• 한국자기학회지
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• 제5권2호
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• pp.128-133
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• 1995

YIG 단결정 소재가 주로 circulator, isolator, filter 및 resonator 등의 고주파 협대역 이동통신용 소자에 사용되고 있으나, 최근 소형/경량화에 따른 YIG 박막의 소요가 예상되면서 에피택셜 박막성장 기술이 많이 연구되고 있다. 본 연구에서 KrF excimer laser 를 사용하고, 산소분압을 20~500 mTorr로 조절하면서 박막을 제조하여 산소분압과 박막두께가 박막의 조직, 조성 및 자기특성에 미치는 영향을 조사하였다. 기판으로는 GGG(111)을 사용하였고 $700^{\circ}C$에서 증착을 실시하였다. 사용한 laser beam의 에너지 밀도는 $7.75\;J/cm_{2}$였다. 20 mTorr 산소분압 하에서 증착한 박막은 항상 에피택셜 성장을 보이고, $2.75\;{\mu}$ 두께의 시편은 $800\;^{\circ}C/20분$ 열처리 후에 $4{\pi}M_{s}$가 1500 Gauss, $H_{c}$는 3 Oe의 값을 보였고, 특히 $0.8\;\mu\textrm{m}$ 두께의 시편은 열처리 없이 $4{\pi}M_{s}$ 값이 1730 Gauss, $H_{c}$는 7 Oe의 우수한 특성을 보여, YIG 단결정의 자기특성에 육박하는 값을 보였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제25권2호
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• pp.106-110
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• 2016

식물의 생육과 생산성을 예측하는 것은 매우 중요한 일이다. 본 연구는 common ice plant (Mesembryanthemum crystallinum L.)의 작물생장률, 상대생장률, 지상부 생체중과 건물중, 수확시기, 상품률과 상품수량과 같은 생육과 수확 요인들을 쉽게 읽을 수 있는 재식밀도-생육-수확(PGH) 도표를 만들기 위함이다. 광도 $140{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$과 일장 12시간 주기로, 3파장 형광등을 이용한 완전제어형 식물공장 시스템에서 박막수경 재배하였다. 4가지 재식밀도($15{\times}10cm$, $15{\times}15cm$, $15{\times}20cm$, and $15{\times}25cm$) 하에서 생육과 수량을 분석하였다. 재식밀도가 증가할수록 어느 한계까지는 식물체당 생체중과 건물중은 증가하는 경향이었으며, 단위면적당 생체중인 수량 또한 같은 경향을 보였다. 작물생장률, 상대생장률과 lost time은 2차 등식 형태를 보였으며, 지상부 생체중과 건물중은 직선적인 관계를 보였다. 이러한 등식을 이용하여 재식밀도-생육-수확(PGH) 도표를 만들었다. 예를 들면, $15{\times}20cm$ 재식밀도와 식물체당 생체 중 100g에서 수확할 경우, 재식주수, 작물생장률, 상대생장률, lost time, 식물체당 건물중, 수확시기와 수량은 각각 $33plants/m^2$, $20g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$, $0.27g{\cdot}g^{-1}{\cdot}d^{-1}$, 22days, 2.5g/plant, 정식 후 26일과 $3.2kg{\cdot}m^{-2}$이었다. 이 도표를 가지고 적어도 2가지 요인 예를 들면, 재식밀도와 수확요인 중 하나만 알면, 작물생장률, 상대생장률, lost time과 같은 생육 요인과 지상부 생체중, 지상부 건물중, 수확시기와 수량과 같은 수확 요인들을 쉽게 구할 수 있다. 이러한 도표는 다양한 작물의 생육과 수량 요인을 예측할 수 있어 완전제어형 식물 생산 시스템 설계를 위해 유용한 도구가 될 것이다.

