• Journal of IKEEE
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• v.27 no.3
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• pp.288-295
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• 2023

In this work, we investigated the role of oxygen annealing on the performance of Metal-Semiconductor-Metal (MSM) UV photodetector (PD) fabricated by radio frequency (RF)-sputtered Ga₂O₃ films on SiC substrates. Oxygen-nnealed Ga₂O₃ films displayed a notable increase in photocurrent and a faster decay time, indicating a decrease in persistent photoconductivity. This improvement is attributed to the reduction of oxygen vacancies and variation of defects by oxygen post-annealing. Our findings provide valuable insights into enhancing PD performance through oxygen annealing.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.110-110
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• 2016

금속재료 중 철강은 기계적 성질이 우수하고 대량생산에 의한 뛰어난 경제성을 가지기 때문에 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나 스테인리스강 등과 같은 일부 특수한 용도의 강을 제외하고는 부식 환경에 취약하기 때문에 그 용도에 따라 표면처리를 함으로서 내식특성을 부여하고 있다. 일반적으로 이러한 철강재료에 대한 부식문제를 해결하기 위한 방법으로는 습식프로세스 중 아연(Zn)도금이 사용되는데, 아연은 그 자체가 보유하고 있는 차폐(barrier)효과는 물론 상대적으로 이온화 경향이 크기 때문에 철에 대하여 전자를 공급하는 희생양극적(Sacrificial anode)역할을 하여 철을 방식하는 원리를 가지고 있다. 하지만 최근에 이르러 기존의 도금 프로세스 처리된 제품의 사용 및 적용분야가 확대되고 가혹해 짐에 따라서 내식성 향상을 위한 새로운 재료 및 신기술 개발이 요구되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 친환경 프로세스 방법인 PVD법 중 하나인 스퍼터링(Sputtering)을 이용하여 0.8mm 두께의 냉연강판 (cold rolled steel) 상에 Al에 대한 Mg 함량을 10~30wt.%로 하여 약 $5{\mu}m$ 두께의 막을 제작하였다. 이때 20wt.% 막의 경우 공정압력조건을 증가시켜 증착 막의 결정배향성을 변화시켰다. 뿐만 아니라 제작된 막들에 대해서 $400^{\circ}C$온도에서 10분간 열처리함으로서 코팅막의 성분변화에 따른 영향을 살펴보기 위해 시편을 추가 제작하였다. 이와 같이 제작된 막들에 대한 형성메커니즘과 내식성의 상관관계 해명을 위해 막의 조성분포, 표면 및 단면의 모폴로지 관찰 및 결정구조 등 재료특성분석과 더불어 염수분무(Salt spray test), 침지시험 그리고 양극분극 시험 등을 통해 내식성 평가를 진행하였다. 이상의 종합적인 결과를 살펴보면 제작된 Al-Mg 막은 마그네슘 함량비 및 열처리 조건에 따라 조성분포와 막의 모폴로지 및 결정배향성이 변화한다는 것을 알 수 있었는데, 마그네슘 함량이 증가하고 열처리한 막의 내식성이 가장 양호한 것으로 나타났다. 이것은 Al-Mg 성분이 표면을 중심으로 균일 분산-분포하며, Al에 대한 Mg의 고용으로 인해 안정적으로 형성된 부식생성물과 금속화합물의 단계적 반응 효과에 의해 차폐효과와 희생양극적 특성이 동시에 향상되었기 때문으로 생각된다. 한편 공정 압력을 증가시켜 형성한 막은 결정학적 구조에서 보다 높은 표면 에너지와 증가한 격자 정수에 의해 Mg이 부식환경에서 빠르게 반응하여 안정적 피막을 형성하기 때문에 내식성이 향상된 것으로 보여 진다. 이상의 연구를 통해서 고내식성을 Al-Mg막의 유효성 확인하였으며, 설계에 대한 기초적인 응용지침을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.681-682
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• 2013

