• 제목/요약/키워드: 배향율

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산소 유량에 따라 스퍼터된 ZnO 박막의 구조적, 광학적, 전기적 특성

  • 김종욱;황창수;김홍배
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.84-84
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    • 2011
  • RF magnetron sputtering을 이용하여 산소 유량에 따라 ZnO 박막을 유리기판 위에 제작하고 구조적, 광학적, 전기적 특성을 조사하였다. 박막 증착 조건의 초기 압력은 $1.0{\times}10^{-6}Torr$, RF 파워는 100W, 증착온도는 상온으로 고정하였으며 기판은 Corning 1737 유리 기판을 사용하였다. 공정 변수로 Ar:$O_2$가스 비율을 50:50 sccm, 75:25 sccm, 100:0 sccm으로 변화시켰다. 유리기판 위에 증착된 모든 ZnO 박막에서 (002) 면의 우선배향성이 관찰되었고 85% 이상의 투과율을 나타내었다. 산소유량이 적을수록 ZnO 박막의 결정성은 향상되었고, 광학적 밴드갭은 증가하였다. Hall 측정 결과 산소의 유량이 포함되어 있는 박막에서는 모두 완전한 산화물에 가까운 화학양론적 조성으로 면 저항이 $10^6{\Omega}/{\square}$ 이상인 부도체 특성을 보였으며, 산소가 포함되지 않은 샘플에서는 n타입의 반도체 특성이 확인되었다. 산소가 포함되지 않은 Ar 유량이 100sccm일 때 전기비저항 $3.56{\times}10^{+1}1{\Omega}cm$, 전하의 농도 $2.04{\times}10^{18}cm^{-3}$, 이동도 $8.59cm^2V^{-1}s^{-1}$로 반도체 활성층으로 적합한 전기적 특성을 얻었다. ZnO 박막의 경우 산소가 포함될 경우 결정성이 저하되고, 절연특성을 갖는 것을 확인할 수 있었다.

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RF Magnetron Co-sputtering법으로 형성된 GZO & IGZO 박막의 불순물 농도에 따른 광학적 전기적 특성 연구

  • 황창수;박인철;김홍배
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.85-85
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    • 2011
  • RF magnetron co-sputtering을 이용하여 RF power 및 공정 압력에 따라 GZO 및 IGZO 박막을 유리기판 위에 제작하고 투명전극으로 구조적, 광학적, 전기적 특성을 조사하였다. 박막 증착 조건의 초기 압력은 $1.0{\times}10^{-6}Torr$, 증착온도는 상온으로 고정하였으며 기판은 Corning 1737 유리기판을 사용하였다. 소결된 타겟으로 ZnO, $In_2O_3$$Ga_2O_3$을 이용하였으며, 각각의 타겟은 독립 된 RF파워를 변화시키며 투명전극의 성분비를 조절하였으며, 증착 압력은 10 m에서 100 mTorr까지, 기판과의 거리는 25 mm에서 65 mm까지 변화시키며 박막을 제작하였다. 유리기판 위에 불순물이 첨가된 모든 ZnO 박막에서 (002) 면의 우선배향성이 관찰되었고, 3.4eV에서 3.5eV 정도의 광학적 밴드갭을 가지며 80% 이상의 투과율을 나타내었다. GZO 박막의 경우 증착 조건에 따라 투명전극에 요구되는 $5*10^{-3}{\Omega}-cm$ 이하의 전기적특성을 가짐을 보였으며, gallium 성분이 0%에서 6%로 증가함에 따라 3.3eV에서 3.5eV로 blue-shift하였으며, 비저항은 0.02에서 $0.005{\Omega}cm$로 낮아졌으며 이동도는 $4.7cm^2V^{-1}s^{-1}$에서 $2.7cm^2V^{-1}s^{-1}$로 보이며 GZO 물질이 투명전극으로서 기존의 ITO 물질 대체 가능성을 확인하였다. IGZO 박막은 In과 Ga의 함량에 따라 저항률의 변화가 크게 나타났으며, In의 함량이 많을수록 이동도, 캐리어 농도의 증가로 저항률은 감소하였다.