• 한국재료학회지
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• 제7권11호
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• pp.986-990
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• 1997

LED와 LD의 수명과 효율은 결정에 존재하는 결함의 밀도에 반비례하며, 이러한 결함의 밀도는 적당한 기판을 사용하거나, 기판의 표면을 적절하게 제어함으로써 줄일 수 있다. GaN성장시 원자 단위의 매끄러운 표면은 완충충 성장이나 질화처리를 함으로써 얻어질 수 있다. 이렇게 얻어진 원자 단위의 매끄러운 표면에 의해 기판과 박막상이의 계면 자유에너지가 감소하기 때문에 2D성장이 촉진된다. 사파이어(AI$_{2}$O$_{3}$(0001))기판을 사용한 GaN 왕충충성장과 진화처리에 대한 최적조건은 AFM(Atomic Force Microscope)측정 결과에 의해 결정되었다. AFM에 의해 얻어진 표면 평활도의 개념은 사파이어 기판을 사용한 GaN박막성장의 최적조건을 결정하는 데 있어서 높은 신뢰도를 가질 수 있다.

• 한국재료학회지
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• 제7권4호
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• pp.322-329
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• 1997

ECR 마이크로 플라즈마 CVD법에 의하여 단결정 Si기판위에서 대면적에 걸쳐 방향성을 가진 다이아몬드박막을 성공적으로 성장시키고, 막 증착공정을 바이어스처리 단계와 성막단계의 2단계로 나누어 실시할 때 바이어스처리 단계에서 여러 공정 매개변수들이 다리아몬드 핵생성밀도에 미치는 효과에 관하여 조사하였다. 기판온도$600^{\circ}C$, 압력 10Pa, 마이크로파 전력 3kW, 기판바이어스 +30V의 조건으로 바아어스 처리할 때, 핵생성에 대한 잠복기간은 5-6분이며, 핵생성이 완료되기 까지의 시간은 약 10분이다. 10분 이후에는 다이아몬드 결정이 아닌 비정질 탄소막이 일단 형성된다. 그러나 성장단계에서 이러한 비정질 탄소막은 에칭되어 제거되고 남아있는 다이다몬드 핵들이 다시 성장하게 된다. 또한 기판온도의 증가는 다이아몬드 막의 결정성을 높이고 핵생성 밀도를 증가시키는 데에 별로 효과가 없다. ECR플라즈마 CVD법에서 바이어스처리 테크닉을 사용하면, 더욱 효과적임을 확인하였다. 총유량 100 sccm의 CH$_{3}$OH(15%)/He(85%)계를 사용하여 가스압력 10Pa, 바이어스전압 +30V마이크로파 전력 3kW, 온도 $600^{\circ}C$의 조건하에서 40분간 바이어스처리한 다음 다이아몬드막을 성장시켰을 때 일시적으로나마 제한된 지역에서 완벽한 다이아몬드의 에피성장이 이루어졌음을 SEM으로 확인하였다. 이것은 Si기판상에서의 다이아몬드의 에피성장이 가능함을 시사하는 것이다. 그밖에 라만분광분석과 catodoluminescence 분석에 의한 다이아몬드의 결정질 조사결과와 산소방전 및 수소방전에 의한 챔버벽의 탄소오염효과 등에 관하여 토의하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.674-674
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• 2013

$600{\times}1200$ mm 기판에 대면적 CIGS 광흡수층 증착을 위한 선형증발원 개발을 위해 다른 크기의 노즐(nozzle)과 일정한 노즐 간격을 가지는 선형증발원의 플럭스 밀도(flux density)를 전산 모사하여 플럭스 균일도 ${\pm}5%$의 조건을 구하였다. 이를 바탕으로 제작된 선형증발원을 이용하여 Cu, In의 단일막 두께균일도를 확인하였고, CIGS 광흡수층을 동시증발법으로 증착하여 박막의 두께 균일도 및 증착 조성의 균일도로 선형 증발원을 평가하였다. EDS 조성 분석을 통해 구한 조성불균일도는 600 mm 폭에서 Cu $${\leq_-}6%$$, In $${\leq_-}3%$$ Ga $${\leq_-}1%$$ Se $${\leq_-}2%$$으로 균일한 조성비로 성막된 것을 확인하였고 SEM 분석을 통해 표면 결정립의 형상을 확인하였다. 또한 XRD측정을 통해 선형증발원 방향의 대면적 CIGS 광흡수층이 칼코피라이트(Chalcopyrite) 구조임을 확인하였다. 이를 통해서 개발된 선형증발원이 CIGS 광흡수층 증착에 적합함을 확인하였다.