전기는 우리 주변의 에너지 형태 중에서 가장 편리하고 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 전기는 전자제품, 전기자동차, 에너지 저장 플랜트 등 매우 많은 분야에서 저장되고 사용되고 있다. 특히 에너지 저장 용량의 확대는 휴대폰, 노트북 PC 등 휴대용 IT 기기의 성장에 결정적인 역할을 하였다. 가볍고 작으면서도 고용량의 전기 에너지 저장 장치가 없었다면, 통신이나 인터넷 그리고 오락 등 다양한 기능을 작은 휴대용 기기에 구현할 수 없었을 것이다. 그러나 시간이 흐를수록 기기의 요구 성능이 높아지고 소비자의 니즈가 더욱더 다양해지고 고도화될수록 단일 부품으로 가장 큰 부피를 차지하는 에너지 저장 장치의 용량과 디자인은 점점 중요해지고 있다. 이러한 에너지 저장 장치에서 가장 친숙한 형태는 2차 전지 계열이다. 납 축전지를 비롯하여, 니켈수소, 니켈카드뮴, electrochemical capacitor와 Li ion 계열 등이 대표적이다. 특히 Li ion 배터리는 모바일, 자동차 및 에너지 저장 그리드 등과 같은 다양한 분야에 가장 많이 적용되고있다. Li ion 배터리에 대하여 현재의 핵심적인 연구분야는 전극 재료(cathode, anode)와 electrolyte에 대한 것이다. Anode 전극 재료 중에서 가장 많이 사용되는 재료는 카본을 기반으로 하는 재료로 안정성에 대한 장점이 있지만 에너지 밀도가 낮다는 단점이 있다. 에너지 저장 용량 증가에 대한 필요성이 증가하기 때문에 현재 많이 사용되고 있는 에너지 밀도가 낮은 카본 재료를 대체하기 위해서 이론 용량이 높다고 알려진 실리콘과 같은 메탈이나 주석 산화물과 같은 천이 금속 산화물에 대하여 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 현재까지 알려진 많은 재료 중에서 가장 큰 capacity (~4,000 mAh/g)를 가지고 있다고 알려진 실리콘이 카본의 대체 재료로 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나, Li 과 반응을 하며 약 300~400%에 달하는 부피팽창이 발생하고, 이러한 부피 팽창 때문에 충 방전이 진행됨에 따라 current collector로부터 박리되는 현상을 보여 빠른 용량 감소를 보여주고 있다. 본 연구에서는 adhesion layer를 current collector와 실리콘 전극 재료 사이에 삽입하여 충 방전 시 부피팽창에 의한 미세구조의 변화와 electrochemical 특성에 대한 영향을 알아보았다. 실험에 사용한 anode 전극은 상용 Cu foil current collector에 RF/DC magnetron 스퍼터링을 통해 다양한 종류(Ti, Ta 등)의 adhesion layer과 200 nm 두께의 Si 박막을 증착하였다. 또한 Bio-logic Potentiostat/ Galvanostat VMP3 와 WanAtech automatic battery cycler 장비를 사용하여 0.2 C-rate로 half-cell 타입의 코인 셀로 조립한 전극에 대한 충 방전 실험을 진행하였다. Adhesion layer의 사용으로 인해 실리콘 박막과 Cu current collector 사이의 박리 현상을 줄여줄 수 있었고, 충 방전 시 Cu 원자의 실리콘 박막으로의 확산을 통한 brittle한 Cu-Si alloy 형성을 막아 줄 수 있어 큰 특성 향상을 확인할 수 있었다. 또한, 리튬과 실리콘의 반응을 통한 형태와 미세구조 변화를 SEM, TEM 등의 다양한 장비를 사용하여 확인하였고, 이를 통해 adhesion layer의 사용이 전극의 특성향상에 큰 영향을 끼쳤다는 것을 확인할 수 있었다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.17 no.5
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• pp.471-475
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• 2006

$VO_x$ thin films with the thickness of 450 nm were prepared on a $Pt/Ti/SiO_{2}/Si$ substrate at room temperature by a reactive radio frequency (rf) magnetron sputtering method. The deposition rates of $VO_x$ thin films were investigated as a function of $O_{2}$ concentration and rf power. As the $O_{2}$ concentration in a $O_{2}/Ar$ mixture increased, the deposition rate decreased. However, the deposition rate increased with increasing rf power. The deposited $VO_x$ thin films were annealed at $450^{\circ}C$ for 2, 4, and 6 h in $O_{2}$ and $N_{2}$ ambient. After annealing, the phase changes of $VO_x$ thin films were investigated using X-ray diffraction analysis. The plane and cross-sectional views of $VO_x$ thin films before and after annealing were observed by field emission scanning electron microscopy. The metal-insulator transition (MIT) properties of $VO_x$ thin films were measured using current-voltage measurement. The excellent MIT properties were observed in $VO_x$ thin films annealed in $O_{2}$ ambient.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.6 no.1
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• pp.24-34
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• 1997

