• Journal of the KSME
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• v.52 no.6
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• pp.48-51
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• 2012

이 글에서는 하향식 마이크로 제조공정을 이용하여 디바이스 플랫폼을 만들고 상향식 자가조립으로 나노소재 박막을 만드는 공정을 소개하고, 나노소재 박막의 선택적 패터닝을 통해 디바이스를 구현한 연구에 대해 소개하고자 한다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.25 no.3
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• pp.7-14
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• 2008

• Proceedings of the Korean Society of Laser Processing Conference
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• 2005.06a
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• pp.21-25
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• 2005

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.31.2-31.2
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• 2010

질화물계 발광다이오드는 소비전력이 낮고 발광효율이 높은 조명용 반도체소자로서 다양한 분야에 적용되고 있으나 질화갈륨 반도체 층 및 외부 공기와의 계면에서 발생하는 전반사로 인하여 광추출특성이 매우 낮은 문제점이 있다. 이를 해결하기 위하여 다양한 연구가 진행되고 있으며 투명전극 또는 p형 질화갈륨 층에 주기적인 나노 패턴을 형성하고 이에 따른 난반사 효과를 통해 전반사를 억제시키는 연구가 주로 진행되고 있다. 현재까지의 연구에서 발광다이오드의 광추출향상을 위한 나노 패턴은 플라즈마 식각공정을 통하여 형성되었지만 플라즈마 데미지에 의해 소자의 전기적 특성이 저하되는 문제점이 있었다. 본 연구에서는 플라즈마 식각 공정이 요구되지 않는 sol-gel 임프린팅 공정을 이용하여 발광다이오드의 ITO 투명전극 위에 산화아연 나노 패턴을 직접 형성하였다. Sol 솔루션은 에탄올에 zinc acetate dihydrate와 diethanolamine을 희석하여 제작하였고 이를 스핀코팅 방법을 통해 발광다이오드의 ITO 투명전극 층 위에 도포하였다. 이 후, 고 투습성의 PDMS (Polydimethylsiloxane) 몰드를 이용하여 $190^{\circ}C$에서 임프린팅을 진행하였고 이 과정에서 대부분의 솔벤트(에탄올)는 PDMS 몰드로 흡수되어 임프린팅 후에는 나노 패턴이 형성된 산화아연 gel 박막을 얻을 수 있었다. 최종적으로 $500^{\circ}C$에서 1시간 동안 열처리 하여 발광다이오드의 ITO 투명전극 위에 산화아연 나노 패턴을 형성하였다. 나노임프린팅 기반의 직접 패터닝 공정을 통하여 형성된 산화아연 패턴 층을 XRD 측정을 통해 결정성을 분석하였고 형성된 패턴의 형상을 SEM을 통해 확인하였다. 또한, 산화아연 패턴 유무에 따른 발광다이오드 소자의 광추출효율 비교를 위해 electroluminescence를 측정하였으며, 소자의 전기적 특성은 I-V 측정을 통해 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.134.1-134.1
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• 2014

