• Title/Summary/Keyword: 비정질시료

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The fabrication and analysis of IR flat-band pass filter using chalcogenide thin films (칼코게나이드 박막을 이용한 IR flat-band pass filter 제작 및 특성 평가)

  • Kim, Jin-Hee;Yeo, Jong-Bin;Lee, Hyun-Yong
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2008.06a
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    • pp.231-231
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    • 2008
  • 최근 인터넷의 보급과 함께 고화질 및 양방향 TV, VOD 방송, 화상 전화 등의 멀티미디어 시대가 열리면서 초고속 통신 시스템에 대한 관심이 증가되고 있다. 특히 화상이나 동영상 같은 대량의 정보가 졸은 품질 및 빠른 속도로 전달될 수 있는 통신 시스템의 필요성이 대두됨에 따라 가장 효율적인 고속 전송 수단으로 광통신이 이용되고 있으며 그에 따른 광통신 능 수동 소자 개발에 관한 연구도 활발히 이루어지고 있다. 이러한 광통신 소자 중 원하는 빛을 선택적으로 투과하고 반사할 수 있는 flat-band pass(FP) filter의 역할이 중요한 부분을 차지하고 있다. 본 논문에서는 IR 영역에서 투과성이 우수한 칼코게나이드 물질을 이용해 l 차원 광자결정구조의 FP-filter를 설계, 제작하고 그에 대한 특성을 평가하였다. 시료는 5N의 순도를 갖는 As, Se, Te 물질을 준비하고 $As_xSe_yTe_z$를 조성비에 맞추어서 석영관에 진공 봉입한 후 용융 혼합하여 $As_{33}Se_{67}$$As_{40}Se_{25}Te_{35}$ 조성의 두 가지 비정질 벌크를 제작하였다. 제작된 시료의 굴절률은 ellipsometer을 사용하여 측정하였고, 본 연구진이 자체 개발한 계산툴에 따라 다중층막 구조를 설계하였다. 열 증착법을 이용하여 설계된 구조에 맞게 기판에 올리는 방법으로 1차원 광자결정 구조의 다중층막 샘플을 제작하였고 UV-Vis-IR Spectroscopy를 사용하여 반사도와 투과도를 측정하였다. 광통신용 L/C 밴드 주파수 범위에서 투과성이 우수한 칼코게나이드 박막의 1차원 광자결정 구조는 FP-filter등의 소자로써 유용하게 사용될 수 있다.

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Damage of Minerals in the Preparation of Thin Slice Using Focused Ion Beam for Transmission Electron Microscopy (투과전자현미경분석용 박편 제작 시 집속이온빔에 의한 광물 손상)

  • Jeong, Gi Young
    • Journal of the Mineralogical Society of Korea
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    • v.28 no.4
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    • pp.293-297
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    • 2015
  • Focused ion beam (FIB) technique is widely used in the precise preparation of thin slices for the transmission electron microscopic (TEM) observation of target area of the minerals and geological materials. However, structural damages and artifacts by the Ga ion beam as well as electron beam damage are major difficulties in the TEM analyses. TEM analyses of the mineral samples showed the amorphization of quartz and feldspar, curtain effect, and Ga contamination, particularly near the grain edges and relatively thin regions. Although the ion beam damage could be much reduced by the improved procedures including the adjustment of the acceleration voltage and current, the ion beam damage and contamination are likely inevitable, thus requiring careful interpretation of the micro-structural and micro-chemical features observed by TEM analyses.

