• Polymer(Korea)
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• v.29 no.4
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• pp.418-421
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• 2005

Three-dimensional (3D) microfabrication process using two-photon polymerization (TPP) is developed to fabricate the curved microstructures in a layer, which can be applied potentially to optical MEMS, nano/micro-devices, etc. A 3D curved structure can be expressed using the same height-contours that are defined by symbolic colors which consist of 14 colors. Then, the designed bitmap figure is transformed into a multi-exposure voxel matrix (MVM). In this work a multi-exposure voxel matrix scanning method is used to generate various heights of voxels according to each laser exposure time that is assigned to the symbolic colors. An objective lens with a numerical aperture of 1.25 is employed to enlarge the variation of a voxel height in the range of 1.2 to 6.4 um which can be controlled easily using the various exposure time. Though this work some 3D curved micro-shapes are fabricated directly to demonstrate the usefulness of the process without a laminating process that is generally required in a micro-stereolithography process.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.22 no.1
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• pp.6-10
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• 2012

We have observed the change in the film resistance of thin nickel film up to 13 nm, which is deposited on a porous anodic alumina substrate, prepared by two-step anodization technique under phosphoric acid. The resulting film grows as a porous film, following the pore structure on the surface of the alumina substrate, and the value of the resistance lies above $150k{\Omega}$ within the range of thickness studied here, decreasing very slowly with the film thickness. The observed resistance value is much higher than the reported value of a uniform film at the same thickness. Since the observed value of the surface coverage with the pores is smaller than the critical value, expected from the percolation theory, the pore structure limits the formation of conduction channel across the film. In addition, by comparing to the typical model of thickness-dependent resistivity, we expect that the scattering at the pore edge further increases the film resistance.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.424-424
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• 2009

그라핀은 밴드갭이 없어서 세미메탈의 성질을 띠므로 초고속 RF 소자에는 응용이 가능하지만, 현재 사용되는 반도체 칩에 사용하기가 불가능하다. 그러나 그라핀을 매우 좁은 리본 형태로 만들 경우 밴드갭이 생기고 이에 따라 반도체특성을 뛰게 된다. 이러한 특성은 시뮬레이션을 통해서만 이해되다가 2007년 P. Kim이 그라핀 나노리본의 밴드캡이 리본의 폭이 좁아짐에 따라 증가함을 실험적으로 최초로 발표하였다. 하지만 그라핀을 나노리본형태로 식각 방법에 대해서는 정확히 연구되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 $O_2$ plasma ashing 방법을 이용하여 그라핀을 식각하는 방법에 대해 연구하였다. 먼저 Si기판을 initial cleaning 한 후, highly-oriented pyrolytic graphite(HOPG)를 이용하여 기존의 mechanical exfoliation 방식을 통해 그라핀을 형성하였다. Photo-lithography 방법을 통하여 패터닝한 후, 그라핀을 식각하기 위하여 Reactive Ion Etcher (RIE) system을 이용한 $O_2$ plasma ashing을 50 W에서 1 분간 실시하였다. 다시 image reverse photo-lithography 과정과 E-beam evaporator system를 통해서 Al 전극을 형성하여 graphene-FET를 제작하였고, 광학 현미경과 AFM (Atomic force microscope)을 통해 두께를 확인하였다. 본 연구를 통하여 $O_2$ plasma ashing을 이용하여 쉽게 그라 E을 식각할 수 있음을 확인 하였으며, 제작된 소자의 전기적 특성에 대해서 현재 실험중에 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.79.1-79.1
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• 2011

