• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2007.04a
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• pp.55-56
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• 2007

여러 가지 응용분야에서 많은 기대를 안고 있는 ZnO를 MOCVD 장비를 이용하여 일차원의 나노막대 구조를 $330^{\circ}C$의 저온에서 성장하였다. 이러한 성장온도는 기존 나노막대 성장에 비해 낮은 온도이며, 그 특성평가로 전계방출 특성평가를 하였다.

• Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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• 1996.06b
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• pp.239-257
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• 1996

$\beta$-BaB2O4는 고출력 가시광선 및 적외선을 발진시키는데 유용한, 비선형 특성을 가진 물질이다. $\alpha$-$\beta$ 상전이 온도가 녹는점보다 18$0^{\circ}C$ 낮기 때문에 보통 flux법으로 단결정을 성장시킨다. 수년전 Itoh등은 $\beta$-BaB2O4단결정을 congruent조성의 용액으로부터 Czochralski법으로 metastable한 상태에서 직접 성장시켰다. 그렇지만 그 공정은 잘 이해되지 않고 있으며 재현하기가 매우 어렵다. 저자들은 $\beta$-BaB2O4단결정을 용액표면온도도 1034$^{\circ}$-1085$^{\circ}C$, pulling rate 3mm/h, 10-30 rpm의 범위에서 성장시켰으며 융액표면의 온도구배는 $\beta$-상으로 성장시키는데 매우 중요한 인자로 여겨진다. Seed로는 직경 1-2mm의 c축방향 $\beta$-BaB2O4단결정 봉이 상용되어 성장방향을 조절하고 열응력을 최소화시켰다. 성장된 $\beta$-상의 단결정들은 6-fold모양을 하며 표면에 작은 비늘같은 것들이 붙어있고 중심부에 core가 있는 것을 알았다. Flux법으로 성장시킨 $\beta$-BaB2O4단결정을 사용한 seeds는 단결정 성장 및 냉각 중에 cracks이 자주 발생하였으며, boule의 cracks은 afterheater를 사용할 경우 다소 줄일 수 있었다. 성장된 단결정의 광학특성이 측정되었다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.5 no.3
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• pp.199-205
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• 1996

InGaAs eqitaxial layers have been selectively grown on patterned GaAs(100) substrates by chemical beam epitaxy (CBE) using triethylgallium (TEGa), trimethylindium (TMIn), and unprecracked monoethylarsine (MEAs). Facet growth of InGaAs epilayers has also been investigated at the various growth temperatures and Si4N4 dielectric pattern directions. In [011] jirection of mask, the change from (311), (377) and (111) facets to (311) facet with increasing growth temperature was observed. In [011] direction, however, the change from (011) and (111) facets to (111) facet with increasing growth temperature was observed. These results are attributed to the sidewall growth caused by different surface migration lengths of reactants. The formation of U-shaped (100) top surface is also discussed in terms of dangling bond model.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.5 no.3
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• pp.206-212
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• 1996

$In_{1-x}Ga_xAs$ epitaxial layers were grown at 76 Torr by low pressure metalorganic chemical vapor deposition (LP-MOCVD). Growth rate did not change much with growth temperature. Surface morphology of $In_{1-x}Ga_xAs$ epitaxial layer was affected by lattice mismatch, growth temperature and $AsH_3/(TMIn+TMGa)$ ratio. A high quality epilayer showed a full width at half maximum of 2.8 meV by photoluminescence measurement at 5K. The composition of the $In_{1-x}Ga_xAs$ was determined by the relative gas phase diffusion of TMIn and TMGa. Lattice mismatch and growth temperature were the most important variables that determine the electrical properties of $In_{1-x}Ga_xAs$ epitaxial layers. At optimized growth condition, it was possible to obtain a high quality $In_{1-x}Ga_xAs$ epilayers with a electron concentration as low as $8{\times}10^{14}/cm^3$ and an electron mobility as high as 11,000$\textrm{cm}^2$/Vsec at room temperature.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.2 no.1
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• pp.76-85
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• 1992

${\beta}-$Ag_2S$(high temperature phase) was grown by solid/vapour reaction growth based on solid -state electrochemisty. In S/V growth, one of the reactants, silver ion, is supplied to the growth surface through the solid $Ag_2S$ from one side and the other reactants, surfur, is transported in the phase of vapour from the other side. With the sufficient supply of S vapour, the growth rate increased as increasing $T_d$(decomposition temperature of $Ag_2S$) and ${\Delta}T$ between $T_d$ and $T_g$(temperature of growth surface). At low S vapour pressure, growth rate decreased with decreased vapour pressure and ${\beta}-$Ag_2S$ was grown in the form of whisker, when Ag+ion is sufficiently supplied. The measured values of electronic conductivity of ${\beta}-$Ag_2S$ showed that electronic conductivity of the poly crystal was larger than that of single crystal.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.91-91
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• 2010

