• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.373-373
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• 2013

높은 효율의 InGaN/GaN 전광소자는 현대 조명 산업에 필수적인 역할을 하고 있다. 그러나 전광소자의 효율을 높이는 데에는 여러가지 한계들이 있다. 예를 들면 높은 전류에서의 효율저하, GaN 의 전위결함에 의한 비발광 재결합의 발생 등이 있다. 이러한 한계를 극복하고자 InGaN/GaN 전광소자의 효율을 높이기 위해 사파이어 기판의 표면을 거칠게 바꾸는 방법, 무분극 전광소자, 표면 플라즈몬 등 여러가지 많은 방법들이 개발되고 있다. c-plane InGaN/GaN LED 기반의 표면 플라즈몬 실험은 많은 연구가 수행되고 있으나, m-plane InGaN/GaN LED 기반의 표면 플라즈몬은 아직 연구가 진행되지 않았다. 본 실험의 목적은 표면 플라즈몬 효과를 이용하여 semi-polar InGaN/GaN LED의 광효율을 개선하는 것이다. 유기금속화학 증착 장비로 m-plane sapphire위에 $6{\mu}m$ 의 GaN 버퍼층을 증착하고 표면의 평탄화를 위해 $2{\mu}m$의 n-GaN을 증착하였다. 그 위에 3개의 다중양자우물 층을 증착하였고, 10 nm의 도핑이 되지않은 GaN를 증착하였다. 표면 플라즈몬 현상을 일으키기 위해 Ag박막을 10, 15, 20 nm 증착하여 급속 열처리 방법으로 $300^{\circ}C$에서 20분 열처리 하였다. 형성된 나노입자를 측정하기 위해 주사전자현미경으로 표면을 분석하였다. 표면플라즈몬에 의한 InGaN/GaN 광 세기를 측정하고자 여기 파장이 385 nm인 photoluminescence (PL) 를 사용하였다. 또한 내부양자효과의 증가를 확인하기 위해 PL을 이용하여 온도를 10~300 K까지 20 K 간격으로 광세기를 측정하였다. 향상된 내부 양자효과가 표면 플라즈몬에 의한 것임을 증명하기 위해 time-resolved PL을 이용하여 운반자 수명시간을 구하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.57-57
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• 2011

저차원 나노구조인 자발형성 양자점은 그 우수한 전기적, 광학적 특성으로 많은 주목을 받고 있다. 이미 양자점을 이용한 소자들의 우수성이 입증이 되고 있다. 그러나 양자점의 형성은 단결정 기판 위에서 Stranski-Krastanow 성장 방법을 통해 일어나기 때문에 성장표면에 존재하는 표면 계단구조 등의 국부적인 표면 불균일성에 의해서 모두 동시에 형성되는 것은 아니다. 표면 핵생성의 시간차에 의해 양자점의 크기 불균일성이 나타나게 되며 이는 양자점의 우수성을 저해하는 요인이 된다. 특히, 비정상적으로 크게 성장된 양자점은 내부에 전위 등의 결정결함을 내포하게 되고, 양자점의 우수한 광특성을 손상시키는 주 요인이 된다. 양자점의 우수한 광특성을 소자로 응용하기 위해서는 이러한 비정상적으로 큰 양자점이 없으면서 균일한 양자점을 성장하는 것이 매우 필요하다. 본 발표에서는 그 동안 본 연구실에서 제안한 새로운 양자점 성장 방법에 대한 소개를 하고자 한다. 유기화학금속화학성장(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 도중에 V족 소스가스인 $AsH_3$의 주입을 주기적으로 끊어 주는 새로운 성장 방법(Periodic Arsine Interruption; PAI)을 제안하였다. 이 방법을 통해서 비정상적으로 형성되는 큰 양자점을 완전히 제거할 수 있었다. $AsH_3$을 끊어주는 시간 동안에 표면에서 As의 탈착을 유도하여 표면을 In-rich 쪽으로 유도하였고, 이렇게 함으로써 성장 표면에너지를 높은 쪽으로 바꾸어 줌으로써 핵생성을 위한 표면 roughening이 시작되는 것을 억제하였다. 이렇게 함으로써 미리 핵생성이 되어 비정상적으로 크게 성장하는 양자점으로 억제하면서 거의 동시에 모든 양자점이 핵생성되게 유도하였다. $AsH_3$의 주입 방법의 변화에 따른 양자점의 형성 거동을 연구함으로써 PAI 의 메카니즘을 이해할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.120-120
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• 1999