Effect of Lead Content on Atomic Structures of Pb-bearing Sodium Silicate Glasses: A View from 29Si NMR Spectroscopy (납 함량에 따른 비정질 Pb-Na 규산염의 원자 구조에 대한 고상 핵자기 공명 분광분석 연구)

  • Lee, Seoyoung;Lee, Sung Keun
    • Korean Journal of Mineralogy and Petrology
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    • v.34 no.3
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    • pp.157-167
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    • 2021
  • Lead (Pb) is one of the key trace elements, exhibiting a peculiar partitioning behavior into silicate melts in contact with minerals. Partitioning behaviors of Pb between silicate mineral and melt have been known to depend on melt composition and thus, the atomic structures of corresponding silicate liquids. Despite the importance, detailed structural studies of Pb-bearing silicate melts are still lacking due to experimental difficulties. Here, we explored the effect of lead content on the atomic structures, particularly the evolution of silicate networks in Pb-bearing sodium metasilicate ([(PbO)x(Na2O)1-x]·SiO2) glasses as a model system for trace metal bearing natural silicate melts, using 29Si solid-state nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. As the PbO content increases, the 29Si peak widths increase, and the maximum peak positions shift from -76.2, -77.8, -80.3, -81.5, -84.6, to -87.7 ppm with increasing PbO contents of 0, 0.25, 0.5, 0.67, 0.86, and 1, respectively. The 29Si MAS NMR spectra for the glasses were simulated with Gaussian functions for Qn species (SiO4 tetrahedra with n BOs) for providing quantitative resolution. The simulation results reveal the evolution of each Qn species with varying PbO content. Na-endmember Na2SiO3 glass consists of predominant Q2 species together with equal proportions of Q1 and Q3. As Pb replaces Na, the fraction of Q2 species tends to decrease, while those for Q1 and Q3 species increase indicating an increase in disproportionation among Qn species. Simulation results on the 29Si NMR spectrum showed increases in structural disorder and chemical disorder as evidenced by an increase in disproportionation factor with an increase in average cation field strengths of the network modifying cations. Changes in the topological and configurational disorder of the model silicate melt by Pb imply an intrinsic origin of macroscopic properties such as element partitioning behavior.

XRR 두께 표준물질용 $HfO_2 $ 박막 제작 및 특성평가

  • Yu, Byeong-Yun;Bin, Seok-Min;Jeon, Hyeon-Gu;O, Byeong-Seong;Kim, Chang-Su
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.08a
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    • pp.303-303
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    • 2012
  • X-선 반사율 측정법(XRR)은 비파괴적인 측정방법으로 수 nm의 두께를 정밀하게 측정할 수 있는 장점으로 반도체 산업현장에서 많은 관심과 연구가 이루어지고 있다. 이러한 XRR의 두께 측정 정밀도를 향상시키고 부정확한 결과를 방지하기 위하여 측정기기를 검증하고 보정할 수 있는 두께 표준물질을 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 IBSD (ion beam sputtering deposition)와 ALD (atomic layer deposition)를 이용하여 5 nm, 10 nm의 $HfO_2$ 박막을 제작하고, XRR용 두께 표준물질로 응용할 수 있는지를 살펴보았다. 먼저 두께표준물질로 제작하기 위해서는 박막과 기판이 안정한 상태를 유지해야 한다. 이에 박막은 공기 중 노출에 의한 산화로 박막의 두께가 변할 수 있는 금속박막 대신에 공기 중에서도 안정한 산화물 박막인 $HfO_2$ 박막을 사용하고 기판은 Si wafer를 thermal공기 중에서도 안정한 산화물 박막인 $HfO_2$ 박막을 사용하고 기판은 Si wafer를 therma oxidation법을 이용하여 $1{\mu}m$ 두께로 제작한 비정질 $SiO_2$ 기판을 사용했다. 제작된 시료의 특성평가를 위해 XRR (X-ray reflectometer) 측정을 통해 두께, 거칠기 및 밀도를 확인하였고, TEM (transmission electron microscope)으로 두께 측정을 하여 XRR로 얻은 두께결과와 비교하였다. 측정결과를 확인하였을 때 두 증착 방법 중 ALD를 이용하여 제작한 시편에서는 박막과 기판사이의 interface가 sharp하여 반사율 곡선의 진폭이 크게 잘 나타났고 fitting 결과도 우수하여 IBSD로 증착한 시편보다 두께 표준물질로 응용하기에 더 적합하였다.