인쇄전자 기술은 기존의 다양한 인쇄 공정에 전자 재료를 적용하여 전자소자 및 전자소자에 적용 가능한 제품들을 생산하는 기술이다. 인쇄 공정은 크게 접촉식과 비접촉식으로 구분할 수 있는데 비접촉식 인쇄 방식의 대표적인 예가 잉크젯과 스프레이 방식을 이용한 인쇄라고 할 수 있다. ESD는 정전기력을 이용한 스프레이 방식의 인쇄 공정으로써 기존의 정전기력만을 이용한 인쇄 방식과는 달리 정전기력과 공압을 동시에 적용하여 상대적으로 빠른 시간 내에 나노 박막의 코팅과 패터닝이 가능한 공정이다. 일반적으로 터치 패널에 사용되는 ITO의 경우는 증착 방식에 의존하고 있어 공정 시간이 길고 생산 단가도 비싸다는 단점이 있다. ESD 코팅의 경우는 기존의 증착 방식이 아닌 직접 인쇄 방식으로 공정 시간과 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. 투명 전도막 형성에 사용되는 전도성 고분자의 경우 ITO를 대체할 수 있을 만큼의 성능을 지니고 있어 터치 패널용 전극으로 응용할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 ESD 공정을 이용하여 ITO 대체가 가능한 터치패널용 투명전극을 형성하였다. 전도성 고분자의 코팅 두께에 따라 전기적인 특성이 변화하지만 투과도 80%를 전후로 면저항이 $60{\sim}80{\Omega}/{\Box}$의 성능이 나타남을 확인할 수 있었다. 또한 코팅된 투명 전도막을 이용하여 터치패널용 모듈 제작을 통해 동작 여부도 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.62.1-62.1
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• 2011

현재 상용화된 LED 또는 태양전지 등의 투명전극(TCO, transparent couducting oxide)재료로 높은 전기전도도와 광투과도를 갖는 ITO (Indium Tin Oxide)가 많이 채택되고 있다. 그러나 이에 사용되는 Indium의 단가가 높다는 문제점이 있어 이를 대체하기 위한 물질의 연구가 많이 이루어지고 있다. 특히 Aluminum을 doping한 ZnO (AZO)는 우수한 전기적, 광학적 특성 등으로 인해 ITO를 대체할 차세대 TCO 물질로 각광받고 있다. 본 연구에서는 sol-gel법을 및 direct patterning법을 이용하여 moth-eye 패턴을 포함하는 AZO 박막을 제작하였다. AZO sol을 제작하기 위하여 2-methoxyethanol, zinc acetate dihydrate 및 doping source로 aluminum nitrate nonahydrate를 사용하였다. 또한 광추출 향상 효과를 갖는 moth-eye 구조의 master stamp를 Polydimethyl siloxane(PDMS)를 이용하여 역상 moth-eye 구조의 mold를 복제하였으며, 이 복제된 mold와 제작된 AZO sol을 이용한 direct patterning법을 통해 나노급 moth-eye 구조를 갖는 AZO 투명전극층을 형성하였다. 제작된 moth-eye 구조를 갖는 AZO 투명전극층의 전기적 특성 평가를 위해, 4-point probe 측정 및 Hall measurement를 시행하였으며, 광학적 특성을 확인하기 위하여 UV-Visable spectrometer를 이용하여 투과도를 측정하였다. 본 연구를 통해 현재 상용화된 광전자 소자에 사용되고 있는 ITO 투명전극을 대체할 차세대 투명전극으로써 AZO 박막의 가능성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.59-59
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• 2010

상변화 메모리 소자의 고집적화를 위한 새로운 패터닝 공정을 위하여 블락 공중합체의 자가 조립 특성을 적용한 고분자 패턴을 TiN기판 위에 적용화기 위한 연구를 진행하였다. 블락 공중합체의 자기 조립에 의한 패턴의 모양은 각 기판과 블락 공중합체간의 상호작용에 따라 sphere, cylinder, lamellar 형태의 모양을 띄게 된다. 표면처리가 안된 TiN기판 위의 PS-b-PMMA 블락 공중합체의 패턴의 형태는 cylinder와 lamellar 구조가 섞여 있는 구조로써 PS-r-PMMA 랜덤 공중합체로 기판 표면을 처리해 줄 경우 좀 더 균일한 cylinder 패턴 구조를 얻을 수 있었다. PS-r-PMMA로 기판 표면 처리 전 후의 상호 작용의 변화를 알아보기 위하여 물방울 접촉각 테스트를 하였으며 랜덤 공중합체와 블락 공중합체의 표면 처리 열처리 조건에 따른 패턴 행태의 변화를 관찰하기 위하여 모두 24,48,72시간으로 변화시켜 열처리 하였다. 최종 열처리 후 블락 공중합체의 패턴 형태의 주사 전자 현미경 관찰을 위하여 acetic acid에 60분 동안 침지시켜 PMMA를 제거 후 괄찰하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.1219-1220
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• 2015

