• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.8 no.1
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• pp.25-32
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• 2007

We investigated the silicide reaction stability between 10 nm-Col-xNix alloy films and silicon substrates with the existence of 4 nm-thick natural oxide layers. We thermally evaporated 10 nm-Col-xNix alloy films by varying $x=0.1{\sim}0.9$ on naturally oxidized single crystal and 70 nm-thick polycrystalline silicon substrates. The films structures were annealed by rapid thermal annealing (RTA) from $600^{\circ}C$ to $1100^{\circ}C$ for 40 seconds with the purpose of silicidation. After the removal of residual metallic residue with sulfuric acid, the sheet resistance, microstructure, composition, and surface roughness were investigated using a four-point probe, a field emission scanning electron microscope, a field ion bean4 an X-ray diffractometer, and an Auger electron depth profiling spectroscope, respectively, to confirm the silicide reaction. The residual stress of silicon substrate was also analyzed using a micro-Raman spectrometer We report that the silicide reaction does not occur if natural oxides are present. Metallic oxide residues may be present on a polysilicon substrate at high silicidation temperatures. Huge residual stress is possible on a single crystal silicon substrate at high temperature, and these may result in micro-pinholes. Our results imply that the natural oxide layer removal process is of importance to ensure the successful completion of the silicide process with CoNi alloy films.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.29 no.6
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• pp.383-388
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• 2019

High purity SiC fine powder with metal impurity contents of less than 1 ppm was synthesized by improved carbothermal reduction process, and the synthesized powder was used for SiC single crystal growth in RF heating PVT device at temperature above 2,100℃. In-situ x-ray image analyzer was used to observe the sublimation of the powder and single crystal growth behavior during the growth process. SiC powder was used as a source of single crystal growth, exhausted from the outside of the graphite crucible at the growth temperature and left graphite residues. During the growth, the flow of raw materials was concentrated in the middle and influenced the growth behavior of SiC single crystals. This is due to the difference in temperature distribution inside the crucible due to the fine powder. After the single crystal growth was completed, the single crystal ingot was cut into a 1 mm thick single crystal substrate and finely polished using a diamond abrasive slurry. A dark yellow 4H-SiC was observed overall of single crystal substrate, and the polycrystals generated in the outer part may be caused by the incorporation of impurities such as the bubble layer mixed in the process of attaching the seed crystal to the seed holder.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.43-43
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• 2009

단련용 다결정 Ni기 초내열합금은 우수한 가공성, 내산화성, 고온특성 등으로 가스터빈 연소기, 디스크, 증기발생기 전열관 등 발전용 고온부품 소재에 널리 적용되고 있다. 최근 발전설비의 고효율화를 꾀하기 위해 작동 온도를 현격히 증가시키는 기술방향으로 발전하고 있고, 소재측면에서는 기존의 초내열합금 대비 고기능성을 확보할 수 있는 차세대 Ni기 초내열합금 개발이 유럽, 미국, 일본, 중국 등을 중심으로 활발히 이루어지고 있다. 이러한 소재의 고온강도 (온도수용성)를 향상시키기 위해서는 통상 규칙격자 금속간화합물인 $Ni_3(Al,Ti)-{\gamma}'$상의 분율을 증가시킬 수 있지만, ${\gamma}'$상분율이 증가할 경우 용접 및 후열처리 동안 용접열영향부 (HAZ)에서 액화균열이 발생할 가능성이 높아진다. 결정립계를 따라 발생하는 HAZ 액화균열은 입계특성에 의해 크게 영향을 받을 것으로 판단된다. 한편, 본 연구자들은 최근 입계 serration 현상을 단련용 합금에 도입시키는 특별한 열처리를 이론적 접근법을 통해 개발하였다. 형성된 파형입계는 결정학적인 관점에서 조밀 {111} 입계면을 갖도록 분해 (dissociation)되어 낮은 계면에너지를 갖게 됨을 확인하였으며, 입계형상 변화뿐만 아니라 탄화물 특성변화까지 유도하여 크리프 수명을 기존대비 약 40% 정도 향상시킴을 확인하였다. 이러한 직선형 입계 대비 'special boundary'로 간주되는 파형입계가 도입될 경우, HAZ 결정립크기 변화 및 액화거동에 미치는 영향을 고찰하고, 아울러 입계특성 제어가 용접성/용접부 품질 향상에 기여할 수 있는 가능성도 토의하고자 하였다. 본 연구에서는 재현 HAZ 열사이클 시험을 통해 미세구조를 정량적으로 비교하였다. 상대적으로 입계구조가 안정된 파형입계의 이동속도가 高계면 에너지를 갖는 직선형 입계보다 느려 HAZ 결정립 성장이 효과적으로 억제됨을 확인할 수 있었다. 입계 액화거동을 살펴보면, 두 시편 모두 $M_{23}C_6$, MC 등 입계탄화물 계면이 빠른 승온중 액화반응 (constitutional liquation)에 의해 입계가 액화되었으며, 이후 급냉에 의해 입계에 액상막이 존재한 흔적이 발견되었다. 최고온도별로 입계액화 폭/비율을 정량적으로 비교한 결과, 파형입계가 직선입계 대비 대체로 낮음을 확인할 수 있었으며, 때때로 액화되지 않고 잔존하는 입계 탄화물이 관찰되었다. 재현 HAZ 미세조직을 통해 Hot ductility 시험 결과를 유추하자면, 파형입계가 직선입계 보다 좁은 취성온도영역 (Brittle Temperature Range)을 나타낼 것으로 예상되어, 입계특성제어에 의해 Ni기 초내열합금의 용접성을 향상 가능성을 확인하였다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.20 no.1
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• pp.1-6
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• 2010

