라서 다양한 특성을 제어할 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점으로 인해 층상이중수산화물 화합물은 촉매나, 에너지 저장, 음이온 교환 및 흡착, 화학적 촉매, 바이오 소자 등에 응용이 연구되고 있으며, 다양한 금속 산화물을 제조하기 위한 중간자 precursor로써도 연구되고 있다. 하지만, 이러한 대부분의 연구들을 통한 결과물들이 분말 및 수용액 상태로 남게 되며, 이러한 화합물의 특성을 제어하기 어려운 문제점이 있다. 더욱이 이러한 나노구조물들을 다양한 소자로 응용하기 위해서는 상용의 실리콘이나 glass 등의 기판형태의 물질상에 성장시킬 수 있어야 하며, 그러한 기판 위에서의 형상 및 특성 제어가 용이해야 한다. 따라서 본 연구에서는 실리콘 기판을 적용한 Zn기반의 층상이중 수산화물 화합물을 성장하고, 하부물질의 조성제어를 통한 층상이중수산화물 화합물의 형상제어가 가능한 기술에 관한 연구를 보고하고자 한다. 이를 위한 하부물질의 조성은 Zn와 Al을 통해 이루어지며, 기형성된 Al2O3박막을 핵형성층으로 활용한다. 이러한 방법으로 형성된 층상이중수산화물 화합물에 대해 이차전자주사현미경, 투과전자현미경 및 X-ray회절기법을 통해 구조분석을 하고, Raman 및 광발광스펙트럼 분석을 통해 광학적 분석을 시행함으로써, 층상이중수산화물이 기판상에서 형성되는 메커니즘에 관한 규명을 시행하였다. 이러한 분석연구를 통해 핵형성층의 에칭 따라 실리콘 기판상에서 성장하는 층상이 중수산화물 화합물의 형상 및 조성이 제어되는 메커니즘을 구명하였다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.24 no.6
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• pp.32-40
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• 2009

탄소나노튜브(CNT)는 나노 기술의 대표적인 물질로, 나노 크기의 팁 반경과 100:1 이상의 높은 종횡비, 그리고 물리 화학적 안정성 등으로 인해 이상적인 전자 방출원 재료로 여겨져 많은 연구기관들이 CNT를 이용한 응용 소자를 개발하고 있다. 나노 기술을 바탕으로 한 CNT 백 라이트 유닛(BLU)은 CNT에 인가된 전기장에 의해 전자가 방출되고 방출된 전자가 고전압으로 가속되어 형광체를 때려서 발광하는 원리로 작동되며, 면광윈으로서 고정세의 로컬 디밍, 고속 순간 발광에 의한 잔상 제거 등의 장점으로 고품질의 LCD TV에 적용될 수 있으며, 냉음극형광램프와 발광다이오드를 대체할 만한 차세대 BLU로서 뛰어난 특성을 가지고 있다.