• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.271.2-271.2
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• 2013

열화학 기상 증착법은 반도체 산업에서 대면적으로 소자를 양산할 수 있는 방법 중의 하나로서, 그래핀, 이황화 몰리브덴과 같은 이차원 물질의 합성법으로 널리 이용되고 있다. 이런 이차원 물질은 층수에 따라 그 물성이 변화하므로, 층수 조절이 가능한 합성법의 필요성이 대두되고 있다. 열화학 기상 증착법으로 이차원 물질을 합성할 경우, 주요 변수로 성장 온도와 촉매 금속이 있으며 이를 적절히 조절함으로서 합성되는 그래핀의 결정성과 층수의 조절이 가능하다[1-3]. 또한, 이차원 반도체 물질로 전계효과 트랜지스터를 제작하는 경우, 얇은 두께로 인하여 표면의 환경에 민감하게 되므로 게이트 절연체가 중요한 문제로 대두되고 있으며, 이런 현상을 해결하고자 질화붕소(BN)과 같은 이차원 절연물질에 관심이 집중되고 있다. 본 연구에서는 이차원 절연체인 질화붕소의 표면 위에 그래핀을 합성하고자 하였다. 반데발스 성장법(van der Waals epitaxy growth method)으로 1. "BN/ SiO2" 2. "BN/ Ni" 3. "BN/ Cu"의 세 가지 기판을 이용하여 그래핀을 합성하였다. 합성된 그래핀의 결정성 및 층수를 확인하기 위해 라만 스펙트럼과 투과전사 현미경을 통하여 분석하였다. 또한, 이 방법으로 "그래핀/ 질화붕소/ 그래핀"과 같은 구조의 소자를 제작하여 전계효과 트랜지스터 특성을 살펴보았다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.32 no.2
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• pp.143-148
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• 2021

A thermally conductive 200 ㎛ thick polyimide-based film was made from a polyamic acid (PAA) precursor containing graphene prepared from graphite rod using an electrostatic discharge method in order to improve the thermal conductivity and expand the applicability of polyimide (PI) film. Properties of graphene produced by electrostatic discharge were measured by Raman spectroscopy, transmission electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). As a result of Raman spectrum and XPS analyses of as-prepared graphene, the ID/IG ratio was 0.138 and C/O value was 24.91 which are excellent structural and surface chemical properties. Moreover, thermal conductivities of polyimide films increased exponentially according to graphene contents but when the graphene content exceeded 40%, the polyimide film could not maintain its shape. The thermal conductivity of carbonized PI film made from PAA containing 40 wt% of graphene was 51 W/mK which is greatly enhanced from the pristine carbonized PI film (1.9 W/mK). This result could be originated from superior properties of graphene prepared from the electrostatic discharge method.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.9 no.1
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• pp.39-42
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• 1999

Nitrogen-doped SiC(3C) (N-SiC(3C)) epliayers were grown on Si(111) substrate at $1250^{\circ}C$ using chemical vapor deposition (CVD) technique by pyrolyzing tetramethylsilane(TMS) in $H_{2}$ carrier gas. SiC(3C) layer was doped using $NH_{3}$ during the CVD growth to be n-type conduction. Physical properties of N-SiC(3C) were investigated by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, X-ray diffraction (XRD) patterns, Raman spectroscopy, cross-sectional transmission electron microscopy (XTEM), Hall measurement, and current-voltage(I-V) characteristcs of the N-SiC(3C)/Si(p) diode. N-SiC(3C) layers exhibited n-type conductivity. The n-type doping of SiC(3C) could be controlled by nitrogen dopant using $NH_{3}$ at low temperature.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.9 no.2
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• pp.141-148
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• 1999

High quality pure and Nb-doped $PbWO_{4}$ Single Crystal were grown from a 50 %~50 % mixture of Lead oxide (PbO) and Tungsten oxide $(WO_{3})$ by Czochralski method in Iridium crucible. The stoichiometric deviation correspond to the selective loss of the crystal constituents is found to be responsible for the yellowish coloration of $PbWO_{4}$. Through the X-ray powder diffraction experiment, we have investigated the lattice constant variations of each $PbWO_{4}$ crystals. We also present information on their photoluminescence (PL), optical absoption properties and Raman spectra. The temperature dependence of PL intensity and FWHM (Full Width Half Maximum) were measured in the temperature range 10 K~300 K. One observes a slight temperature dependence in the low temperature region and PL intensity decreases over 200 K by thermal quenching. The activation energy, Huang-Rhys coupling constant and inhomogenious brodenning acquired from their temperature dependence.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.211.2-211.2
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• 2016