In this study, two different types of complementary electrochromic devices using amorphous $WO_{3}$ films as a working electrode, $V_{2}O_{5}$ film and NiO film as counter electrodes respectively were investigated. For the devices using amorphous and crystalline $V_{2}O_{5}$ films of $100{\sim}150nm$ thickness with $ITO/WO_{3}/LiClO_{4}-PC/V_{2}O_{5}/ITO$ structure, an optical modulation of $50{\sim}60%$ were obtained at a potential range of $1{\sim}2V$. It has been shown that transmittance and reflectance of light could be electrically controlled by low applied voltage. For the devices with $ITO/WO_{3}/LiClO_{4}-PC/NiO/ITO$ structure in which NiO film was deposited by a RF reactive sputtering, the optical modulation in visible light region (${\lambda}=550nm$) and in near infrared light region (${\lambda}=850nm$) were 25% and 30%, respectively.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.7 no.5
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• pp.243-248
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• 1997

The effect of $O_2$ partial pressure on microstructure and soft magnetic properties of as-deposited Fe-Hf-O thin film alloys, which are produced by rf magnetron sputtering method in $Ar+O_2$ mixed gas atmosphere, are investigated. Saturation magnetization ($4{\pi}M_s$) of Fe-Hf-O film were decreased with increasing $O_2$ partial pressure, the best soft magnetic properties exhibit at $O_2$ partial pressure of 10%. With further increase of $O_2$ partial pressure, soft magnetic properties decreased continuously. The $Fe_{82}Hf_{3.4}O_{14.6}$ film with $P_{O2}=10%$ exhibits good soft magnetic properties with $4{\pi}M_s=17.7kG$, $H_c=0.7Oe$ and ${\mu}_ {eff}$ (1~100 MHz)=2,500, respectively. The addition of O is effective in grain refinement. In case of $P_{O2}=15%$, it is observed that $Fe_3O_4$ compound is formed and high frequency soft magnetic properties are decrease. The electrical resistvity($\rho$) of Fe-Hf-O film is increased with increasing $O_2$ partial pressure. Electrical resistivity of $Fe_{82}Hf_{3.4}O_{14.6}$ film was 5 times higher than that of the film without oxygen. Thus, it is considered that the good magnetic properties of $Fe_{82}Hf_{3.4}O_{14.6}$ film results from decreasing the $\alpha$-Fe grain size by precipitates (Hf and O), high electrical resistivity.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.7 no.5
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• pp.237-242
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• 1997

The microstructure and soft magnetic properties of as-deposited Fe-Hf-O thin film alloys, which are produced at $P_{O2}=10%$ by rf magnetron sputtering method in $Ar+O_2$ mixed gas atmosphere, is investigated. Newly developed $Fe_{82}Hf_{3.4}O_{14.6}$ film exhibits good soft magnetic properties with $4{\pi}M_s=17.7$ kG, $H_c=0.7$ Oe and ${\mu}_{eff}$(0.5~100MHz)=2,500, respectively. The Fe-Hf-O films are composed of $\alpha$-Fe nanograins and amorphous phase with larger amounts of Hf and O elements which chemically combine each other. With increasing Hf area fraction, Hf and O contents increased proportionally. It was considered that O content in films was determined by Hf contents, because O was chemically combined with Hf. It results from decreasing the $\alpha$-Fe grain size by precipitates (Hf and O), high electrical resistivity. The $Fe_{82}Hf_{3.4}O_{14.6}$ film exhibits the quality factor (Q=$\mu$'/$\mu$") of 25 at 20 MHz. These good frequency characteristics are considered to be superior to other films already reported.o other films already reported.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.10 no.4
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• pp.165-170
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• 2000

The purpose of this study is to investigate the effect of annealing conditions on physical and magnetic properties of Fe-Hf-N thin films. When the thin films were annealed in $N_2$ gas, a surface oxide layer, comprised of Fe$_2$O$_3$ and Fe$_3$O$_4$, was formed at the surface of the thin films and a Fe-Hf-O-N layer was also formed under this surface oxide layer. It was found that the thicknesses of the surface oxide layer and the Fe-Hf-O-N layer increased, as the annealing temperature increased. It was also found that if the thickness of the surface oxide layer was excluded in the property calculation, the soft magnetic properties of the annealed thin films were not much different from those of the as-deposited thin films. Therefore, it was suggested that the Fe-Hf-O-N layer formed under the surface oxide layer did not lose significantly the soft magnetic properties of the Fe-Hf-N films and the Fe-Hf-N films annealed in $N_2$gas showed the soft magnetic properties of the Fe-Hf-N and Fe-Hf-O-N multi-layers.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.16 no.6
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• pp.768-771
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• 2005

