• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.846-849
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• 2013

$TiO_2$ 박막을 저온 열처리 졸-겔 법으로 합성하였다. 박막의 기판은 면적이 $100mm^2$인 붕규산염 유리를 사용하여 시료를 $300^{\circ}C$부터 $1100^{\circ}C$까지 열처리하였고, 이때 제조된 박막의 두께는 약 $1.5{\mu}m$정도였다. $300^{\circ}C$에서 2시간 동안 열처리한 $TiO_2$ 박막은 아나타제 상을 나타내었고 열처리 온도가 증가함에 따라 비정질 상태에서 아나타제상과 루타일 상이 공존하면서 각 상의 분율이 변화하였다. SEM 분석에 의하면 박막의 입자 크기는 $0.1{\sim}0.54{\mu}m$이었으며 Uv-visible 반사특성에 있어서 390nm부근에서 광흡수가 되는 것을 알 수 있었다. 따라서 낮은 열처리 온도에서 생성된 $TiO_2$ 박막은 주로 아나타제 상을 가지며 광촉매 특성을 2.4배 증가시키는 것으로 나타났다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.316-318
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• 2003

본 연구에서는 전기적 특성, 기계적 특성, 내수성 및 내유성이 우수한 고분자 화합물로 산업용, 콘덴서절연재료용, 의료센서용 등 각종 절연재료 및 유전재료로 활용되어 지고 있는 변환기용 PET박막에 광자선을 10[Gy] 15[MeV], 30[Gy] 15[MeV], 50[Gy] 15[MeV]를 조사하여 물성분석 및 전기적 특성중 유전정접 특성에 관하여 검토하였다. 물성분석으로 X-선 회절(XRD) 분석 결과 조사량에 따라 피크의 크기가 커지므로 결정성이 더욱 좁아짐을 알수 있었으며 적외선 분광(FTIR) 측정결과로 파수 1752[$cm^{-1}$]에서는 C=O기의 신축운동 기여로 피크가 나타나며 파수 1266[$cm^{-1}$]에서 =C-O기의 신축운동기여와 그리고 1019[$cm^{-1}$]에서는 벤젠환의 진동기여로 흡수 피크가 나타남을 알 수 있었고, 전자현미경을 이용하여 800배로 확대한 시료의 파단면을 조사한 결과 결정질과 비정질 영역이 혼재하고 있는 것을 확인하였다. 유전정접 특성으로는 측정온도범위 상온에서 130[$^{\circ}C$]와 인가전압 범위 1[V]에서 20[V]를 변화시켜 각각의 조사량에 대한 PET 박막의 유전특성의 온도의존성 및 주파수 의존성에 대하여 실험한 결과 변환기 재료의 가능성을 조사하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.111-111
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• 2008

태양전지는 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환시켜주는 광전 소자로서 구조적으로 단순하고 제조 공정도 비교적 간단하지만, 실용화를 위해서는 비용적인 측면이 많은 걸림돌이 되고 있다. 기존의 실리콘 태양전지는 낮은 광흡수율, 고비용임에도 불구하고 가장 많이 활용되고 있는 태양전지 기술이다. 그러나 태양전지의 경제성 향상과 실용화를 위해서는 기존의 실리콘 태양전지 보다 고효율 및 고신뢰도의 박막형 태양전지의 개발이 필요하다. 박막헝 태양전지의 재료로는 비정질 실리콘, 다결정 실리콘. CIGS, CdTe 등이 있다. 그 중에서도 박막형 태양전지에 광흡수층 물질로는 밴드갭 에너지 (l.4eV 부근), 변환 효율, 경제성 등을 고려했을 때 II-VI족 화합물인 CdTe가 가장 적합한 것으로 각광받고 있다. 하지만 아직까지 실리콘 태양전지에 비해 효율이 많이 떨어지는 단점을 가지고 있기 때문에 효율을 더 끌어올리기 위한 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다. 또한 CMP(chemical mechanical polishing) 공정은 반도체 박막 분야뿐만 아니라 물리, 화학 반응의 기초 연구에도 널리 응용이 되는 기술로써, 시료와 연마 패드 사이의 회전마찰에 의한 기계적 연마와 연마제 (abrasive) 에 의한 화학적 에칭으로 박막 표면을 평탄화하는 기술이다. 본 연구에서는 sputtering 법에 의해 증착된 CdTe 박막에 CMP 공정을 적용하여 표면 특성을 개선한 뒤 태양전지 변환 효율과 직접적인 연관성을 가지고 있는 표면 및 광특성의 변화를 CMP 공정 전과 후로 비교하였다. 표면의 변화를 관찰하기 위해서 AFM(atomic forced microscope) 과 SEM(scanning electron microscopy) 을 이용하였으며, 광특성의 비교를 위해서 흡수율과 PL특성을 측정하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.165-165
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• 2010