CuInGaSe(CIGS) mixed-source was prepared by hydride vapor phase epitaxy (HVPE). Each metal was mixed in regular ratio and soaked at $1090^{\circ}C$ for 90 minutes in nitrogen atmosphere. After making the mixed-source to powder state, the pellet was made by the powder. The diameter of pellet is 10 mm. The CIGS thin film was deposited on soda lime glass evaporated Mo layer bye-beam evaporator. To confirm the crystallization, we measured X-ray diffraction (XRD). High intensity X-ray peaks diffracted from (112), (204)/(220), (116)/(312) and (400) of CIGS thin film and from (110) of Mo were confirmed by XRD measurement.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.159-159
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• 1999

니켈 산화물 박막을 전자비임 증착법으로 기판온도는 RT~25$0^{\circ}C$의 범위에서 제작하였다. 제작시 초기 베이스 압력은 2$\times$10-6mbar로 하고 산소주입후 작업진공도를 3$\times$10-4mbar로 유지하여 증착하였다. 제작시 기판온도에 따라 제작된 시료들은 각각 X선회절장치(XRD)로 막의 구조과 그림과 같이 입방체 구조 또는 팔면체구조를 갖음을 알 수 있었으며 막의 표면형상은 SEM을 이용하여 분석하였다. 각각의 여러 기판온도에 따라 제작된 니켈 산화물 박막의 전기 화학적인 특성을 분석하기 위해 순환전압전류법을 이용하였다. 또한, 전기적인 광학소자로써의 특성을 분석하기 위해 UV-Vis 광분광기를 사용하여 투과율을 측정하여 그 특성을 알아보았다. 순환전압전류법에 의한 각 시료에 대한 박막의 전기화학적 특성은 0.5M KOH 전해질 수용액에서 기판온도가 150~20$0^{\circ}C$로 제작된 니켈 산화물 박막이 다른 온도에서 제작된 시료들보다 높은 전기화학적 안정성을 보임을 알 수 있었다. 마찬가지로 광학적 특성에서 착색과 탈색의 순환과정시 분광광도계에서 나타나는 광투과율을 비교해 보면 100~20$0^{\circ}C$에서 제작된 니켈 산화물 박막이 가역적인 착탈색의 색변화가 현저하게 나타남을 알 수 있었다. 결과적으로 광학적 특성 및 전기화학적 안정성 분석으로 인해 막의수명과 전기적착색 물질의 특성면에서 증착시 기판온도가 150~20$0^{\circ}C$에서 제작된 시료가 가장 내구성면에서 막의 이온 누적이 적고 활성적인 광투과율의 성질을 갖는다는 것이다. 이와같이 니켈산화물 박막제작시 기판온도가 전기적착색물질의 특성과 내구성에 큰 영향을 미침을 분석할 수 있었다.electron Microscopy)과 AFM(Atomim Force microscopy)으로 증착박 표면의 topology와 roughness를 관찰하였다. grain의 크기는 10nm에서 150nm이었고 증착막의 roughness는 4.2nm이었다. 그리고 이 산화막에 전극을 형성하여 유전 상수와 손실률 등을 측정하였다. 이와 같이 plasma를 이용한 3-beam에 의한 증착은 금속의 산화막을 얻는데 유용한 기술로 광학 재료 및 유전 재료의 개발 및 연구에 많이 사용될 것으로 기대된다.소분압 조건에서 RuO2의 형성을 관찰하였으며, 이것은 열역학적인 계산을 통해서 잘 설명할 수 있었다.0$\mu\textrm{m}$, 코일간의 간격은 100$\mu\textrm{m}$였다. 제조된 박막 인덕터는 5MHz에서 1.0$\mu$H의 인덕턴스를 나타내었으며 dc current dervability는 100mA까지 유지되었다. CeO2 박막과 Si 사이의 결함때문이라고 사료된다.phology 관찰결과 Ge 함량이 높은 박막의 입계가 다결정 Si의 입계에 비해 훨씬 큰 것으로 나타났으며 근 값도 증가하는 것으로 나타났다. 포유동물 세포에 유전자 발현벡터로써 사용할 수 있음으로 post-genomics시대에 다양한 종류의 단백질 기능연구에 맡은 도움이 되리라 기대한다.다양한 기능을 가진 신소재 제조에 있다. 또한 경제적인 측면에서도 고부가 가치의 제품 개발에 따른 새로운 수요 창출과 수익률 향상, 기존의 기능성 안료를 나노(nano)화하여 나노 입자를 제조, 기존의 기능성 안료에 대한 비용 절감 효과등을 유도 할 수 있다. 역시 기술적인 측면에서도 특수소재 개발에 있어 최적의 나노 입자 제어기술 개발 및 나노입자를 기능성 소재로 사용하여 새로운 제품의 제조와 고압 기상 분사기술의 최적