The deposition of silicon nitride ($SiN_x$) thin films was carried out on $SiO_2/Si$ substrate at room temperature by reactive dc magnetron sputtering. The analysis of deposited $SiN_x$ films using x-ray photoelectron spectroscopy indicated that the composition of $SiN_x$ films was Si-rich. The deposited $SiN_x$ thin films were annealed by varying annealing temperature and time. X-ray diffraction (XRD) analysis was performed in order to examine the crystallization of Si in $SiN_x$ thin films. The optical and electrical properties of $SiN_x$ thin films were measured for the observation of Si nanodot. As a result, we observed the XRD peaks that might be the Si crystals. As the annealing time and annealing temperature increased, the photoluminescence intensity of $SiN_x$ films gradually increased. The capacitance-voltage characteristics of $SiN_x$ film measured before and after annealing indicated that the trap effect of electrons or holes occurred due to the existence Si nanodots in the $SiN_x$ thin films.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1998.10a
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• pp.96-98
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• 1998

1. 서론 : 팔라듐이나 이의 합금막들은 높은 선택적 투과특성으로 인해 수소 정제나 분리막 반응기와 같은 산업응용 분야에서 매우 높은 관심을 갖고 있다. 상업적으로 이용되고 있는 이러한 막들은 통상적인 metallugical process에 의해 제조괸 self-supported type으로 수소 투과 속도가 낮을 뿐만 아니라 팔라듐 등은 고가의 귀금속이므로 비경제적이다. 따라서 현재 대부분의 연구자들은 기계적 강도를 유지하기 의한 다공성 지지체 위에 얇은 금속 박막을 코팅함으로서 투과성을 높이는 동시에 경제적인 복합막 형태의 막을 만드는데 연구의 촛점을 맞추고 있다. 이러한 형태의 막을 제조하기 위한 금속 박막 제조법은 무전해 도금법(electroless deposition), 화학증착법(CVD), 스퍼터링(sputtering), 전해도금법(electrodeposition) 등이 시도되었다. 그러나 수소에 대한 우수한 선택적 투과 특성을 갖기 의해서는 대부분 5$\mu$m 이상의 두꺼운 막을 제조하였으며 이보다 얇은 막의 제조에 한계가 있기 때문에 이들 막에 대한 기체 투과 특성에 대한 연구결과는 많지 않다. 본 연구에서는 기존의 전기도금법을 응용한 소위 'vacuum electrodeposition' 이란 새로운 기술을 도입함으로써 우수한 선택적 투과성을 갖는 2$\mu$m 이하의 팔라듐 합금 박막 제조를 가능하게 하였다. 지지체 표면의 거칠음 정도, 평균 기공 크기 등의 지지체 성질의 조절에 의한 금속 박막의 핀홀을 최소화함으로써 질소와 같은 inert gas의 투과도는 거의 없게 유지하는 동시에 금속 박막 두께, 결정 구조(e.g. grain size), 합금 조성 등을 조절함으로써 수소의 투과도를 높이고자 하였다. 있다. 후자의 경우, 미량의 과산화수소수 (1~10,000 ppm)를 이용해 처리 해주는 방법의 경우 경제적으로 큰 장점이 있고, 처리가 단순하다는 장점이 있으나 과산화수소수 자체에 포함하고 있는 높은 impurit level, 그리고 처리후 장시간의 flushing time을 가져야 한다는 단점등이 존재 하고 있다.요구된다. 몰입이 가능하여 임계치가 저하된 것으로 여겨진다. 또한 광학적 이득의 존재는 이 구조에 의한 극단파장 반도체 레이저다이오드의 실현 가능성을 나타내는 것이다.548 mL에 비해 통계학적으로 의의 있게 적었다(p<0.05). 결론: 관상동맥우회로 조성수술에서 전방온혈심정지액을 사용할 때 희석되지 많은 고농도 포타슘은 fliud overload와 수혈을 피하고 delivery kit를 사용하지 않음으로써 효과적이고 만족할 만한 심근보호 효과를 보였다.를 보였다.4주까지에서는 비교적 폐포는 정상적 구조를 유지하면서 부분적으로 소폐동맥 중막의 비후와 간질에 호산구 침윤의 소견이 특징적으로 관찰되었다. 결론: 분리 폐 관류는 정맥주입 방법에 비해 고농도의 cisplatin 투여로 인한 다른 장기에서의 농도 증가 없이 폐 조직에 약 50배 정도의 고농도 cisplatin을 투여할 수 있었으며, 또한 분리 폐 관류 시 cisplatin에 의한 직접적 폐 독성은 발견되지 않았다이 낮았으나 통계학적 의의는 없었다[10.0%(4/40) : 8.2%(20/244), p>0.05]. 결론: 비디오흉강경술에서 재발을 낮추기 위해 수술시 폐야 전체를 관찰하여 존재하는 폐기포를 놓치지 않는 것이 중요하며, 폐기포를 확인하지 못한 경우와 이차성 자연기흉에 대해서는 흉막유착술에 더 세심한 주의가 필요하다는 것을 확인하였다. 비디오흉강경수술