III-nitride계 물질들은 blue와 UV 영역의 LED, LD와 같은 광소자뿐만 아니라 HBT, FET와 같은 전자소자로도 널리 응용되고 있다. 이와 같은 물질을 이용한 소자를 제작할 수 있는 낮은 저항의 ohmic contact은 필수적이다. Al이나 Ti와 같은 물질을 기초로 한 n-GaN의 경우는 이미 많은 연구결과가 발표되어 전기적 광학적 소자를 동작하는데 충분히 낮은 ohmic contact저항( )을 었다. 그러나 p-GaN의 ohmic contact은 아직까지 많은 문제점을 내포하고 있다. 그 중의 하나는 높은 doping 농도( )의 p-GaN 박막을 성장하기가 어렵다는 것이며, 또 하나는 낮은 접촉 비저항을 얻기 위해선 7.5eV이상의 큰 재가 function을 지닌 금속을 선택해야 한다. 그러나 5.5eV 이상의 재가 function을 갖는 금속은 존재하지 않는다. 위와 같은 문제점들은 p-GaN의 접촉 비저항이 이상의 높은 값을 갖게 만들고 있으며, 이에 대한 해경방안으로는 고온의 열처리를 통하여 p-GaN와 금속 사이에서 화학적 반응을 일으킴으로써 표면 근처에서 캐리어농도를 증가시키고, 캐리어 수송의 형태가 tunneling 형태로 일어날 수 있도록 하는 tunneling current mechanism을 이용하는 것이다. 이로 인해 결국 낮은 접촉 비저항을 얻을 수 있게되며, 일반적으로 p-GaN에서는 Nidl 좋은 물질로 알려져 있다. 그러나 Ni은 50$0^{\circ}C$이상의 열처리에서 쉽게 산화되는 특성 때문에 높은 캐리어를 얻는데 어려운 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 MBE로 성장된 p-GaN박막을 Mg의 activation을 더욱 증가시키기 위해 N2 분위기에서 15분간 90$0^{\circ}C$에서 annealing을 하였으며, ohmic 접촉을 위한 금속으로 높은 재가 function과 좋은 adhesion 그리고 낮은 자체저항을 가지고 있는 Ni/Au를 ohmic metal로 하여 contact한 후에 90$0^{\circ}C$에서 10초간 rapid thermal annealing (RTA)처리를 했다. 성장된 박막의 광학적 성질은 PL로써 측정하였으며, photoconductivity 실험을 통해 impurity의 life time을 분석하였고, persistent photoconductivity를 통해 dark current를 측정하였다. 또한 contact resistance를 계산하기 위해 circular-TLM method을 이용하여 I-V 특성을 조사하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권4호
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• pp.15-30
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• 2020

최근에 태양광 발전 시설이 급격히 증가됨에 따라 사용 후 태양광 모듈의 발생량이 급증할 것으로 예상된다. 태양광 폐 모듈의 리싸이클링은 일부 국가에서 시도하고 있지만, 경제성이 확보된 실용화 기술의 부재로 폐 모듈이 방치 및 폐기되어, 환경오염은 물론 유가자원 회수 측면에서도 많은 문제를 야기시키고 있으므로 대책 마련이 시급하다. 이와 같은 현실에 비추어 본 기술개발에서는 폐 모듈의 성능검사, 알루미늄 프레임 해체, 강화유리의 파분쇄 및 박리, back sheet 및 EVA의 분리 제거, 유가금속의 침출과 침전 회수 및 폐액 처리의 기반 기술을 확립한 다음, 이를 기초로 대단위 처리 시설을 설계 제작 및 운전함으로써 실용화기술을 확립하였다. 본 연구에서는 대단위 시험을 통하여 1 ton/day 규모의 폐 모듈 처리의 최적 조건을 확립한 다음, 얻어진 자료를 근거로 경제성 검토를 실시하였다. 프레임 해체 및 강화유리 박리 공정까지는 경제성이 있었으나, 유가금속 회수를 포함한 전체 공정을 포함하면 생산자 책임(EPR) 제도의 시행에 따른 재활용 분담금의 지원이 이루어지지 않는 한 경제성이 박약하였다. 향후 태양광 폐 모듈의 수거, 재사용 인증기준, 철거비 부담, 효율적인 처리 기술 확보, 관련 법규제정 및 EPR 제도 등의 문제가 해결된다면, 경제성 확보가 용이하여 상용화가 가능할 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.116-116
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• 2000

