• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
• /
• v.26 no.1
• /
• pp.8-13
• /
• 2016

A top-seeded solution growth (TSSG) is a method of growing SiC single crystal from the Si melt dissolved the carbon. In this study, multiphysics modeling was conducted using COMSOL Multiphysics, a commercialized finite element analysis package, to get analytic results about electromagnetic analysis, heat transfer and fluid flow in the Si melt. Experimental results showed good agreements with simulation data, which supports the validity of the simulation model. Based on the understanding about solution growth of SiC and our set-up, crystal growth was conducted on off-axis 4H-SiC seed crystal in the temperature range of $1600{\sim}1800^{\circ}C$. The grown layer showed good crystal quality confirmed with optical microscopy and high resolution X-ray diffraction, which also demonstrates the effectiveness of the multiphysics model to find a process condition of solution growth of SiC single crystal.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2009.11a
• /
• pp.22-22
• /
• 2009

최근 산화물 반도체와 나노소자 대한 관심이 날로 높아지고 있는 가운데 산화아연(ZnO) 나노구조를 이용한 나노소자 제작이 많이 연구되고 있다. 산화아연은 c축으로 우선 배향성을 가지는 우르짜이트 구조로써, 나노선 성장이 다른 산화물에 비해 용이하고 그 물리적, 화학적 특성이 안정 무수하다. 이러한 산화아연 나노선 제작법 가운데, 유기금속화학기상증착법은 다른 성장법에 비해 결정학적 광학적 특성이 우수하고 성장속도가 빨라 고품질 나노선 성장에 용이한 장비로 각광받고 있다. 하지만 bottom-up 공정을 기반으로 한 나노소자제작에서 몇 가지 문제점을 가지고 있다. 1) 수직형 대면적 성장, 2) 나노선 밀도 조절의 어려움, 3) 기판과의 계면층에 자발적으로 생성되는 계면층의 제거, 4) 고온성장시 precursor의 증발 문제 등이 그것이다. 본인은 이러한 문제점을 해결하기 위해 산화아연 나노구조 성장 시, 마그네슘(Mg)을 도입하여, 각 원소의 함량 분포 정도에 따라 기판 표면에 30nm 두께 미만의 상분리층(단결정+비정질층)을 자발적으로 형성시켰다. 성장이 진행됨에 따라, 아연이 rich한 단결정 층에서는 나노선이 선택적으로 성장하게 하였고, 마그네슘이 rich한 비정질 층에서는 성장이 이루어지지 않게 하였다. 따라서 산화아연이 증발되는 온도영역에서 10nm 이하 직경을 가지는 나노선을 자발적으로 계면층 없이 수직 성장하였다. 또한, 표면의 단결정, 비정질의 사이즈를 Mg 함량으로 적절히 조절한 결과, 산화아연계 나노월 구조성장이 가능하였다.

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
• /
• v.15 no.1
• /
• pp.261-267
• /
• 2015

The eigenvalue problems involving the diffraction of waves by multi-layered grating configurations can be explained by rigorous modal expansion terms. Such a modal solution can be represented by equivalent transmission-line networks, which are generalized forms of simple conventional circuits. This approach brings considerable physical insight into the grating diffraction process of the fields everywhere. In particular, the transmission-line representation can serve as a template for computational algorithms that systematically evaluate dispersion properties, radiation effects and other optical characteristics that are not readily obtained by other methods. To illustrate the validity of the present rigorous approach, the previous research works are numerically confirmed and the results agree well each other.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2010.05a
• /
• pp.59-59
• /
• 2010

ZnO는 II-VI 족 화합물 반도체로써 상온에서 큰 엑시톤 결합에너지 (~60 meV) 를 가지며 밴드갭이 3.37 eV인 직접 천이형 반도체로 잘 알려진 물질이다. 이러한 ZnO의 물리적 특성은 광학소자로 상용화된 GaN와 유사하기 때문에 LED나 LD등의 광 소자 재료로 주목 받고 있다. 또한 ZnO는 3족 원소 (In, Ga, Al)를 도핑 함으로써 전기적 특성 제어가 가능한 장점을 가지고 있다. 본 연구는 펄스레이저 증착법 (Pulsed Laser Deposition)을 이용하여 Si (111) 기판 위에 ZnO:In 박막을 성장 시켰으며, 도핑된 indium 양에 따른 ZnO 박막의 배향성 변화를 관찰 하였다. X-선 회절 분석법 (X-ray diffraction), 탐침형 원자현미경 (Atomic Force Microscope) 그리고 투과전자 현미경 (Transmission Electron Microscope)을 측정하였다. XRD 측정 결과 un-doped ZnO 박막은 (002) 방향으로 c-축 우선성장 하였다. 그러나 ZnO 박막내의 Indium 양이 증가 할수록 (002) 방향에서 (101), (102), (103) 등의 (101) 방향으로 성장이 변화 하였으며 5 at.% 이상에서는 (100) 방향의 성장이 관찰 되었다. TEM 측정 결과 un-doped ZnO 박막은 columnar 구조로 성장 되었으나, Indium 양이 증가할수록 column의 size가 감소하며, 5 at.% 이상에서 columnar 구조 성장이 거의 관찰되지 않는다. AFM 결과에서는 Indium 양이 증가 할수록 박막의 표면거칠기와 결정립 크기가 감소하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.462-462
• /
• 2011

