• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.16 no.5
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• pp.409-417
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• 2003

We have studied electrical properties and luminous efficiency of organic light-emitting diodes(OLEDs) with different buffer layer and cathodes in a temperature range of 10 K and 300 K. Four different device structures were made. The OLEDs are based on the molecular compounds, N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (TPD) as a hole transport, tris(8-hydroxyquinolinato) aluminum(III) (Alq$_3$) as an electron transport and omissive layer, and poly(3,4-ethylenedioxythiophene) :poly (styrenesulfonate) (PEDOT:PSS ) as a buffer layer. And LiAl was used as a cathode. Among the devices, the ITO/PEDOT:PSS/TPD/Alq$_3$/LiAl structure has a low energy-barrier height for charge injection and show a good luminous efficiency. We have got a highly efficient and low-voltage operating device using the conductive PEDOT:PSS and low work-function LiAl. From current-voltage characteristics with temperature variation, conduction mechanisms are explained SCLC (space charge limited current) and tunneling one. We have also studied energy barrier height and luminous efficiency at various temperature.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.422-423
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• 2007

In this work, Organic Light Emitting Diodes using LiF as a electron-injecting interfacial have been fabricated for efficiency enhancements. This interfacial layer is interposed between Al/$Alq_3$ layer. The brightness and specific character as current density are higher than those of the device without it. To find best thickness of LiF layer, we used some samples with various thickness. The LiF interposition at the Al/$Alq_3$ interface encouraged the electrons injection and balances the injection numbers of hole and electron in the emission layer.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.07a
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• pp.197-198
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• 2005

본 논문에서는 p-type (100)Si. (100)MgO 그리고 MgO/Si 기판 위에 RF Magnetron sputtering 법으로 $Ba_{0.5}Sr_{0.5}TiO_3$(BST) 박막을 증착 후 $600^{\circ}C$ 의 질소분위에서 RTA(Rapid Thermal Annealing)를 이용한 1 분간의 고온 급속열처리를 하였다. XRD 측정결과 모든 기판에서 (110) $Ba_{0.5}Sr_{0.5}TiO_3$의 주피크가 관찰되어졌고, 열처리 후 피크 세기가 증가함을 확인할 수 있었다. C-V 특성에서 각각의 기판에서 측정된 커패시턴스 값으로 계산된 유전율은 120(bare Si), 305(MgO/Si) 그리고 310(MgO)이었다. 누설 전류 특성에서는 150KV/cm이내의 인가전계에서 0.1$uA/cm^2$이하의 안정된 누설전류값을 보여주었다. 결론적으로 MgO 버퍼층을 이용한 기판이 BST 박막의 증착을 위한 기판으로써 효과적임을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.108-109
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• 2006

ZnO semiconductor has a wide band gap of 3.37 eV and a large exciton binding energy of 60 meV, and displays excellent sensing and optical properties. In particular, ZnO based 1D nanowires and nanorods have received intensive attention because of their potential applications in various fields. We grew ZnO buffer layers prior to the growth of ZnO nanorods for the fabrication of the vertically well-aligned ZnO nanorods without any catalysts. The ZnO nanorods were grown on Si (111) substrates by vertical MOCVD. The ZnO buffer layers were grown with various thicknesses at $400^{\circ}C$ and their effect on the formation of ZnO nanorods at $300^{\circ}C$ was evaluated by FESEM, XRD, and PL. The synthesized ZnO nanorods on the ZnO film show a high quality, a large-scale uniformity, and a vertical alignment along the [0001]ZnO compared to those on the Si substrates showing the randomly inclined ZnO nanorods. For sample using ZnO buffer layer, 1D ZnO nanorods with diameters of 150-200 nm were successively fabricated at very low growth temperature, while for sample without ZnO buffer the ZnO films with rough surface were grown.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.23-23
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• 2010