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.153-153
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• 1999

platinum 유기착화합물을 사용하여 유리 기판 위에 Pt를 증착시켰다. Pt를 증착하기 위하여 Pt 착화합물을 용해 시킨 후, 유리 기판을 용액속에 담근 후 가열하여 Pt막을 증착하였다. 증착 후 Pt의 면저항은 200~75$\Omega$의 값을 나타내어 비교적 높은 저항값을 나타내었다. 높은 저항값을 낮추기 위해 진공 10-5Torr에서 50, 100, 150, 25$0^{\circ}C$로 열처리를 하였다. 이러한 저항값을 변화의 원인을 살펴보기 위하여 X-선 회절법을 이용하여 결정성의 변화를 살펴보았고, 화학적 조성의 변화는 X-ray 광전자 분광법을 이용하여 조사하였다. 열처리 전 Pt막은 비정질 상태를 나타내었으나, 6$0^{\circ}C$에서 30분간 열처리한 후에는 결정성이 증가하는 것으로 관찰되었다. 열처리 후 결정방향은 {111] 방향이 주 방향이였으며 [002] 방향의 피크도 관찰되었다. 따라서 성장된 막은 다결정 막임을 알 수 있었다. XPS를 이용하여 조성을 조사하여 본 결과 열처리하지 않은 시료의 경우 유기물과 반응하여 Pt의 피크가 넓게 나타나나 열처리 후에는 유기물이 분해되어 Pt의 고유한 피크를 관찰할 수 있었다. 따라서 전기전도도의 변화는 유기물의 분해를 통하여 순수한 Pt로 변해가면서 감소하는 것으로 생각되어 지며 결정성 또한 전기전도도 변화에 중요한 역할을 함을 알 수 있었다. 기존의 방법을 이용하여 Pt를 증착할 경우 기판과 쉽게 박리 되는 현상이 관찰되었으나 본 방법을 이용하여 증착된 Pt 박막의 경우 열처리 후에는 기판과의 접착력이 기존의 방법보다 뛰어나 박리되는 현상이 관찰되지 않았다.$ 이상에서 안정한 것을 볼 수 있었다. 텅스텐 박막은 $\alpha$ 및 $\beta$-W 구조를 가질 수 있으나 본 연구에서 성장된 텅스텐은 $\alpha$-W 구조를 가지는 것을 XRD 측정으로 확인하였다. 성장된 텅스텐 박막의 저항은 구조에 따라서 변화되는 것으로 알려져 있다. 증착조건에 따른 저항의 변화는 SiH4 대 WF6의 가스비, 증착온도에 따라서 변화하였다. 특히 온도가 40$0^{\circ}C$ 이상, SiH4/WF6의 비가 0.2일 경우 텅스텐을 증착시킨 후에 열처리를 거치지 않은 경우에도 기존에 발표된 저항률인 10$\mu$$\Omega$.cm 대의 값을 얻을 수 있었다. 본 연구를 통하여 산화막과의 접착성 문제를 해결하고 낮은 저항을 얻을 수 있었으나, 텅스텐 박막의 성장과정에 의한 게이트 산화막의 열화는 심각학 문제를 야기하였다. 즉, LPCVD 과정에서 발생한 불소 또는 불소 화합물이 게이트의 산화막에 결함을 발생시킴을 확인하였다. 향후, 불소에 의한 게이트 산화막의 열화를 최소화시킬 수 있는 공정 조건의 최저고하 또는 대체게이트 산화막이 적용될 경우, 개발된 연구 결과를 산업체로 이전할 수 있는 가능성이 높을 것을 기대된다.박막 형성 메카니즘에 큰 영향을 미침을 알 수 있었다. 또한 은의 전기화학적 다층박막 성장은 MSM (monolayer-simultaneous-multilayer) 메카니즘을 따름을 확인하였다. 마지막으로 구조 및 양이 규칙적으로 조절되는 전극의 응용가능성이 간단히 논의될 것이다.l 성장을 하였다는 것을 알 수 있었다. 결정성