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Tephrochronology: Washing, Separation and Identification of Volcanic Glass Shard (테프라 연대학: 화산유리의 세척, 분리 및 감정)

  • Kil, Young-Woo;Cheong, Chang-Sik;Park, Se-Jin;Park, Myong-Ho
    • The Korean Journal of Petroleum Geology
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    • v.12 no.1
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    • pp.9-13
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    • 2006
  • Volcanic glass shard, which shows relatively homogeneous chemical composition in volcanic eruption materials, is used to determine ages of tephra layers and then to correlate tephra layers each other for understanding of evolution of Quaternary geomorphology. For reducing processing errors in age determination and correlation of units, amorphous glass shard should be separated carefully from soil sample through laboratory procedures such as washing, separation, and identification. Introduction of these processes in detail could be reduced errors in tephrochronology by using volcanic glass shard.

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Physical Properties Change of Serpentine and Talc by Planetary Ball Mill (유성밀 분쇄에 의한 사문석과 활석의 물리적 특성변화)

  • Kim, Dong-Jin;Jeong, Heon-Saeng;Lee, Jae-Cheon;Lee, Ja-Hyeon
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.9 no.8
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    • pp.810-816
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    • 1999
  • The variations of crystalline structures and physical proerties of serpentine and talc mineral which was treated in a planetary ball mill, wre investigated by means of X-ray diffraction, FT-IR, DSC-TG, particle size analysis and SEM observation. The crystalline peaks of serpentine and talc in the XRD patterns were gradually reduced with the increase of grinding time and after 120 minutes turned into the amorphous phase, which is attributed to the disordering of the local structure around magnesium. The endothermic peaks for the ground serpentine and talc sample are observed at a considerably lower temperatures than that for the starting sample. A morphological change from the originally flat and irregular shape to spherically agglomerated particles was clearly observed.

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Variation of Asymmetric Hysteresis Loops with Annealing Temperature and Time (열처리 온도와 시간에 따른 비대칭 자기 이력 곡선의 변화)

  • 신경호;민성혜;이장로
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.5 no.4
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    • pp.251-260
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    • 1995
  • It has been reported that Co-based amorphous ferromagnetic alloys annealed in a small magnetic field develop a reproducible, asymmetric hysteresis loop. If the direction of the field during annealing is regarded as +, the magnetization reversal from - to + is smooth and reversible, with its slope determined by the demagnetizing field of the sample. This phenomenon is called the asymmetric magnetization reversal (AMR). The shape of the hyster-esis loop depends sensitively on the condition during the anneal and the alloy composition. Here, we report on the effect of the annealing temperature and time on AMR in a zero magnetostrictive ferromagnetic amorphous alloy. The AMR effect develops in a very short time at a reasonably high temperature, but is stabilized by annealing for a prolonged time.

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XPS, EXAFS, XRD Analysis of $(GeTe)_x(Sb_2Te_3)$ Thin Films for PRAM (PRAM을 위한 $(GeTe)_x(Sb_2Te_3)$ 박막의 XPS, EXAFS, XRD 분석)

  • Lim, Woo-Sik;Kim, Jun-Hyung;Yeo, Jong-Bin;Lee, Eun-Sun;Cho, Sung-June;Lee, Hyun-Yong
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2006.06a
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    • pp.132-133
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    • 2006
  • PRAM (phase-change random access memory)은 전류 펄스 인가에 따른 기록매질의 비정질-결정질 간 상변화와 그에 동반되는 저항변화를 이용하는 차세대 비휘발성 메모리 소자로서 연구되어지고 있다. 본 논문에서는 $(GeTe)_x(Sb_2Te_3)$ pseudobinary line을 따르는 조성(x=0.5, 1, 2, 8)의 벌크 및 박막시료를 제작하고 원자-스케일의 구조적 상변화를 분석하였다. 열증착을 이용하여 Si 기판위에 200nm 두께의 박막을 형성, 질소분위기 하에서 100-450도 범위에서 열처리 하였다. XRD를 통해 열처리 온도에 따른 구조적 분석을 실시하였다. x=8의 조성을 제외한 전체 박막에 대해 열처리 온도 증가에 따라 fcc와 hexagonal 구조가 순차적으로 나타났으며 일부에서는 혼종의 상구조를 보였다. 특히, $Ge_2Sb_2Te_5$ 박막에 대하여 EXAFS (extended x-ray absorption fine structure) 및 XPS를 이용하여 상변화의 원자-스케일 구조분석을 하였다.