그래핀은 본연의 우수한 물성으로 인하여 전자소자, 에너지 저장매체, 유연성 전도막 등 다양한 분야로의 응용가능성이 제기되었으나, 실제적인 응용을 위해서는 구조적인 결함을 최소화하며, 특성을 자유로이 제어하거나 향상시키는 공정의 개발이 요구된다. 특히 그래핀을 전자소자로 응용하기 위해서는 전기적 특성을 제어하는 것이 요구된다. 일반적으로 화학적 도핑은 그래핀의 전기적 특성을 제어하는 효율적인 방법으로 알려져 있다. 화학적 도핑은 그래핀을 구성하는 탄소원자를 이종원자로 치환하거나 표면에 흡착시켜 기능화 된 그래핀을 얻는 방법으로, 특정 가스 분위기에서 고온 열처리하거나 활성종들이 존재하는 플라즈마에 노출시키는 방법이 제시되었다. 특히 플라즈마를 이용한 도핑방법은 저온에서 단시간의 처리로 도핑이 가능하고, 플라즈마 변수를 변경하여 도핑정도를 수월하게 제어할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러나 플라즈마내의 극성을 띄는 다양한 활성종들의 충돌효과로 인하여 구조적인 손상이 발생하여 오히려 특성이 저하될 수 있어 이를 고려한 플라즈마 공정조건의 설정이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마에 노출된 그래핀의 Raman 특성을 고찰함으로써 화학적 도핑과 구조적인 결함의 경계를 확립하고 구조결함의 형성을 최소화한 효율적인 도핑조건을 도출하였다. 그래핀은 물리적 박리법을 이용하여 300 nm 두께의 실리콘 산화막이 존재하는 실리콘 웨이퍼 위에 제작하였으며, 평행 평판형 직류 플라즈마 장치를 이용하여 전극의 위치, 인가전력, 처리시간을 변수로 암모니아($NH_3$) 플라즈마를 방전하여 그래핀의 Raman 특성변화를 관찰하였다. 그래핀의 구조적 결함 및 도핑 효과는 라만 스펙트럼의 D, D', 2D밴드의 강도와 G밴드의 위치와 반치폭(Full width at half maximum; FWHM)의 변화를 통해 확인하였다. 그 결과, 인가전력과 처리시간에 따라 결함형성과 질소도핑 영역이 구분 가능함을 확인하였으며, 이를 바탕으로 결함형성을 최소화한 효율적인 도핑조건이 접지전위, 0.45 W의 인가전력, 처리시간 10초이며, 최적조건에서 계산된 도핑레벨은 $1.8{\times}10^{12}cm^{-2}$임을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.238.1-238.1
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• 2015

2차원 탄소나노재료인 그래핀은 본연의 우수한 물성으로 인하여 전자소자, 에너지 저장매체, 유연성 전도막 등 다양한 분야로의 응용가능성이 제기되었다. 그러나 실제적인 응용을 위해서는 그래핀의 구조적인 결함을 최소화하며, 특성을 자유로이 제어하거나 향상시키는 공정의 개발이 필요하다. 일반적으로 화학적 도핑은 그래핀의 전기적 특성을 제어하는 효율적인 방법으로 알려져 있다. 화학적 도핑의 방법으로는 그래핀을 특정 가스 분위기에서 고온 열처리하거나 활성종들이 존재하는 플라즈마에 노출시킴으로써, 그래핀을 구성하는 탄소원자를 이종원자로 치환하거나 표면에 흡착시켜 기능화 된 그래핀을 얻는 방법 등이 제시되었다. 특히 플라즈마를 이용한 도핑방법은 저온에서 단시간의 처리로 효율적인 도핑이 가능하고, 인가전력, 처리시간 등의 플라즈마 변수를 변경하여 도핑정도를 수월하게 제어할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러나 플라즈마 내에 존재하는 극성을 띄는 다양한 활성종들로 인하여 그래핀에 구조적인 결함을 형성하여 오히려 특성이 저하될 수 있어 이를 고려한 플라즈마 공정조건의 설정이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마에 노출된 그래핀의 Raman 특성을 고찰함으로써 화학적 도핑과 구조적인 결함의 경계를 확립하고 구조결함의 형성을 최소화한 효율적인 도핑조건을 도출하였다. 고품질 그래핀은 물리적 박리법을 이용하여 300 nm 두께의 실리콘 산화막이 존재하는 실리콘 웨이퍼 위에 제작하였으며, 평행 평판형 직류 플라즈마 장치를 이용하여 전극의 위치, 인가전력, 처리시간을 변수로 암모니아(NH3) 플라즈마를 방전하여 그래핀의 Raman 특성변화를 관찰하였다. 그래핀의 구조적 결함 및 도핑은 라만 스펙트럼의 D, G, D', 2D밴드의 강도비와 G밴드의 위치와 반치폭(Full width at half maximum; FWHM)의 변화를 통해 확인하였다. 그 결과, 인가전력과 처리시간이 증가함에 따라 그래핀의 도핑레벨이 증가되고, 이후에는 도핑효과가 없어지고 결함의 정도가 상승하는 천이구역이 존재하며, 이를 넘어서는 너무 높은 인가적력의 처리는 그래핀에 결함을 형성하여 구조적인 붕괴를 야기함을 확인하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.39 no.3
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• pp.265-271
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• 2002