질화물 반도체는 LED, LD, Transistor, 그리고 Photodetector 등 광소자 및 전자소자를 실현할 수 있는 소재로써 최근에 각광 받고 있으며, 또한 국·내외적으로 연구가 활발히 진행되고 잇다. 질화물 발광 다이오드 제작에는 소자의 효율과 수명시간의 향상을 위하여 질화물 반도체와 금속과의 접합시 고 품질의 오믹 접합이 필수적이다. 특히 p-형 GaN의 경우에는 높은 정공 농도를 갖는 p-형 GaN를 얻기가 어렵고 GaN의 일함수에 비하여 높은 일함수를 갖는 금속이 없기 때문에 매우 낮은 접합 저항을 가지며 안정성이 매우 우수한 금 접합을 얻기가 어렵다고 알려져 있다. 또한, GaN 계열의 발광 다이오드는 일반적으로 표면 발광 다이오드 형태로 제작되기 때문에 p-형 GaN 층의 오믹 접촉으로 사용되는 금속의 전기적 특성뿐만 아니라 발광 다이오드의 활성층에서 발광되어 나오는 빛에 대한 투과도 또한 우수하여야 발광 다이오드의 효율이 우수해진다. 본 연구에서는 p-형 GaN층의 접합 금속으로 Pt(80nm)과 Ni(5nm)/Au(7nm)를 사용하여 InGaN/GaN 다중양자우물 구조의 발광 다이오드를 제작하여 전기적 특성 및 발광효율을 측정하였다. 그리고, Pt(80nm)과 p-형 GaN와의 접합시 온도 변화에 따른 전기적 특성을 TLM 방법으로 조사하고, 가시광선 영역에서의 빛에 대한 투과도를 UV/VIS spectrometer, X-ray reflectivity, 그리고 Atomic Force Microscopy 등을 이용하여 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.1259-1264
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• 2014

수소는 미래 에너지원 중 하나로서, 이미 여러 산업분야와 항공우주 분야에서 널리 사용되고 있다. 수소는 작은 분자크기로 인해 수송관이나 저장탱크의 작은 금으로부터 쉽게 가스 누설이 일어난다. 본 연구에서는 소량의 수소 누설을 측정하기 위한 탐지 기술을 개발하기 위하여 레이저 유도 플라스마 분광법을 이용하였다. Al, Cu, SUS등 세 가지의 금속을 가지고, 각 금속이 플라스마 발생 및 signal에 미치는 영향과 반복적인 레이저 조사로 인한 표면의 손상을 표면전자현미경(SEM)으로 관찰하고, 표면 손상이 signal에 미치는 영향을 조사하였다. 연구결과 Al을 이용한 경우 signal의 세기가 다른 두 금속에 비해 좋으며, 표면 손상으로 인한 signal의 영향 또한 다른 금속에 비해 Al을 사용 시 원자광의 변화가 약 $100W/m^2$ 적은 것으로 관찰되었다.

• Journal of Preventive Medicine and Public Health
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• 제26권1호
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• pp.110-125
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• 1993

본 연구는 범죄자의 경우 필수 금속원소와 독성금속의 함량에 기초하여 정상적 인구집단으로부터 구별될 수 있다는 가설을 검정하기 위해 시도되었다. 금속 원소함량 및 중금속함량의 차이를 알아보기 위해 두발을 채취하였으며, 아울러 이들 금속과 인성과의 관련성을 알아보기 위해 MMPI 검사를 시행하였다. 두발채취는 범죄자의 경우 유죄판결을 받은 직후 실시 하였으며, 후두부의 5cm 이내의 두발을 2g을 취하여 두발중 금속함량을 원자흡광분광광도계로써 측정 하였다. 두발 중 금속원소들의 함량을 비교해 오면 아연과 마그네슘이 비폭력범죄자에 있어 유의하게 낮았으며, 납과 카드뮴 비폭력범죄자군이 대조군에 비해 유의하게 높았다. 연령군별 함량차이를 보면 나트륨, 아연, 철, 마그네슘, 납에서 차이를 보이고 있으나 연령에 따른 어떠한 추세는 보이지 않았다. 연령군별로 층화하여 두 집단과의 차이를 보면 나트륨은 20대에서 비폭력범죄자군이 유의하게 높았으며 아연은 20대 30대 40대에서 마그네슘은 20대와 30대에 있어서 비폭력범죄자가 유의하게 낮았다. 반면 납과 카드뮴은 20대 30대 40대에서 비폭력범죄자군이 유의하게 높았다. MMPI의 각 척도별 T 점수중 우울증 척도(D)는 대조군이 유의하게 높았고, 반사회성 척도(Pd), 편집증 척도(Pa), 경조증 척도(Ma)의 척도에서는 비폭력군이 유의하게 높았다. 금속 금속함량과 MMPI의 각 척도별 T 점수와의 상관성을 보면 범죄자 군에서는 구리와 Ma 척도를 제외한 Hs D Hy Pd Mf Pa Pt Sc Si 척도의 점수와 통계적으로 유의한 음의 상관관계를 보이고 있으며 (P<0.05, p<0.01), 아연함량과 Hy Mf Pa Pt 척도의 점수가 음의 상관관계를 보이고 있다. 반면 대조군에서는 나트륨과 Ma 척도가 음의 상관관계를 철과 Sc척도, Pt척도는 양의 상관 관계를 보이고 있다. 본 연구의 결과로 볼때 비폭력범죄자와 정상 대조군 사이에서 일부 금속원소의 함량 차이가 있는 것으로 보여지며, 금속원소 함량과 MMPI 척도와도 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 향후 폭력범과 비폭력범, 폭력범과 일반인과의 차이를 비교하여 볼 필요성을 느낀다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.227.1-227.1
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• 2015