그래핀은 탄소원자로 구성된 원자단위 두께의 매우 얇은 2차원의 나노재료로서 높은 투광도 뿐만 아니라 우수한 기계적, 전기적 특성을 지니며 구조적 화학적 으로도 매우 안정한 것으로 알려져 있다. 이러한 그래핀을 얻는 방법에는 물리·화학적 박리법, 탄화규소의 흑연화, 열화학기 상증착법(thermal chemical vapor deposition; TCVD)등 많은 방법들이 존재한다. 이중 TCVD방법이 대면적으로 두께균일도가 높은 그래핀을 얻는데 가장 적합한 방법으로 알려져 있다. 한편 그래핀은 우수한 특성들을 기반으로 센서나 메모리와 같은 기능성 소자로 응용이 가능할 뿐 아니라 투명고분자 기판으로 전사함으로서 유연성 투명전극을 제작 가능하여 기존의 인듐산화물(indium tin oxide; ITO) 투명전극을 대체하여 디스플레이, 터치스크린, 전·자기 차폐재 등의 다양한 분야로의 응용이 가능하다고 예측되고 있다. 본 연구에서는 TCVD법을 이용하여 대면적으로 두께균일도가 높은 그래핀을 합성하여 투명 고분자 기판(polyethylene terephthalate; PET) 위에 전사하여 투명전도막을 제작한 후, 압축변형률(compressive strain)의 변화에 따른 전기적 특성 변화를 측정하였다. 그래핀은 300 nm 두께의 니켈박막이 증착된 산화물 실리콘 기판위에 원료가스로 메탄(CH4)을 사용하여 합성하였다. 합성 결과 단층 그래핀의 면적은 약 80% 이상이었으며, 합성된 그래핀은 분석의 용이함 및 향후 다양한 응용을 위하여 식각공정을 통해 산화막 실리콘 기판과 PET기판으로 전사하였다. PET기판 위로 전사하여 제작한 그래핀 투명전도막의 strain 인가에 따른 전기적 특성을 관찰한 결과, 약 20%의 비교적 높은 strain하에서도 전기적특성이 크게 변화하지 않는 것을 확인하였다. 그래핀의 특성분석을 위해서는 광학현미경, 라만 분광기, 투과전자현미경, 자외 및 가시선 분광광도계, 4탐침측정기 등을 이용하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.08a
• /
• pp.238-238
• /
• 2013

사파이어 단결정은 광학 투명도, 물리적 강도, 충격 저항, 마모 부식, 높은 압력 및 온도 내구성, 생체 호환성 등 다양한 특성을 가지고 있어 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 특히 최근에는 백색 또는 청색 LED 소자 분야에서 기판으로 주로 활용되고 있다. 이러한 사파이어 단결정 기판은 공정에서 결정 성장 조건 및 기계적 연마 등의 다양한 요인으로 결정학적 결함이 발생한다. 이러한 결정학적 결함을 제어함으로서 좋은 품질의 단결정 기판을 생산할 수 있다. 이에 따라 각종 결함 제어를 위해서 X-선, EPD, 레이저 편광법 등 다양한 방법으로 결함들을 측정하고 있다. 그 중에서도 X-선 토포그래피는 시료를 비파괴적인 방법으로 단결정의 결함 밀도와 유형 등을 파악하는데 매우 유용한 측정법이며, Lang 토포그래피로 대표되는 X-선 회절 투과법은 기판과 같은 대구경의 시료를 우수한 분해능으로 내부 결함까지 관찰할 수 있는 장점을 지니고 있다. 본 연구에서는 대구경 사파이어 단결정 기판에 내재하는 결정 결함을 확인 및 분석하기 위해 X-선 Lang 토포그래피(X-ray Lang Topography) 장비를 구축하였다. 그리고 4, 6인치 c-면 사파이어 단결정 기판의 (110), (102) 회절면의 X-선 토포그래피 측정을 통해 전위(dislocation), 스크래치(scratch), 표면데미지(surface damage), 트윈(twin), 잔류 응력(strain) 등의 결함의 유형을 식별 및 분석하였으며, 각각의 결함들의 토포그래피 이미지 형성 메커니즘에 대해 분석하였다. 이를 통해 X-선 Lang 토포그래피(X-ray Lang Topography) 장비가 대구경 사파이어 단결정 기판의 결정 결함 평가에 폭넓은 활용이 가능할 것으로 예상된다.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
• /
• v.33 no.1
• /
• pp.23-29
• /
• 2016