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.20 no.4
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• pp.497-502
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• 2019

Metal oxide nanostructures are promising materials for advanced applications, such as high sensitive gas sensors, and high capacitance lithium-ion batteries. In this study, tin oxide (SnO) nanostructures were grown on a Si wafer substrate using a two-zone horizontal furnace system for a various substrate temperatures. The raw material of tin dioxide ($SnO_2$) powder was vaporized at $1070^{\circ}C$ in an alumina crucible. High purity Ar gas, as a carrier gas, was flown with a flow rate of 1000 standard cubic centimeters per minute. The SnO nanostructures were grown on a Si substrate at $350{\sim}450^{\circ}C$ under 545 Pa for 30 minutes. The surface morphology of the as-grown SnO nanostructures on Si substrate was characterized by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and atomic force microscopy (AFM). Raman spectroscopy was used to confirm the phase of the as-grown SnO nanostructures. As the results, the as-grown tin oxide nanostructures exhibited a pure tin monoxide phase. As the substrate temperature was increased from $350^{\circ}C$ to $424^{\circ}C$, the thickness and grain size of the SnO nanostructures were increased. The SnO nanostructures grown at $450^{\circ}C$ exhibited complex polycrystalline structures, whereas the SnO nanostructures grown at $350^{\circ}C$ to $424^{\circ}C$ exhibited simple grain structures parallel to the substrate.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.32 no.2
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• pp.45-50
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• 2022

Ga₂O₃ thin films were grown on n-type Si substrates at various growth temperatures of 500, 550, 600, 650 and 700℃. The Ga₂O₃ thin films grown at 500℃ and 550℃ were characterized as featureless flat surface. Grown at higher temperatures (600, 650, and 700℃) showed very rough surface morphology. To figure out the annealing effect on the thin films grown at relatively low temperatures (500, 550, 600, 650 and 700℃), the Ga₂O₃ films were thermally treated at 900℃ for 10 minutes. Crystal structure of the Ga₂O₃ films grown at 500 and 550℃ were changed from amorphous to polycrystalline structure with flat surface. Ga₂O₃ film grown at 550℃ was chosen for the fabrication of a Schottky barrier diode (SBD). Electrical properties of the SBDs depend on the thermal treatment were evaluated. A MSM type photodetector was made on the low temperature grown Ga₂O₃ thin film. The photocurrent for the illumination of 266 nm wavelength showed 5.32 times higher than dark current at the operating voltage of 10 V.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.34 no.3
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• pp.213-220
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• 2023

Mixed-matrix membranes (MMMs), which are composed of a polymer matrix filled with high-performance fillers as a dispersed phase, have been intensively studied for gas separations for the past 30 years. It has been demonstrated that MMMs exhibit superior gas separation performance compared to polymer membranes and are more scalable than polycrystalline membranes. Despite their potential, the commercialization of MMMs has yet to be reported due to several challenging issues. One of the major challenges of MMMs is the non-ideal interface between the continuous polymer phase and dispersed phase, which can result in defect formation (i.e., interfacial voids, etc.). With respect, many MMM studies have focused on addressing the issues through scientific approaches. The engineering approaches for facile and effective large-scale fabrication of MMMs, however, have been relatively underestimated. In this review paper, a novel strategy for fabricating MMMs in a facile and scalable manner using in situ metal-organic framework (MOF) formation is introduced. This new MMM fabrication methodology can effectively address the issues facing current MMMs, likely facilitating the commercialization of MMMs.