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플라즈마 분자선 에피택시 법으로 다공질 실리콘에 성장한 ZnO 박막의 열처리 온도에 따른 구조적 및 광학적 특성

  • 김민수;임광국;김소아람;남기웅;이동율;김진수;김종수;임재영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.247-247
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    • 2011
  • 플라즈마 분자선 에피택시(plasma-assisted molecular beam epitaxy)법을 이용하여 다공질 실리콘(porous silicon)에 ZnO 박막을 성장하였다. 성장 후, 아르곤 분위기에서 10분 간 다양한 온도(500~700$^{\circ}C$)로 열처리하였다. 다공질 실리콘 및 열처리 온도가 ZnO 박막의 특성에 미치는 영향을 scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), photoluminescence (PL)을 이용하여 분석하였다. 실리콘 기판에 성장된 ZnO 박막은 일반적은 섬구조(island structure)로 성장된 반면, 다공질 실리콘에 성장된 ZnO 박막은 산맥과 같은 구조(mountain range-like structure)로 성장되었다. 열처리 온도가 증가함에 따라 ZnO 박막의 grain size는 증가하였다. 실리콘 기판 위에 성장된 ZnO 박막은 wurtzite 구조를 나타내는 여러 개의 회절 피크가 관찰된 반면, 다공질 실리콘에 성장된 ZnO 박막은 c-축 배향성(c-axis preferred orientation)을 나타내는 ZnO (002) 회절 피크만이 나타났다. 다공질 실리콘에 성장된 ZnO 박막의 구조적 및 광학적 특성이 실리콘 기판에 성장된 ZnO 박막의 특성보다 우수하게 나타났다. 뿐만 아니라, 열처리 온도가 증가함에 따라 다공질 실리콘에 성장된 ZnO 박막의 PL 강도비(intensity ratio)가 실리콘 기판에 성장된 ZnO 박막의 강도비보다 월등하게 증가하였다.

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Ar 및 $O_2$ 유량에 따라 스퍼터된 GZO 박막의 특성변화

  • 김종욱;김덕규;김홍배
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.230-230
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    • 2011
  • RF magnetron sputtering을 이용하여 Ar 및 $O_2$유량에 따라 GZO 박막을 유리기판 위에 제작하고 구조적, 광학적, 전기적 특성을 조사하였다. 박막 증착 조건의 초기 압력은 $1.0{\times}10^{-6}$ Torr, RF 파워는 25W, 증착온도는 상온으로 고정하였으며 기판은 Corning 1737 유리 기판을 사용하였다. 공정 변수로 Ar 유량을 40 sccm, 60 sccm, 80 sccm, 100 sccm으로 변화시켰으며, $O_2$ 가스비율을 5~20%으로 변화를 주어 실험을 진행하였다. GZO 타겟은 ZnO,Ga 분말을 각각 97:3 wt.%로 소결된 타겟을 사용하였다. 유리기판 위에 증착된 모든 GZO 박막에서 (002) 면의 우선 배향성이 관찰되었고 평균 85% 이상의 투과율을 나타내었다. 산소유량이 포함되지 않고 Ar 유량이 적은 GZO 박막의 결정성은 향상되었고, 광학적 밴드갭은 증가하였다. Hall 측정 결과 산소의 유량이 포함되어 있는 박막에서는 모두 완전한 산화물에 가까운 화학양론적 조성으로 면저항이 $10^6{\Omega}/{\Box}$ 이상인 부도체 특성을 보였으며, 산소가 포함되지 않은 샘플에서는 투명전도막 특성이 확인되었다. 산소가 포함되지 않은 Ar 유량이 60 sccm일 때 전기비저항 $3.25{\times}10^{-3}{\Omega}cm$, 전하의 농도 $9.41{\times}10^{20}\;cm^{-3}$, 이동도 2.04 $cm^2V^{-1}s^{-1}$로 투명전도막으로 적합한 전기적 특성을 얻었다. GZO 박막의 경우 산소가 포함될 경우 결정성이 저하되고, 절연특성을 갖는 것을 확인할 수 있었다.