산업이 발달하면서 다양한 화학물질이 배출되고 이로 인하여 환경이 오염되고 있으며, 특히, 대부분의 유기 화합물은 대기오염에 많은 영향을 주는 물질로 알려져 있다. 최근 유기 화합물을 제거하기 위해서 UV와 가시광에서 반응하는 광촉매 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 밴드갭에 변화를 주는 doped $TiO_2$와 가시광에서 반응하는 조촉매를 이용하여 광촉매의 특성을 향상시키는 coupled $TiO_2$를 제조하였다. Doped $TiO_2$를 제조하기 위해서 비금속 물질인 질소(nitrogen)을 사용하였고, coupled $TiO_2$는 graphine oxide(GO)를 환원하여 $TiO_2$-RGO 촉매를 제조하였다. N-$TiO_2$와 $TiO_2$-RGO의 광학 특성을 평가하기 위해서 UV/Vis 분광광도계를 사용하였다. Methylene blue(MB)와 methyl orange(MO)가 분해되는 반응을 통해서 N-$TiO_2$와 $TiO_2$-RGO의 광촉매 특성을 평가하였다. 또한, MB와 MO 분해 테스트에 395 nm long pass filter를 이용하여 가시광에서의 광촉매 활성을 평가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.665-665
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• 2013

박막형 태양전지에서 광흡수층으로 널리 쓰이는 metal chalcogenide 화합물 중, CuInS2(CIS)은 전기적, 광학적 특성이 우수하여 널리 연구되고 있다. CIS계 태양전지 최근 동시 증발법을 이용하여 20.3%의 고효율을 기록한 바 있으나 기존 진공, 고온 기반 공정 기술은 초기 투자 비용이 높고, 고가의 희귀원소인 In 등의 원료 활용도가 떨어져 원가 절감에 있어 한계가 있다. 이에 따라 제조 비용 절감과 원료 사용 효율을 향상시키기 위해 비진공 방식을 이용한 광흡수 층 증착 공정에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 상온, 상압, 저온에서 합성이 가능한 CIS계 광흡수층을 전자 전달 및 빛 포집에 유리한 ZnO 나노구조와 응용함으로써 superstrate 구조의 박막형 태양전지를 구현하고 그 특성을 평가하였다. CIS 박막 태양전지에서 투명창층으로 쓰이는 ZnO 박막을 수열합성법으로 합성된 ZnO 나노로드 어레이로 대체하여 빛 산란 효과를 줄이고, 전하 수집 및 이동 효과를 극대화하였다. 또한 CIS 광흡수층은amine계 용매와 금속염 및 thiourea를 조합하여 저온에서 코팅 후 건조시켜 박막을 제조하였다. 각 요소 박막들의 물성을SEM, XRD, UV-transmittance 분석을 통해 살펴보았으며, 소면적 태양전지 제작을 통해 박막 구조 대비 30배 이상의 광변환효율(최고효율 3.30%)을 기록하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권7호
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• pp.31-36
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• 2004

Vortical-Cavity Surface-Emitting Laser(VCSEL)는 in-plane 형태의 레이저와는 달리 여러 층의 distributed Bragg reflector(DBR) mirror를 반사 면으로 사용하기 때문에 광출력이나 미분양자효율(differential quantum efficiency)을 계산하는 데에 많은 어려움이 따른다. 이러한 이유로 광출력, 광출력 비 및 미분양자효율 등의 성능 지수를 계산하는 방법으로 유효 공진기 모델과 전달행렬 방법(transfer matrix method) 등이 사용되고 있다. 유효 공진기 모델은 반사율 및 문턱이득을 계산하는 데에는 적합하지만 광출력, 광출력 비 및 외부양자효율을 계산하는 데에는 오차를 보인다. 그 이유는 유효 공진기 모델이 금속 전극 개구부 바로 아래 GaAs 층에서의 빛의 흡수는 고려하지 못하기 때문이다. 이 논문에서는 유효 공진기 모델로부터 구한 성능 지수 값들을 전달행렬 방법으로부터 구한 값들과 비교ㆍ검토하여, 유효 공진기 모델의 타당성에 대하여 살펴보고 전달행렬 방법의 유용성을 재확인하였다.