콜로이달 리소그래피는 나노미터 크기의 나노구를 자가조립에 의해 정렬시킴으로써, 파장이하 크기의 주기 구조를 저비용으로 쉽게 구현할 수 있는 패터닝 기법이다. 콜로이달 리소그래피나 소프트 리소그래피와 같이 대면적 패터닝이 가능한 공정을 태양전지를 위한 반사방지 및 광 포획 증대 구조에 적용함으로써, 기존 성능을 크게 향상시켰다. 본 연구에서는, 유한차분 시간영역 수치해석법을 이용하여 반사 방지 및 광 포획 증대 구조에 대한 이론적 검증 및 설계를 진행하였고, 콜로이달 리소그래피 및 반도체 공정을 통해 샘플을 제작하였으며, 제작된 샘플의 성능을 적분구를 겸비한 자외선 가시광 근적외선 영역 분광기를 통해 평가하였다. 반사방지 나노섬을 겸비한 나노 원뿔대 언덕형 굴절률 소자를 구현함으로써, 300나노미터 이하의 구조체를 사용하지 않고도 근자외선 영역을 포함하는 태양광 에너지의 손실을 최소화할 수 있는 광대역 방사방지 구조체를 제시하였다. 나노 원뿔대가 격자상수 이상의 파장에 대한 언덕형 굴절률을 제공하고, 4분의 1파장 나노섬 반사방지막이 격자 상수 이하의 근자외선 태양광을 추가적으로 흡수하여, 근자외선 영역에서의 평균 반사율을 3.8% 수준으로 달성 할 수 있었다. 또한, 낮은 양호계수를 갖는 속삭임 회랑 공진기 어레이를 이용하여, 박막 태양전지에 적합한 유전체 기반 광포획 증대 나노구조를 제시하였다. 나노반구, 나노고깔, 나노구, 함몰형 나노구 어레이 형태를 가지며, 500nm의 주기를 갖는 유전체 표면 텍스쳐드 구조를 초박형 비정질 실리콘 필름(100nm) 위에 제작하여 광대역 광 포획 증대 효과를 실험적으로 평가하였다. 구조들 중 함몰형 나노구 어레이가 결합된 비정질 실리콘 박막이 가장 높은 성능을 보였으며, 구조가 없는 경우 대비 약 67.6%의 가중 흡수율 증가를 나타내었다. 특히, 함몰형 나노구 어레이 구조 중 폴리메틸메타아크릴레이트로 제작된 평판형 함몰층은 나노구 비정질 박막 실리콘 사이의 접착력 및 기계적 강성을 향상시켰을 뿐 아니라, 함몰층 내부로 회절되고 산란된 빛들이 도파모드 효과에 의해 부가적인 광 포획 증대를 가져옴으로써, 가장 높은 광 포획 효과를 얻을 수 있었다. 유전체 기반 나노 구조들은 간단하고 저비용이며, 대면적으로 쉽게 제작할 수 있는 자가 조립 기반 콜로이달 리소그래피 및 소프트 리소그래피 기술을 이용하여 제작되었다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.32.2-32.2
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• 2010

본 연구에서는 고출력, 고휘도를 위해서 개발되고 있는 수직형 LED소자의 광출력향상을 위한 나노 패터닝 공정을 진행하였다. 수직형 LED는 기존 측면형 LED에 비해서 열방출 특성이 우수하고 대면적 칩으로 제작이 가능하기 때문에 높은 광출력이 필요한 조명 분야로의 적용이 가능하다. 하지만 수직형 LED 역시 기존 측면형 LED와 마찬가지로 질화갈륨 및 외부 공기와의 계면에서 전반사가 심하기 때문에 광추출효율이 낮은 문제점이 있으며 이를 해결하는 것이 큰 이슈가 되고 있다. 이를 해결하기 위해서 광결정 패턴을 LED 소자에 형성하여 광추출효율을 향상시키려는 연구가 활발히 진행되고 있으나 아직까지 수직형 LED 웨이퍼 전면적에 균일한 패턴을 형성할 수 있는 기술 개발이 미진한 상황이다. 본 연구에서는 유연 고분자 몰드를 이용한 대면적 나노 임프린팅 및 나노 프린팅 기술을 통해서 2 inch 수직형 LED 웨이퍼 전면적에 균일한 패턴을 전사하는 공정을 진행하였다. 구체적으로는 나노임프린트 및 건식식각 공정을 통해서 수직형 LED의 n형 질화갈륨 층에 높은 가로세로비의 광결정 패턴을 형성하였으며 이를 통해서 약 40% 정도의 광출력이 향상되었다. 또한 고 굴절률의 산화아연 나노 패턴 형성공정을 대면적 LED 기판에 시도하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.155-155
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• 2004

최근 집중 육성산업으로 분류되어 연구 및 투자가 되고 있는 반도체, 정보통신, 바이오산업, 디스플레이 등에서 초정밀화와 저비용, 대량생산을 하기 위해서 기존의 공정을 대체할 수 있는 새로운 나노공정기술의 요구가 급증하고 있다 최근에는 극초단파 특성으로 인하여 극미세 형상을 가공할 수 있는 펨토초 레이저(femto second laser)를 나노공정에 적용하는 다양한 연구가 진행되고 있다. 특히, 기존의 쾌속조형공정을 응용하여 다른 공정으로는 제작이 불가능한 나노 스케일에서 3차원 자유곡면을 가지는 구조물을 제작할 수 있는 공정개발에 대하여 다양한 연구가 진행되고 있다.(중략)

• 기계와재료
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• v.19 no.3 s.73
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• pp.126-133
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• 2007

• Journal of the KSME
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• v.52 no.6
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• pp.39-42
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• 2012

이 글에서는 나노급의 패턴이나 형상구조물을 값싸고 대량으로 찍어낼 수 있는 패터닝 기술인 나노임프린트 기술을 소개하고자 한다.

• The Science & Technology
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• no.7 s.458
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• pp.27-29
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• 2007