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The study for phase change properties of Se added $Ge_2Sb_2Te_5$ thin films ($Ge_2Sb_2Te_5$ 박막의 Se 증가에 따른 상변화 특성 연구)

  • Lim, Woo-Sik;Kim, Sung-Won;Lee, Hyun-Yong
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2007.06a
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    • pp.166-166
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    • 2007
  • PRAM (phase-change random access memory)은 전류 펄스 인가에 따른 기록매질의 비정질-결정질 간 상변화와 그에 동반되는 저항변화를 이용하는 차세대 비휘발성 메모리 소자로서 연구되어지고 있다. 본 논문에서는 $(Ge_2Sb_2Te_5)_{1-x}Se_x$ (x=0,0.05,0.1,0.15) 조성에 대한 벌크 및 박막시료를 제작하고 각 조성에 대한 상변화 특성을 분석하였다. XRD를 통해 열처리 온도에 따른 구조적 분석을 실시하였고 UV-Vis-IR spectrophotometer를 사용하여 박막의 광학적 특성을 분석하였다. 또한 각 조성의 결정화 속도를 비교하기 위해 static tester를 사용하여 레이저 펄스 시간에 대한 반사도 변화를 측정하였고 DSC를 통해 결정화 온도를 측정하였다.

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Sputtering effect on chemical state changes in amorphous Ga-In-Zn-O thin film

  • Lee, Mi-Ji;Gang, Se-Jun;Baek, Jae-Yun;Kim, Hyeong-Do;Jeong, Jae-Gwan;Lee, Jae-Cheol;Lee, Jae-Hak;Sin, Hyeon-Jun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.134-134
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    • 2010
  • Ga-In-Zn-O 물질은 비정질상태에서 높은 전하 운동성을 가지고 있으며 차세대 투명전극 thin film transistor 대안 소재로 각광받고 있다. 그런데 이 물질은 ion sputtering에 따라 전기적인 특성에 큰 변화가 관찰되고 있으며, 이는 표면에서의 화학적 상태가 전기적 특성을 좌우할 것이라는 것을 의미한다. 또한 보다 안정적이고 신뢰적인 소자를 구현하기 위해서는 ion sputtering에 의한 표면에서의 화학적 특성 변화를 이해하는 것이 매우 중요하다는 것을 의미한다. 본 연구에서는 $Ga_2O_3:In_2O_3$:ZnO의 비율이 각각 1:1:1, 2:2:1, 3:2:1 그리고 4:2:1인 시료를 $Ne^+$이온을 이용하여 sputtering하면서 표면에 민감한 분광분석 기법인 x-ray photoelectron spectroscopy와 x-ray absorption spectroscopy를 이용하여 분광정보의 변화들을 연구하였다. 실험에 의하면, Ga 3d의 양에 비해서 In 4d, Zn 3d의 양은 sputtering 시간에 따라서 각 각 양이 줄어들었으며, 전체적으로 보다 산화가가 높은 경향을 보였으며, valence band maximum 근처에 subgap state를 형성하는 것을 관찰하였다. 또한 sputtering을 계속하는 경우 In 3d, In 4d, 및 Fermi energy 근처에 metallic state가 형성되는 것을 관찰하였다. 이러한 subgap state와 metallic state의 관측은 각기 sputtering에 따라서, 아직 명확하지는 않지만, surface state의 형성 및/혹은 oxygen interstitial의 형성 그리고 metallic In의 형성 및/혹은 oxygen defect의 형성이 이루어지는 것을 의미한다.

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