GaInZnO는 투명 비정질 산화물 반도체로서 태양전지, 평판 액정 디스플레이, 잡음방지 코팅, 터치 디스플레이 패널, 히터, 광학 코팅 등 여러 응용에 쓰인다. 이 논문에서는 투명전자소자로 관심을 모으고 있는 GaInZnO의 전자적 그리고 전기적 특성을 측정하였다. GaInZnO 박막은 $SiO_2$ (100)/Si 기판위에 RF 마그네트론 스퍼터링 증착법으로 $Ga_2O_3:In_2O_3:ZnO$의 조성이 2:2:1로 된 타겟을 가지고 박막을 성장시켰다. 성장한 후에 RTP를 이용하여 30분간 열처리 하였다. GaInZnO의 전자적 특성을 나타내는 띠틈 및 실리콘 기판과의 원자가 띠 오프셋 값을 측정하였으며, 이 값들을 통해 GaInZnO박막과 실리콘 기판과의 띠 정렬도 수행하였다. 띠틈은 반사 전자 에너지 손실 분광법(REELS)을 이용하여 측정하였고, 원자가 띠 오프셋은 광전자 분광법(XPS)을 이용하여 측정하였다. 열처리 온도가 $400^{\circ}C$까지는 띠틈의 변화 및 XPS 결합에너지의 변화가 없는 것으로 보아 열적안정성이 우수함을 알 수 있다. 반면 $450^{\circ}C$에서의 띠틈이 감소하는 것으로 보아 $450^{\circ}C$에서는 열적안정성이 깨지는 것을 알 수 있다. GaInZnO 박막을 채널 층으로 하고 전극은 알루미늄(Al)으로 된 TFT를 제작하여 전기적 특성을 조사하였다. TFT 특성 결과 이동도가 약, subthreshold swing(S.S)이 약 1.5 V/decade, 점멸비가 약 $10^7$으로 측정되었다. 유리 위에 증착시킨 GaInZnO 박막의 투과율을 측정해본 결과 모든 시료가 가시광선 영역에서 80%이상의 투과율을 갖는 것으로 보아 투명전극소자로 응용이 가능하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.131-131
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• 2011

이종접합 태양전지 제작을 위해 기판의 buffer layer로 사용되는 기존의 a-Si 박막을 SiON 박막으로 대체하려는 연구가 진행 중이다. 기존의 a-Si 박막은 대면적에서 균일도를 담보하기 어렵고, 열적 안정성에 취약한 문제점이 있다. 이에 반해 SiON 박막은 일종의 화학 반응인 oxidation 방법으로 형성이 되기 때문에 막의 균일도를 담보 할 수 있고, $400^{\circ}C$이상의 온도에서 형성되기 때문에 열적 안정성이 우수한 장점이 있다. 이러한 장점에도 불구하고 기판위에 직접 형성이 되기 때문에 기판과 SiON 계면 사이의 pssivation이 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 비정질 실리콘 이종접합 태양전지에 적용키 위한 SiON 박막을 형성하고, 기판과 SiON 계면에서의 passivation 향상을 위한 계면 결함 감소에 대한 연구를 진행하였다. 실험을 위한 SiON 박막은 공정온도 $450^{\circ}C$, 공정압력 100 mTorr, 증착파워 120 mW/cm2에서 5분간 증착하였으며, 이때 50 sccm의 N2O 가스를 주입하였다. 증착된 박막은 2~4 nm의 두께로 증착이 되었으며, 1.46의 광학적 굴절률을 가지는 것으로 분석되었다. 계면의 결함을 줄이기 위해 PECVD를 이용한 NH3 plasma treatment를 실시하였다. 공정온도 $400^{\circ}C$, 공정압력 150mTorr~450 mTorr, 플라즈마 파워 60mW/cm2에서 30분간 진행하였으며, 50 sccm의 N2O 가스를 주입하였다. 계면의 결함이 줄었는지 확인하기 위해 C-V 측정을 위한 시료를 제작하여 분석을 하였다. 실험 결과 VFB가 NH3 plasma treatment 이후 positive 방향으로 shift 됨을 알 수 있었다. Dit 분석을 통해 공정 압력 450 mTorr에서 $4.66{\times}108$[cm2/eV]로 가장 낮은 계면 결함 밀도를 확인 할 수 있었다. 결과적으로 NH3 plasma 처리를 통해 positive charge를 갖는 N-content가 형성되었음을 예측해 볼 수 있으며, N-content가 증가하면, 조밀한 Si-N 결합을 형성하면서, boron 및 phosphorus diffusion을 막는데 효과적이다. 또한, plasma treatment 과정에서 H-content에 의한 passivation 효과를 기대할 수 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제10권4호
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• pp.42-47
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• 2001