CIGS 박막태양전지는 박막태양전지 기술 중 가장 주목을 받고 있는 기술에 해당한다. 그 이유는 박막태양전지 기술 중 즉, CdTe, a-Si, CIGS 중 가장 셀 효율이 높게 구현되고 있으며, 특히 다양한 제조공정이 가능하기 때문이다. 현재 CIGS 박막태양전지 양산에 적용되고 있는 제조기술은 동시증발법과 스퍼터/셀렌화 공정이다. 동시증발법의 경우, CIGS 태양전지의 세계최고효율을 구현한 기술로서 다른 모든 제조기술의 기준이 되는 공정이나, 실제로는 스퍼터/셀렌화 공정을 이용한 양산 규모가 훨씬 크게 전개되고 있다. 본 논문에서는 동시증발법이 최고효율을 구사한 물질 및 공정 스펙에 대해 살펴보고, 스퍼터/셀렌화 공정에서 동시증발법에 의해 제조된 소자 스펙을 구현하기 위해 어떠한 노력을 기울여야 하는 지에 대해 기술하고자 한다. 먼저, 동시증발법이 적용된 양산기술 현황에 대해 살펴보고, 여러가지 스펙 중에서 Na 제어기술, 버퍼층 기술, 투명전극 측면에서 소자성능의 최적화를 논하고자 한다. Na의 경우, 널리 알려진 바와 같이 CIGS 내 0.1at% 정도의 함유량이 필요하다. 동시증발법과는 다른 공정온도와 이력이 사용되는 스퍼터/셀렌화의 경우, Na 함량의 제어를 위해 어떠한 노력이 필요한지 Na의 역할 측면에서 논하고자 한다. CBD 공정으로 제조되고 있는 CdS는 얇은 두께와 단순한 공정으로 인해 다소 소홀하기 쉬우나, CdS/CIGS 접합이 소자의 성능에 미치는 영향이 매우 크기 때문에 CIGS 표면 물성 제어 측면에서 CdS 제조공정을 살펴보고자 한다. 마지막으로 투명전극은 CIGS 제조공정과는 무관하게 공통으로 검토가 필요한 분야이나, 동시 증발법에 의한 CIGS 표면형상이 스퍼터/셀렌화에 의한 CIGS와는 크게 다르므로 후속 투명전극공정 또한 세부적인 검토가 필요하다고 판단되는 바, 투명전극이 갖춰야하는 물성을 중심으로 소자최적화를 논하고자 한다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.34 no.1
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• pp.73-77
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• 2021

Inorganic-organic hybrid perovskite solar cells have demonstrated considerable improvements, reaching 25.5% of certified power conversion efficiency in 2020 from 3.8% in 2009. In normal structured perovskite solar cells, TiO2 electron-transporting materials require heat treatment process at a high temperature over 450℃ to induce crystallinity. Inverted perovskite solar cells have also been studied to exclude the additional thermal process by using [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM) as a non-oxide electron-transporting layer. However, the drawback of the PCBM layer is a charge accumulation at the interface between PCBM and a metal electrode. The impact of bathocuproin (BCP) buffer layer on photovoltaic performance has been investigated herein to solve the problem of PCBM. 2-mM BCP-modified perovskite solar cells were observed to exhibit a maximum efficiency of 12.03% compared with BCP-free counterparts (5.82%) due to the suppression of the charge accumulation at the PCBM-Au interface and the resulting reduction of the charge recombination between perovskite and the PCBM layer.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.58.1-58.1
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• 2011

CIS(CuInSe2)계 화합물 태양전지는 높은 광흡수계수와 열적 안정성으로 고효율 태양전지 제조가 가능하여 태양전지용 광흡수층으로 매우 이상적이다. 미국 NREL에서는 이러한 CIGS 태양전지를 Co-evaporation 방법으로 제조 20%이상의 에너지 변환 효율을 달성하였다고 보고하였다. CIGS 태양전지의 경우 기존의 유리 기판 대신 유연한 철강 기판을 사용해 태양 전지를 flexible하게 제조 할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 flexible 태양전지의 경우 기존의 rigid 태양전지의 적용분야 뿐만 아니라 BIPV, 선박, 장난감, 군용, 자동차등 더욱 더 많은 분야에 활용이 가능하다. 본 연구에서는 기존의 rigid한 기판인 soda lime glass와 flexible 기판인 stainless steel 기판으로 소자를 제조하여 효율을 비교 분석 및 stainless steel 기판의 표면 처리 방법에 따라서 표면 조도의 특성을 분석하여 stainless steel 기판별 효율 특성도 비교 분석 하였다. 후면전극으로는 약 $1{\mu}m$의 Mo를 DC Sputtering 방법을 이용하여 증착하였고, CIGS 광흡수층은 약 $2.5{\mu}m$의 두께로 미국의 NREL과 같은 3 stage 방식을 이용하여 광흡수층을 Co-Evaporation 방법으로 제조하였고, 버퍼층인CdS는 약 50nm의 두께로 CBD 방법으로 제조 하였으며, 창층인 ZnO는 약 500nm 두께로 RF Sputtering 방법으로 제조 하였고, 마지막으로 약 $1{\mu}m$ 두께의 Al 전면전극은 Thermal Evaporation 방법으로 제조 하였다. 소자의 물리적, 전기적 특성을 분석하기위해 FE-SEM, AFM, Solar Cell Simulator 분석을 실시하였다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.19 no.1
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• pp.6-10
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• 2009