Density, water resistance, Raman and infrared spectroscopy were used to investigate the change of structural characteristics with the composition of phosphate galss samples made by melting method. The structural abnormality of the density and water resistance were rapidly increased and shown near the 60mol% of $P_2O_5$. This result could be explained by the structural changes owing to the strong shrinkage of glass network by the coordination of DBO(Double-Bonded Oxygen) around $Mg^{2+}$ cations. In addition, it seems that the DBOs coordinating $Mg^{2+}$ cations lose its characteristics of double bonding and resonate with other NBOs(Non-Bonding Oxygen).

• Solar Energy
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• v.17 no.2
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• pp.55-66
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• 1997

The structural and optoelectronic properties of polycrystalline CdS films up to several microns in thickness, fabricated by three different methods, are compared to one another for the purpose of preparing CdTe/CdS solar cells. All films were deposited on an indium tin oxide on glass substrate. The three methods are: 1) alternated spraying of cation and anion solution at room temperature; 2) spray pyrolysis with substrate temperature up to $500^{\circ}C$; 3) chemical bath deposition (CBD). Deposited films were thermally treated in various ways. All films showed a well-developed wurtzite structure. Films grown by the alternated-spray method and the chemical bath method consist of randomly-oriented crystallites with dimensions <0.5 microns. Annealing at $400^{\circ}C$ increases the crystallite size slightly. Films which were grown by pyrolysis at substrate temperatures from $400^{\circ}C\;to\;500^{\cir\c}C$ were oriented in the <002> direction. For growth by pyrolysis at $500^{\circ}C$, the surface is rough on a lateral scale of 0.1 to 0.3 microns. The optical band gap and defect states are investigated by optical absorption, photoluminescene, Raman, and photothermal deflection spectroscopies.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.7
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• pp.591-595
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• 1998

In this work, the freestanding GaN single crystalline substrates without cracks were grown by hydride vapor phase epitaxy (HVPE) and its some properties were investigated. The GaN substrate, having a current maximum size of 350 $\mu\textrm{m}$-thickness and 100$\textrm{mm}^2$ area, were obtained by HVPE growth of thick film GaN on sapphire substrate and subsequent mechanical removal of the sapphire substrate. A lattice constant of $C_o$= 5.18486 $\AA$ and a FWHM of DCXRD was 650 arcsec for the single crystalline GaN substrate. The low temperature PL spectrum consist of three excitonic emission and a deep D- A pair recombination at 1.8eV. The Raman E, (high) mode frequency was 567$cm^{-1}$ which was the same as that of strain free bulk single crystals. The Hall mobility and carrier concentration was 283$cm^3$<\ulcornerTEX>/ V.sand 1.1$\times$$10^{18}cm^{-3}$, respectively.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.22 no.1
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• pp.31-36
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• 2013

For the simplification of doping process in amorphous carbon film, arsenic (As) ions were implanted on the nucleated silicon wafer before the growth process. Then amorphous carbon films were grown at the condition of $CH_4/H_2=5%$ by microwave plasma chemical vapour deposition. Because the implanted seeds were grown at the high temperature and the implanted ions were spread, it was possible to reduce the process steps by leaving out the annealing process. When the implanted amorphous carbon films were electrically characterized in diode configuration, field emission current of $0.1mA/cm^2$ was obtained at the applied electric field of about $2.5V/{\mu}m$. The results show that the implanted As ions were sufficiently doped by the self-annealing process by using the growth after implantation.