알루미늄 드로스와 장석을 이용하여 무기발포재의 제조 가능성을 검토하여 폐기물인 알루미늄 드로스의 재활용 및 자원화의 다양성을 제시하기 위한 실험을 행하였다. 소성한 발포재의 경우 장석은 소성온도에서 용해되어 비정질상으로 전이하고 드로스 중의 성분들이 Spinel($MgA1_2$$O_4$)을 형성한다. 장석 55 wt%, 드로스 40 wt%, 벤토나이트 5 wt% 시료의 경우 소성온도 $1220^{\circ}C$에서 소성시간이 증가할수록 밀도는 0.91에서 0.65까지 감소하고, 흡수율은 약 2.5에서 1.7%의 범위의 값을 나타냈다. $1220^{\circ}C$에서 30분 소성할 경우 굽힘강도는 10.8 MPa이며, 열전도도는 0.34 W/m.K로서 최대치를 나타냈다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권6호
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• pp.73-78
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• 2020

선탄 폐석의 유리 소재 원료로의 활용을 위해 선탄 폐석의 고온 상 전위 거동 및 Na2CO3의 첨가에 따른 유리질(비정질)화 실험을 실시하였다. 실험 결과 700~1,100 ℃에서 소성된 선탄폐석에는 mullite가 생성되고, 1,450 ℃에서는 mullite와 cristobalite만이 존재하였다. 선탄 폐석의 유리질화는 Na2CO3 첨가됨에 따라 진행되었으며, Na2CO3 10 wt.% 첨가 후 1,450 ℃ 온도에서 소성된 선탄 폐석의 유리질화는 97.9 wt.%로 나타났다. 그러나 Na2CO3가 20 wt.% 첨가된 선탄 폐석의 시료의 경우, 1,100 ℃에서의 2차 재소성 과정에서 nepheline(Na2O·Al2O3·2SiO2)이 생성되었으며, 이를 통해 선탄폐석의 유리질화를 위한 최적의 Na2CO3 첨가량은 10 wt.%로 나타났다.

• 한국광물학회지
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• 제24권4호
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• pp.289-300
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• 2011