• 한국진공학회지
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• 제18권1호
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• pp.44-48
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• 2009

전기로에서 공급하는 열을 통해 주변 반응 기체와 기판이 열적 평형 상태를 이루고 있는 기존의 박막 성장 방식과 달리, 외부에서 주입시킨 공기를 이용하여 기판 홀더를 냉각시켜 기판과 기판 주변 반응 기체 사이에 온도 차이(temperature gradient)를 발생시키고, 그 온도 차이가 변함에 따라 사파이어 r-면 기판 위에 성장된 질화갈륨 나노 구조체의 구조적 특성이 어떻게 바뀌는지에 대한 연구를 수행하였다. 온도 차이의 크기에 따라 다족(multipod) 형태로 자란 나노 막대의 직경과 밀도, 그리고 길이가 변화함을 확인하였다. 또한, 동일한 온도 차이(temperature gradient)가 있더라도 기판 자체의 온도에 따라 나노막대 끝 단면의 모양이 변화됨을 발견하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.313.2-313.2
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• 2013

본 연구에서는 기존에 연구된 Solar Cell 보다 구조 및 제작이 단순한 $Al/Al_2O_3/Si$(100) Solar cell을 제작하여 평가하였다. 기판으로는 p-type Si(100), 0.5~2 ${\Omega}{\cdot}cm$을 사용하여 chemical cleaning 후 ALD(Atom Layer Deposition)법으로 Al2O3 터널링 절연막을 증착하였으며, 박막의 두께를 1~10 nm로 변화시켜 MIS 커패시터의 터널링 효과를 평가하였다. MIS 커패시터의 전기적 특성평가를 위해 누설전류 밀도-전계 특성은 pA meter/DC Voltage source를 사용하였고, 커패시턴스-전압특성, D-factor 특성은 precision LCR meter를 사용하였다. $Al/Al_2O_3/Si$(100) Solar cell의 특성평가를 위해 300~1100nm 파장영역에 따른 양자 효율을 평가하기 위해 Quantum Efficiency system (QE)을 사용하였고, Stanard Test Conditions 100 $mW/cm^2$, AM1.5, $25^{\circ}C$ 조건의 Voc, Isc, Jsc, FF (Fill Factor) 및 Efficiency(%)를 평가하기 위해 Solar simulator를 이용하였다.

• 한국자기학회지
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• 제6권3호
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• pp.151-157
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• 1996

반응가스의 분압과 압력비($P_{CH4}/P_{CH4}+P_{N2}$)가 FeTaNC 박막의 연자기특성에 미치는 영향을 조사하였다. 반응가스분압 5%에서 가장 우수한 연자기특성을 나타내었는데 포화자속밀도는 $N_{2}$ 가스와 $CH_{4}$ 가스가 혼합($P_{CH4}$ : 20%~100%)된 조성에서 15~17 kG의 높은 값을 나타내었으며 보자력과 투자율(5 MHz)도 각각 0.3~0.5 Oe, 2000~4000의 값을 나타내었다. 또한, 반응가스분압 10%에서도 $P_{CH4}$이 30%에서 100%로 조성이 변함에 따라 포화자속밀도 15 kG, 보자력 0.18~0.4 Oe, 투자율(5 MHz) 2000~4000의 우수한 연자기 특성을 얻을 수 있었다. 반응가스분압 15%에서 포화자속밀도는 15 kG 정도로 일정하였으나 보자력과 투자율 (5 MHz)은 ($P_{CH4}/P_{CH4}+P_{N2}$) < 0.5 구간에서 보자력 > 0.5 Oe, 투자율(5 MHz) < 1000,($P_{CH4}/P_{CH4}+P_{N2}$) > 0.5 구간에서 보자력 < 0.5 Oe, 투자율(5 MHz) > 1000을 나타내었다. 반면 반응가스분압 20%에서는 과다한 반응가스 첨가에 의해 높은 보자력과 낮은 투자율을 나타내어 연자기특성을 얻을 수 없었다. 따라서 Ta 8%의 조성에서 반응가스분압이 20%에서 5%로 감소할수록 연자기특성이 크게 향상된 것으로 고찰되었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.82.1-82.1
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• 2012