In this paper, a selective area growth (SAG) of a GaN/AlGaN double heterostructure (DH) has been performed on r-plane sapphire substrate by using the mixed-source hydride vapor phase epitaxy (HVPE) with multi-sliding boat system. The SAG-GaN/AlGaN DH consists of GaN buffer layer, Te-doped AlGaN n-cladding layer, GaN active layer, Mg-doped AlGaN p-cladding layer, and Mg-doped GaN p-capping layer. The electroluminescence (EL) characteristics show an emission peak of wavelength, 439 nm with a full width at half maximum (FWHM) of approximately 0.64 eV at 20 mA. The I-V measurements show that the turn-on voltage of the SAG-GaN/AlGaN DH is 3.4 V at room temperature. We found that the mixed-source HVPE method with a multi-sliding boat system was one of promising growth methods for III-Nitride LEDs.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.280-280
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• 2007

$Pb(Zr,Ti)O_3$ (PZT) 강유전체 박막은 높은 잔류 분극 (remanent polarization) 특성 때문에 현재 강유전체 메모리 (FeRAM) 소자에 적용하기 위하여 가장 활발히 연구되고 있다. 그런데 PZT 물질은 피로 (fatigue) 및 임프린트 (imprint) 등의 장시간 신뢰성 (long-term reliability) 특성이 취약한 단점을 가지고 있다. 이러한 신뢰성 문제를 해결할 수 있는 효과적인 방법 중의 하나는 $IrO_2$, $SrRuO_3$(SRO) 등의 산화물 전극을 사용하는 것이다. 많은 산화물 전극 중에서 SRO는 PZT와 비슷한 pseudo-perovskite 결정구조를 갖고 격자 상수도 비슷하여, PZT 커패시터의 강유전 특성 및 신뢰성을 향상시키는데 매우 효과적인 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구는 PZT 커패시터에 적용하기 위하여 SRO 박막을 증착하고 이의 전기적 특성 및 미세구조를 분석하고자 하였다. 또 실제로 SRO 박막을 상부전극과 PZT 사이의 버퍼 층 (buffer layer)으로 적용한 경우의 커패시터 특성도 평가하였다. 먼저 다결정 SRO 박막을 $SiO_2$/Si 기판 위에 DC 마그네트론 스퍼터링 법 (DC magnetron sputtering method)으로 증착하였다. 그 다음 이러한 SRO 박막의 미세구조, 결정성 및 전기적 특성이 증착 조건들의 변화에 따라서 어떤 경향성을 보이는지를 평가하였다. 기판 온도는 $350\;{\sim}\;650^{\circ}C$ 범위에서 변화시켰고, 증착 파워는 500 ~ 800 W 범위에서 변화시켰다. 또 Ar+$O_2$ 혼합 가스에서 산소의 혼합 비율을 20 ~ 50% 범위에서 변화시켰다. 이러한 실험 결과 SRO 박막의 전기적 특성 및 미세 구조는 기판의 증착 온도에 따라서 가장 민감하게 변함을 관찰할 수 있었다. 다른 증착 조건과 무관하게 $450^{\circ}C$ 이상의 온도에서 증착된 SRO 박막은 모두 주상정 구조 (columnar structure)를 형성하며 (110) 방향성을 강하게 나타내었다. 가장 낮은 전기 저항은 $550^{\circ}C$ 증착 온도에서 얻을 수 있었는데, 그 값은 약 $440\;{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$ 이었다. SRO 버퍼 충을 적용하여 제작한 PZT 커패시터의 잔류 분극 (Pr) 값은 약 $30\;{\mu}C/cm^2$ 정도로 매우 높은 값을 나타내었고, 피로 손실 (fatigue loss)도 $1{\times}10^{11}$ 스위칭 사이클 후에 약 11% 정도로 매우 양호한 값을 나타내었다.

• Applied Microscopy
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• v.25 no.3
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• pp.75-81
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• 1995

The microstructural characterization of ternary $ZnS_{x}Se_{1-x}$(x=0.085) on GaAs(001) substrate grown up to $2{\mu}m\;at\;300^{\circ}C$ by molecular beam epitaxy(MBE) which has a single growth chamber was investigated by high resolution transmission electron microscope (HRTEM) working at 300 kV with point resolution of 0.18nm. The interface in the ZnSSe/GaAs specimen maintains a pseudomorphism with the substrate, but the epilayer has high density of stacking faults and moire fringes. The pits which had formed along <111> direction were found at the interface of ZnSSe/GaAs. The pits were responsible for producing defects in both epilayer and substrate. The wavy interface which has the difference of 15nm in height was found to maintain the pseudomorphism with the substrate and no stacking faults were found around the interface. However there exists faint and fine moire fringes in the epilayer near interface.