규산염 물질의 탄소 용해도에 대한 미시적 연구는 규산염 물질의 성질 변화와 지구 시스템 진화에 탄소가 미치는 영향의 이해에 매우 중요하다. 본 연구에서는 탄소가 용해된 엔스테타이트 시료에 대하여 라만(Raman) 분광분석을 실시하고, 양자 화학 계산을 통해 결정구조 내에 용해된 탄소의 원자 환경과 핵자기공명 분광 특성을 예측하였다. 1.5 GPa $1,400^{\circ}C$의 온도 압력 조건에서 2.4 wt%의 비정질 탄소와 함께 합성한 엔스테타이트의 라만 실험에서 엔스테타이트의 진동양상은 확인할 수 있었으나, $CO_2$나 탄산염 이온의 진동양상에 대한 정보는 획득하지 못하였다. 이는 엔스테타이트 내에 용해된 탄소의 양이 매우 적어 시료를 구성하는 원자들의 집합적인 진동양상을 측정하는 라만 분광분석으로는 검출이 어려움을 지시한다. 특정 핵종 중심의 핵자기공명 분광분석을 이용하면, 구조 내에 존재하는 탄소만 선택적으로 측정할 수 있다. 특히 $^{13}C$ NMR 화학 이동(chemical shift)은 원자 환경에 따라 민감하게 변하므로, 양자 화학 계산을 이용하여 $CO_2$와 C가 치환된 엔스테타이트 클러스터의 $^{13}C$ NMR 화학 차폐 텐서(chemical shielding tensor)를 계산하였다. 계산 결과 $CO_2$의 피크는 125 ppm에서 나타나며 이는 기존의 실험결과와 일치하며, 상압에서는 생성이 어렵지만 고압환경에서 생성될 가능성이 있는 배위수가 4인 C의 화학 이동 값은 ~254 ppm으로 예측되었다. 이와 같은 양자 화학 계산 결과는 고분해능 $^{13}C$ NMR 실험의 이해를 돕고 탄소의 원자 환경을 연구하는데 도움을 줄 것이다.

• 한국광물학회지
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• 제30권3호
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• pp.113-126
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• 2017

이산화탄소 지중저장 실증연구를 위하여 마이오세 포항분지의 연일층군에서 굴착한 2곳의 시추코어 시료에 대해 X-선회절분석을 통하여 구성광물을 분석하였다. 그 결과, 석영, 사장석, 정장석, Opal-CT, 스멕타이트, 운모, 일라이트, 카올린광물, 녹니석, 방해석, 석고, 황철석, 돌로마이트, 능철석 등의 다양한 광물이 나타났다. 스멕타이트는 대부분의 시료에서 산출되고 있으며, 하부에서 비교적 많이 함유되었다. 상부지층에 주로 산출하는 Opal-CT는 비정질 규조의 속성작용에 의한 것으로, 깊이에 따라 크리스토발라이트의 d(101) 값이 $4.10{\AA}$에서 $4.05{\AA}$으로 대체적으로 감소하는 경향이 나타났다. 두 시추공에서 광물성분의 분포가 서로 유사하게 대비되어, 거의 같은 퇴적환경에서 형성된 것으로 생각된다. 스멕타이트가 대부분의 심도에서 상당량 함유되어 있으므로, 이들 지층은 이산화탄소의 지중저장시 덮개암의 역할을 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제14권3호
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• pp.1-6
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• 2007

본 연구에서는 유기박막트랜지스터(OTFT, Organic Thin film Transistor)에 응용을 위해 용액(soluble) 공정을 통하여 제작된 pentacene 박막의 특성을 분석하여 pentacene 박막의 OTFT 소자에 적용 가능성을 조사하였다. Pentacene을 용해시키기 위해 toluene과 chloroform의 두 종류의 용제를 사용하였으며, 이들 용제가 pentacene 박막의 특성에 미치는 영향을 연구하였다. Pentacene 용액은 ITO/Glass 기판위에 spin-coating 법으로 유기 반도체 박막을 제작하여 각 박막의 표면형상, 결정화 특성과 전기적 특성을 조사하였다. AFM을 이용한 표면 형상 관찰 결과 chloroform을 이용한 pentacene 박막이 toluene을 이용한 박막에 비하여 표면 거칠기가 개선되는 경향을 보여주었다. XRD 회절 분석 결과 모든 pentacene 박막 시료에서 결정화가 되지 않은 비정질 형태를 보여주었다. Hall effect measurement 분석 결과 chloroform 용제를 이용한 pentacene 박막이 toluene용제를 사용한 시료에 비해 보다 우수한 전기적 특성을 나타내었다. 즉, chloroform에 용해된 pentacene 박막의 경우 전하농도와 이동도는 $-3.225{\times}10^{14}\;cm^{-3}$와 $3.5{\times}10^{-1}\;cm^2\;V^{-1}{\cdot}S^{-1}$를 각각 나타내었다. 또한 비저항은 약 $2.5{\times}10^2\;{\Omega}{\cdot}cm$를 얻었다.