란타늄 산화물 ($La_2O_3$) 박막은 하프늄 산화물 ($HfO_2$) 박막보다 높은 유전 상수와 높은 밴드 오프셋으로 인해 dynamic random access memory(DRAM)에서 유전체 재료로써 연구되어 왔다. 그리고 Lanthanum이 도핑된 HfO2이 더 높은 유전 상수와 낮은 누설 전류 밀도를 갖는 다는 사실이 이전에 보고 된 바 있다. 본 연구에서 우리는 ALD를 이용하여, TiN 하부 전극 위에 $La_2O_3$의 위치를 달리하는 $La_2O_3/HfO_2$의 나노 층상조직 구조(두께 10 nm)를 금속 - 절연체 - 금속 (MIM) 구조로 제작 하였다. ALD는 좋은 comformality와 넓은 지역 균일성을 가지며, 원자수준의 두께를 조절할 수 있다는 장점을 갖고 있다. 또한, 다양한 화학 물질들을 이용한 복합적 계층구조를 만들 수 있는 점과 $HfO_2$ 및 $La_2O_3$ 계층의 수직 위치를 정확하게 조절할 수 있는 점으로 본 연구에 적합한 증착 방법이다. HfO2 속에 $La_2O_3$ 층을 깊이에 따라 삽입함으로써 $HfO_2$ 계층에 La 도핑의 효과와 더불어 TiN 하부 전극 위의 $La_2O_3$과 $HfO_2$의 차이점을 확인 하였다. $HfO_2$은 $250^{\circ}C$에서 TDMAH와 물을 사용하여, $La_2O_3$은 동일한 온도에서 $La(iPrCp)_3$와 물을 사용하여 제작되었다. 화학적 구성 및 binding 구조는 X선 광전자 분광법 (XPS)을 통해 분석하였다. 전기적 특성(유전 상수 및 누설 전류)은 Capacitance-Voltage (CV)와 Current-Voltage (IV) 측정으로 확인하였다. 결과적으로, $La_2O_3$ 또는 $HfO_2$을 한 종류만 사용한 절연층의 전기적 특성보다, $La_2O_3/HfO_2$의 나노 층상조직 구조가 더 나은 특성 (누설 전류 밀도 : $5.5{\times}10^{-7}\;A/cm^2$ @-1MV/cm, EOT : 14.6)을 갖는다는 것을 확인했고, 더불어 $La_2O_3$의 흡습 성질로 인한 화학 구조와 전기적 특성의 일부 차이를 확인하였다. 본 연구에서는 $HfO_2$ 속에 $La_2O_3$층이 TiN 하부 전극 바로 위에 위치할 때, 즉, 공기 중에 노출되지 않은 $La_2O_3/HfO_2$ 구조에서 가장 좋은 특성의 MIM capacitor를 얻을 수 있었다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제1권1호
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• pp.175-180
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• 2015

본 연구에서는 간단한 화학적 합성 방법을 통하여 스테인레스 기판 위에 nano-bud 형태의 수산화 구리 박막을 형성하였다. 그리고 또 다른 합성 방법인 chemical bath deposition을 이용하여 수산화 구리 나노 구조를 간단하고 친환경적으로 형성하였다. 수산화 구리 박막의 구조적 연구는 X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), field emission scanning electron microscopy (FESEM) 방법을 통하여 이루어졌으며 다결정의 nano-bud 형상을 확인할 수 있었다. 또한 나노 구조로 합성된 수산화구리 전극의 전기화학적 측정은 1M KOH의 전해질 조건에서 cyclic voltammetry (CV) and galvanostatic charge-discharge (GCD)에서 측정되었으며 $340Fg^{-1}$의 높은 비 용량을 보였다. 또한 $1mA\;cm^{-2}$ 의 전력 밀도에서 ${\sim}83Wh\;kg^{-1}$의 높은 에너지 밀도와 ${\sim}3.1kW\;kg^{-1}$의 높은 출력 밀도를 가지며 향상된 전극의 성능을 보였다. 이러한 뛰어난 의사 캐패시터의 성능은 수산화 구리의 nano-bud 형상에 의한 효과로 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 화학적 합성 방법의 확장을 통하여 수산화 구리 전극의 에너지 저장 장치로써의 성능을 확인할 수 있었다.