현재 나노크기의 나노소자에 대한 관심과 연구가 활발히 진행 중에 있고, 나노소자 제작을 위한 나노구조체 연구에도 탄력을 받고 있다. 나노구조체 연구 중에서도 탄소나노튜브(CNT)와 실리콘이 많이 연구되고 있으나 CNT의 경우 금속과 반도체 등 전기적 특성이 혼재되어 분리기술이 필요하며, 실리콘 기반의 나노구조체들은 공기 중에 노출되었을 경우 자연 산화막 생성에 대한 문제점들이 대두되고 있다. 이러한 기존 나노구조체들의 문제점들을 극복하기 위해 산화물 계열의($InO_3$, ZnO와 $SnO_2$ 등) 나노구조체들이 화학, 광학 및 생화학 센서등의 다양한 응용 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 thermal evaporation법으로 tube furnace 장비를 이용하여 온도($500{\sim}900^{\circ}C$)변화에 따른 ZnO nanorod를 성장시켰다. 성장된 ZnO nanorod의 구조적 특성을 확인하기 위하여 전계방출주사전자현미경(SEM)을 측정한 결과 ZnO nanorod들은 직경 50~80nm, 길이는 400~1000nm 이상까지 다양한 직경과 길이를 가지고 성장되었으며 $800^{\circ}C$ 에서 성장된 ZnO nanorod가 가장 곧고 이상적인 nanorod의 형태를 이루는 것을 확인할 수 있었다. Nanorod는 온도가 높아질수록 nanowire로 성장됨에 따라 본 연구에서 $800^{\circ}C$ 에서는 nanorod형태를 이루고 있으나 $900^{\circ}C$에서부터 nanowire의 형태로 성장되었다. 또한 성장된 ZnO nanorod들의 X-선 회절패턴(XRD)을 측정 결과 ZnO의 (002) 우선 배양성 때문에 성장된 nanorod 또한 (002) 방향으로 성장되었음을 확인하였다. 이 연구를 통하여 온도를 조절함으로서 ZnO nanorod의 성장제어가 가능함을 확인하였고, 특성 분석을 통하여 발광소자, Solar Cell로의 응용가능성을 확인하였다.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.4 no.1
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• pp.52-61
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• 1992

초고분자량 폴리에틸렌을 파라 크실렌에 녹인 희박 용액에 전단흐름을 가해 섬유를 뽑아내는 방법에 대해 연구하였다. 표면성장이라 불리는 이 방법을 용액내에서 회전하는 rotor 의 표면에 흡착된 젤 층에, 결정성이 강한씨(seed)를 접촉시킴으로써 엉킨 분자쇄들이 전단력에 의해 신장되어 분자의 자유에너지가 증가하도록 하여 연속적으로 고강력, 고탄성 률 결정을 뽑아내게 한 것이다. 이표면성장법으로 섬유를 얻는데 있어서 결정화온도 rotor 속도, 권취속도 및 고분자 농도와 같은 결정화 변수를 변화시키면서 섬유의 물리적 성질에 미치는 영향을 관찰하였다. 이방법으로 섬유를 성장시키면 열역학적 평형온도(118.6$^{\circ}C$) 이상 인 12$0^{\circ}C$에서 성장시켰을 때 133GPa의 인장 탄성계수 3.1%의 절단신도에서 5.04GPa의 고 강력을 갖는 섬유를 얻을수 있었다. 또한 이방법에 있어서는 결정화 온도가 물리적 성질에 가장 큰 영향을 미치는 인자로 작용하였다, 고분자 농도의 영향은 0.7wt.% 이상에선 물리적 성질이 더 이상 개선되지 않았으며 오히려 장력의 증가로 불안정한 성장을 보였다. 또한 0.5wt%이하에서는 젤층의 형성이 둔화됨을 볼수 있었다. 결국 물리적 성질의 측면에서 볼 때 0.5~0.7wt%에서 최적조건을 보여주었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.94-94
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• 1999