마이크로, 나노유체 (micro-, nanofluidics)을 이용한 종이 기반 분석 소자 (paper-based analytical devices, micro-PADs)에 대한 관심이 증가하고 있다. 종이 기반의 분석 소자는 초저가의 비용과 간단한 공정 방법으로 인하여 상용화 컨셉의 바이오센서로 각광받고 있다. 하지만, 종이 기반의 분석 소자는 낮은 검출 한계 (limit of detection, LOD)와 민감도 (sensitivity)의 제한이 있다. 그로 인해 우리는 이온 선택적 투과층 (ion permselective membrane, i.e. Nafion)을 종이 기반의 분석 소자와 결합하여 이온 농도 분극 (ion concentration polarization, ICP) 현상을 구현하여 낮은 검출한계와 민감도를 개선할 수 있었다. 접착력이 있는 테이프 표면에 이온 선택적 투과층을 패터닝 (patterning)하여 종이 기반 분석 소자와 결합하여 매우 간단하게 소자를 제작할 수 있었다. 따라서 종이 기반의 채널 양단에 직류 전압을 인가했을 때 발생하는 ICP 현상으로 인하여 형광 물질 (fluorescence dye)이 농축(preconcentration)되는 것을 확인할 수 있었다. 구체적으로, 초기 농도가 1.55 nM인 형광 물질을 이용하여 200 V의 외부전압을 인가했을 때, 500 초 이내에 1000 배 이상의 농축비를 얻을 수 있었다. 따라서, 외부 전압을 상용화된 건전지 출력값으로 낮출 수 있다면 다양한 종이 기반 분석 소자와 간단한 결합 방법을 통해 상용화 컨셉의 바이오센서로도 구현이 가능할 것이다.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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• v.24 no.1
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• pp.94-97
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• 2015

In this study, we introduce a yellowing phenomenon in silver nanowire laser patterning and attempt to understand the cause of this phenomenon. Silver nanowire is a promising alternative to indium tin oxide as a transparent electrode owing to its flexibility. Additionally, silver nanowire can be easily patterned by laser ablation, which is free of dangerous chemicals. However, a yellowish color change reducing visibility is observed on the patterned area of the silver nanowires, and this yellowing phenomenon prevents the use of silver nanowire as a transparent electrode material. We concluded that resolidified debris of melted and evaporated silver nanowires after laser ablation causes the color change of the electrode. Further research is needed to determine a means of mitigating this yellowing phenomenon.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.187-187
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• 2011

최근 디스플레이 산업과 태양전지 등의 이차 전지 산업이 발달함에 따라 원가절감과 공정단계의 단순화를 위하여 다이렉트 패터닝 인쇄에 대한 연구가 관심을 받고 있으며, 나노전자부품 제작이 요구되는 전기/전자 소자들은 수백 nm에서부터 수십 ${\mu}$m 수준까지 다양한 해상도의 패턴으로 구성되므로 미세패턴이 가능한 정전수력학 잉크젯프린팅 방식은 기존의 인쇄 방식과 달리, 정전기력을 이용하여 인쇄를 하는 방식으로, 수KV의 고전압을 인가하여 잉크를 대전시키고, 대전된 잉크는 대부의 전기적 반발력에 의해 액적이나 액실로 분열하게 된다. 전하를 띤 액적 또는 액실은 정전기력을 받아 기판 쪽으로 이동을 하게 되는데, 이때 액적의 전하량에 의해 액적의 이동속도와 이동경로가 영향을 받게 된다. 본 연구에서는 잉크의 전기전도도에 따른 액적의 전하량을 계산하여 전기전도도와 액적의 전하량과의 관계를 ANASYS 시뮬레이션과 운동경로 분석을 통해 확인하였다. 전기전도도가 0.307s/m~5.6s/m인 잉크에 따른 액적의 전하량을 계산하였으며, 전기전도도가 변화에 따라. 전하량이 $0.5{\times}10^{-13}C{\sim}2.5{\times}10^{-13}C$ 으로 변화하는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2005.10a
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• pp.698-701
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• 2005

We have investigated experimentally a nano patterning using electron beam lithography for the nickel stamper fabrication. Recently, DVD and Blu-ray disk(BD) have nano-scale patterns in order to increase the storage density. Specially, BD has 100nm-scale patterns which are generally fabricated by electron beam lithography. In this paper, we found optimum condition of electron-beam lithography for 100nm-scale patterning. We controlled various conditions of EHP(acceleration voltage), beam current, dose and aperture size in order to obtain optimum conditions. We used 100nm-thick PMMA layer on a silicon wafer as photoresist. We found that EHP was the most dominant factor in electron-beam lithography.