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고분자 안정화 블루상 액정셀의 전기광학특성 향상을 위한 지그재그 형태 전극 설계 (Zig-zag electrode pattern for improvement of electro-optic characteristic in polymer stabilized blue phase liquid crystal cell)

  • 강완석;문병준;이기동
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.183-187
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    • 2011
  • 고분자 안정화 블루상 액정셀(Polymer-stabilized blue phase liquid crystal cell)은 ${\mu}s$ 단위의 응답속도와 광시야각 및 액정의 배향을 위한 문지름 과정이 필요 없는 장점이 있다. 그러나 높은 구동전압과 낮은 kerr 상수값으로 인해 유도되는 복굴절의 값이 낮아 고분자 안정화 블루상 액정셀의 전기광학특성을 저해하는 요인이 되었다. 본 논문에서는 지그재그 형태의 전극 구조를 제안하고 시뮬레이션을 통하여 제안된 전극 구조를 가지는 액정셀의 투과율 손실 없이 구동전압을 25%이상 낮출 수 있음을 확인하였다.

프리틸트각의 발생과 전기광학 특성에 있어서의 배향층의 효과 (Effect of alignment layer on pretilt angle generation and EO performance)

  • 박태규;서대식
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.537-540
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    • 1999
  • Effect of alignment layers on pretilt angle generation and electrical characteristics in nematic liquid crystal(NLC) by using photo-alignment techniques on polyimide (PI) surface with side chain were studied. The generated pretilt angle of the NLC on rubbed PI surface with 1-layer is almost the same as that of the 2-layers. However, the generated pretilt angle of the NLC on photo-induced PI surface with 2-layers is larger than that of the 1-layer. Therefore, the pretilt angle of the NLC on photo-induced PI surface is attributed to surface roughness due to photo-depolymerization of the polymer with UV light irradiation on PI surface. Next we observed the same characteristics of voltage-transmittance (V-T) and response time for 1- and 2-layers on PI surface. We also observed the same voltage holding ratio (VHR) characteristics for 1- and 2-layers on photo-aligned PI surface. Consequently, we suggest that the VHR of photo-aligned TN-LCD is higher than that of the rubbing-aligned TN-LCD.

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광배향을 이용한 네마틱 액정의 프리틸트 발생과 전기적 특성에 관한 배향층의 효과 (Effects of alignment layer on pretilt generation and electrical characteristics for nematic liquid crystal by using photo-alignment techniques)

  • 서대식;박태규;이승희
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.151-156
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    • 2000
  • Effects of alignment layers on pretilt nagle generation and electrical characteristics in nematic liquid crystal(NLC) by using photo-alignment techniques on polyimide PI) surface with side chain were studied. The generated pretilt angle of the NLC on rubbed PI surface with 1-layer is almost the same as that with the 2-layers. However, the generated pretilt angle of the NLC on photo-induced PI surface with 2-layers is larger than that with the 1-layer. The different mechanism of pretilt generation in NLC was observed on the rubbing and photo-alignment method. Therefore, the pretilt angle of the NLC on photo-induced PI surface is attributed to surface roughness due to photo-dissociation on the polymer with UV light irradiation on PI surface. We observed the same characteristics of voltage-transmittance (V-T) and response time for 1- and 2-layers on PI surface. Consequently, we sugest that the VHR of photo-aligned TN-LCD is higher than that of the rubbing-aligned TN-LCD.

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RF magnetron sputtering법으로 형성된 ZnO 박막의 RF 파워 및 공정 압력이 미치는 영향