반도체 Hall 효과를 이용하여 자계를 검출하여 이를 전압신호로 출력하는 자기센서로는 주로 GaAs, InSb, InAs 등의 박막이 사용되고 있다. 자기센서의 응용분야가 최근에는 직류전류의 무접촉 검출, 자동차의 무접촉 회전 검출, 산업용 기계의 제어용 무접촉 위치검출 분야로 확대되고 있어 그 수요가 급증하고 있다. 이중 Hall 소자의 응용분야중 많은 활용이 기대되고 있는 자동차용 무접촉 센서는 -4$0^{\circ}C$~15$0^{\circ}C$의 온도범위에서 안정하게 작동하여야 하므로 온도 안정성이 매우 중요하다. 그러나 Hall 소자 시장의 80%를 점유하고 있는 InSb Hall 소자는 온도가 올라감에 따라 저항이 급격히 낮아지는 성질을 가지고 있으므로 10$0^{\circ}C$ 이상의 온도에서 사용하는 것이 불가능하다. 한편 InAs(에너지갭~0.18eV)는 InSb보다 에너지 갭이 크므로 고온에서도 작동이 가능하고 자계변화에 따른 출력의 직진성이 매우 좋다는 장점을 가지고 있다. 이러한 InAs Hall 소자를 실현하기 위해서 가장 중요한 것이 고품위의 InAs의 박막 성장기술이다. InAs 박막을 성장하기 위해서 사용되고 있는 기판은 GaAs이다. 그러나 GaAs 기판과 InAs 박막 사이에는 약 7% 정도의 격자부정합이 존재하기 때문에 높은 이동도를 가지는 고품위 박막을 성장시키기가 매우 어렵다. 이에 본 연구에서는 분자선에피택시 방법을 이용하여 GaAs 기판위에 고품위의 InAs 박막을 성장하는 기술을 연구하였으며, 성장된 InAs 박막의 특성을 DCX 및 Hall effect 등으로 조사하였다. InAs 박막 성장시 기판은 <0-1-1> 방향으로 2$^{\circ}$ off 된 GaAs(100)를 사용하였다. InAs 박막성장시 기판온도는 48$0^{\circ}C$로 하고 GaAs buffer 두께는 2000$\AA$로 하여 As flux 및 Si doping 농도등을 변화시켰다. 그 결과 Si doping 농도 2.21$\times$1017/am에서 10,952cm2/V.s의 이동도를 얻었다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.25.2-25.2
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• 2010

CNT(Carbon Nanotube)는 특이한 구조 및 뛰어난 물성을 갖고 있어, 여러가지 분야에 응용 가능한 신소재로서 연구되어 왔다. 또한 모양 및 구조에 따라 기계, 전기, 화학적인 특성이 달라 다양한 분야에서 활용이 가능하다. 외국에서는 FED tip, TR, 디스플레이 소자, 수소저장체, 고강도 복합체 및 대 표면적 전극 등 CNT의 다양한 특성을 이용한 응용이 연구되고 있는 반면, 국내에서는 이론연구와 합성연구에 편중되어 있다. 본 연구에서는 열 화학 기상법 (Thermal CVD)을 이용하여 MWNT(Multi-wall nano tube)를 성장시켜 촉매두께, 온도, gas변수에 따른 CNT의 양상을 분석하였다. Ni catalyst는 DC magnetron sputter를 이용하여 5~50nm 두께로 증착하였으며, 성장온도는 $800^{\circ}C$에서 $950^{\circ}C$까지 변화시켰다. 기판의 pre-treatment 로 ammonia($NH_3$) gas를 주입한 후, carbon precursor인 methane($CH_4$) gas와 $H_2$ dilute gas를 1:4의 비율로 주입하여 CNT를 성장시켰다. FE-SEM과 TEM, 그리고 XRD를 이용해 성장된 CNT의 형상 및 구조를 분석한 결과, 낮은 온도에서는 100nm이상의 두께를 갖는 수직형상의 MWNT가 성장되었으며, $900^{\circ}C$이상의 높은 온도에서는 20nm이하의 amorphous carbon nano rod가 성장되었다. 각각의 MWNT, carbon nano rod는 온도가 높을수록 직경이 증가하는 추세를 나타냈으며, Ni catalyst가 얇아질수록 수직형상을 갖는 결과가 나타났다. 또한 ammonia gas의 pre-treatment여부에 따라 CNT의 수직 형상이 좌우되는 결과를 확인하였다. 향후 성장된 MWNT의 최적 조건을 도출하여 디스플레이 소자인 FED(Field Emission Display)분야 등에 응용 가능할 것으로 전망된다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.14 no.4
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• pp.222-228
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• 2005

Undoped GaN epitaxial layer was grown on c-plane sapphire substrate by a two-step growth with metalorganic chemical vapor deposition(MOCVD). We have investigated the effects of the variation of final growth temperature on surface morphology, roughness, crystal quality, optical property, and electrical property In a horizontal MOCVD reactor, the film was grown at 300 Tow low-pressure with a fixed nucleation temperature of $500^{\circ}C$, varing the final growth temperature from $850\~1050^{\circ}C$ . The undoped GaN epilayers were characterized by atomic force microscopy, high-resolution x-ray diffractometer, photoluminescence, and Hall effect measurement.