Zinc oxide of hexagonal wurzite, is known as n-type semiconductor. It has a wide band gap energy of 3.37 eV and large exciton binding energy of 60 meV. It can be widely applied to gas sensors, laser diodes, dye-sensitized solar cells and degradation of dye waste. The use of microwave hydrothermal synthesis brings a rapid reaction rate, high yield, and energy saving. Amine additives control the different particle shapes because of the chelate effect and formation of hydroxide ion. In this study, zinc nitrate hexahydrate was used as zinc precursor. In addition, ethanolamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, and hexamethylenetetramine are used as shape control agent. The pH value was controlled as 11 by NaOH. The shapes of zinc oxide are star-like, rod, flower-like, and circular cone. In order to analyze physical, chemical, and optical properties of ZnO with diverse amine additives, we used XRD, SEM, EDS, FT-IR, UV-Vis spectroscopy, and PL spectroscopy.

• The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
• /
• v.17 no.3
• /
• pp.146-154
• /
• 2024

In this paper, we present a convenient liquid crystal (LC) molecular alignment method using brush hairs as an alternative to the rubbing process in the LC display industry. Titanium strontium yttrium zirconium oxide (TiSrYZrO) solution was prepared using a sol-gel process, and the TiSrYZrO alignment film production and LC molecular alignment were integrated through a one-step brush coating process. As the curing temperature increased, the LC molecule alignment of the LC cell improved, and the formation of a physical surface anisotropic structure due to the shear stress caused by the movement of the brush hairs on the coating surface led to uniform alignment of the LC molecules. Uniform and homogeneous LC molecular alignment was confirmed through polarizing optical microscopy and pretilt angle measurement. Through thermal oxidation using X-ray photoelectron spectroscopy, the TiSrYZrO thin film well formed of metal oxide was confirmed and verified to have excellent optical transparency. From these results, it is expected that a convenient LC molecular alignment method using brush hairs as an alternative to the rubbing process will be a viable next-generation technology.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.28 no.5
• /
• pp.547-553
• /
• 2017

This study focused on the difference of photocatalytic performance by the incorporation of Pd into the $TiO_2$ framework and suggested five different catalysts composed of $TiO_2$ and x mol% $Pd-TiO_2$ (x = 0.25, 0.5, 0.75, and 1.0). A typical sol-gel method was used to synthesize catalysts, and the phenol photodegradation performance of each catalysts was evaluated. The physicochemical and optical properties of catalysts were confirmed by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy/energy dispersive spectrometer (SEM/EDS), ultraviolet/visible spectroscopy (UV/Vis), photoluminescence spectroscopy (PL), and photocurrent measurements. With the addition of Pd ions, the band gap of catalysts was shortened and the charge separation between photogenerated electrons and holes easily also occurred. As a result, the phenol photo-destruction performance over 0.75 mol% $Pd-TiO_2$ catalyst was 3 times higher than that of pure $TiO_2$. This is believed to be due to Pd ions acted as an electron capturing function during photocatalysis.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
• /
• 2019.05a
• /
• pp.278-280
• /
• 2019

Flow cytometer is one of the instrument that can measure various optical properties of a single cell or microparticle. These parameters including size, granularity, and fluorescence intensity are determined by the physical and optical interaction of the cells with excitation light source. However, users have some difficulties such as high cost, size of instrument, and limited fluorescence selectivity. In addition, abundant data is also unintentionally acquired even though user wants to have a single optical parameter. For these reasons, the use of flow cytometer is more challenging for researchers to apply their study. Therefore, the proposed study aims to develop a low-cost portable fluorescence acquisition system using a commercially available light-emitting diode and photodiode. It is designed by a 3D printer, and fluorescence selectivities are increased by changing of the light source / optical filter / detection sensor. Various number sets of fluorescently labeled cells were measured, and its feasibility was evaluated through the proposed system. As a result, acquried fluorescence intensities were proportional to the concentration of the cells and showed high linearity.