  • 김종욱;황창수;김홍배
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.181-181
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    • 2010
  • RF magnetron sputtering을 이용하여 RF power 및 공정 압력에 따라 ZnO 박막을 유리기판 위에 제작하고 구조적, 광학적, 전기적 특성을 조사하였다. 박막 증착 조건의 초기 압력은 $1.0{\times}10^{-6}\;Torr$, 증착온도는 상온으로 고정하였으며 기판은 Corning 1737 유리 기판을 사용하였다. 공정 변수로 RF파워는 25W, 50W, 75W, 100W로 변화시키고, 증착 압력은 20m, 100m, 200m 300mTorr로 변화시켰다. 유리기판 위에 증착된 모든 ZnO 박막에서 (002) 면의 우선배향성이 관찰되었고 RF power가 50 W와 75W 에서 좋은 결정성을 나타내었다. 공정조건별로 제작된 모든 ZnO박막에서 85% 이상의 투과율을 나타내었으며, 증착압력이 증가함에 따라 광학적인 밴드 갭이 증가하였다. Hall 측정 결과 모든 샘플에서 n타입 특성이 확인되으며, 75W와 300mTorr일 때 전기비저항 $3.56\;{\times}\;10^{+1}\;{\Omega}cm$, 전하의 농도 $2.8\;{\times}\;10^{17}cm^{-3}$, 이동도 $0.613\;cm^2V^{-1}s^{-1}$로 반도체 활성층으로 가장 적합한 전기적 특성을 얻었다. RF 파워가 증가하고, 증착압력이 증가할 수록 ZnO 박막 특성이 좋아지는 경향성을 확인하였다.

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펄스 DC 마그네트론 스퍼터링법에 의한 ZnO:Al 박막 증착시 펄스 주파수의 영향 (Effect of Pulse Frequency on the Properties of ZnO:Al Thin Films Prepared by Pulsed DC Magnetron Sputtering)

  • 고형덕;이충선;태원필;서수정;김용성
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.476-480
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    • 2004
  • 펄스 do 마그네트론 스퍼터링법에 의해 유리 기판 위에 AZO(Al-doped ZnO) 박막을 제조하여 박막의 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. 본 연구를 위해 l.0 at% Al이 도핑 된 ZnO세라믹 타켓을 사용하였다. XRD 분석을 통하여 30KHz의 펄스 주파수가 인가되었을 때 c축 배향성이 가장 우수하게 나타났고, 표면 형상 분석을 통하여 매우 치밀한 박막이 성장되었음을 알 수 있었다. 증착율은 펄스 주파수가 증가함에 따라 선형적으로 감소하였고, 30KHz의 펼스 주파수가 인가되었을 때 비저항은 8.67${\times}$$10^{-4}$ $\Omega$-cm의 가장 낮은 비저항을 나타내었으며, UV-vis. 투과율 측정결과, 평균 85% 이상의 높은 투과도를 나타내었다. 이러한 낮은 비저항 및 높은 광 투과도로 볼 때 AZO 박막은 투명 전도성 산화물 박막으로의 응용 가능성을 나타내었다.

이방성 Sr-페라이트/ 레진본드 영구자석에서 Sr-페라이트 자성분말의 방향성 (The alignment of Sr-ferrite magnetic powder in anisotropic Sr-ferrite/resin-bonded magnets)

  • 정원용;조태식;문탁진
    • 한국자기학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.219-225
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    • 1994
  • 이방성 Sr-페라이트/레진본드 영구자석에서 외부자장과 성형체의 유동성이 Sr-페라이트 자성분말의 방향성에 어떤 영향을 미치는지 조사하였다. 이방성 Sr-페라이트 자성분말의 방향성은 외부자장의 세기와 충전율과 성형온도의 함수인 유동성에 따라 변화하였다. 자성분말의 방향성은, 자성분말의 충전율이 56vol%이고 $1000sec^{-1}$의 전단속도에서 성형체의 겉보기점도가 약 3000 poise 이하인 성형온도에서 5 kOe 이상의 자장을 가해주었을때, 본 실험에서 얻을 수 있는 최대값을 나타내었다. 이러한 조건에서 직류자기이력곡선으로부터 측정된 Sr-페라이트 자성분말의 방향성은 배향도가 84~85%(0.84~0.85)이었다. 이 결과는 ${23~40}^0$ 범위의 $2{\theta}$에서 X-선 회절분석 결과인 0.85의 방향계수와 일치하였다. 이러한 Sr-페라이트 자성분말의 방향성에서 이방성 레진본드 영구자석은 잔류자 속밀도가 2.2kG, 최대자기에너지적이 2.2 MGOe인 자기특성을 나타내었다.

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