• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.404-404
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• 2012

저차원계 탄소 동소체는 특유의 구조에서 기인하는 우수한 물리적 성질로 인해 각광받고 있는 물질이다. 탄소원자가 육각형 격자 모양을 지닌 2차원계 물질인 그래핀(graphene)은 뛰어난 전기적, 물리적, 광학적 성질로 인해 전계효과 트랜지스터(field effect transistors), 투명전극(transparent electrodes), 에너지 저장체, 복합체, 화학/바이오 센서 등 다양한 분야에서 활용을 위한 연구가 진행되고 있다. 또한 그래핀이 튜브형태로 말려있는 1차원계 물질인 탄소나노튜브(carbon nanotube)의 전기적, 열적, 기계적 성질은 이를 전계방출 디스플레이(field emission display), 전도성 플라스틱, 가스 저장체, 슈퍼 커패시터 등에 적용가능하게 한다. 최근 2차원계 물질인 그래핀과 1차원계 물질인 탄소나노튜브의 장점을 극대화하기 위한 복합 나노 구조에 대한 다양한 연구가 진행되고 있는 추세이다[1-5]. 본 연구에서 그래핀-탄소나노튜브 혼성 구조의 제작은 다음과 같이 진행되었다. 우선 열 화학기상증착법(thermal chemical vapor deposition)을 이용하여 그래핀을 합성하였다. 합성된 그래핀은 메타크릴산메탈 수지(polymetylmethacrylate; PMMA)를 이용한 전사(transfer)방법을 이용하여 원하는 기판에 위치시키고, 직류 마그네트론 스퍼터링(DC magnetron sputtering)을 이용하여 탄소나노튜브의 합성을 위한 촉매층을 증착하였다. 이후 열 화학기상증착법을 이용하여 그래핀 위에 탄소나노튜브를 합성함으로써 그래핀-탄소나노튜브 혼성 구조를 제작하였다. 합성된 그래핀-탄소나노튜브의 구조적 특징은 주사 전자 현미경(scanning electron microscopy)을 통해 확인하였고, 촉매의 표면 형상 및 화학적 상태는 원자힘 현미경(atomic force microscopy)과 X선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)을 통해 확인하였다. 또한 제작된 그래핀-탄소나노튜브의 전기적 특성 측정을 통해 나노전자소자로의 응용가능성을 조사하였다.

• 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.

• 한국재료학회지
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• 제33권11호
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• pp.475-481
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• 2023

Recently, the electron transport layer (ETL) has become one of the key components for high-performance perovskite solar cell (PSC). This study is motivated by the nonreproducible performance of ETL made of spin coated SnO₂ applied to a PSC. We made a comparative study between tin oxide deposited by atomic layer deposition (ALD) or spin coating to be used as an ETL in N-I-P PSC. 15 nm-thick Tin oxide thin films were deposited by ALD using tetrakisdimethylanmiotin (TDMASn) and using reactant ozone at 120 ℃. PSC using ALD SnO₂ as ETL showed a maximum efficiency of 18.97 %, and PSC using spin coated SnO₂ showed a maximum efficiency of 18.46 %. This is because the short circuit current (Jsc) of PSC using the ALD SnO₂ layer was 0.75 mA/cm² higher than that of the spin coated SnO₂. This result can be attributed to the fact that the electron transfer distance from the perovskite is constant due to the thickness uniformity of ALD SnO₂. Therefore ALD SnO₂ is a candidate as a ETL for use in PSC vacuum deposition.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.84.2-84.2
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• 2011

In this research, two thin film deposition techniques, Atomic Layer Deposition and Sputtering are carried out for the fabrication of Yittria Stabilized Zirconia electrolyte for thin film Solid Oxide Fuel Cell. Zirconium to Yittrium ratio for both cases is about 1/8. Scanning Electron Microscope(SEM) image shows that the growth rate per hour for Atomic Layer Deposition is faster than for sputtering. X-ray Photo-electron Spectroscopy(XPS) shows that the peaks of both Zirconia and Yittria shift towards higher bending energy for the case of Atomic Layer deposition and thus are more strongly attached to the substrate. Later, Nyquist plot was used to compare the conductivity of Yittria Stabilized Electrolyte for both cases. The conductivity at $300^{\circ}C$ for Atomic Layer Deposited Yittria Stabilized Zirconia is found to be $5{\times}10^{-4}S/cm$ while that for sputtered Yittria Stabilized Zirconia is $2{\times}10^{-5}S/cm$ at the same temperature. The reason for better performance for Atomic Layered YSZ is believed to be the Nano-structured layer fabrication that aids in along the plane conduction as compared to the columnarly structured Sputtered YSZ.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.461-461
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• 2011

최근의 나노기술의 발전과 함께 나노미터크기의 물질들의 물성과 미세구조 등을 분석하기 위한 노력들이 활발히 이루어지고 있다. 투과전자현미경(transmission electron microscope; TEM)은 나노물질의 미세구조 관찰, 화학성분 분석, 전자기적 특성평가가 가능한 초정밀 분석장비이다. TEM 관찰을 위한 시편의 제작방법중 TEM 그리드(grid)를 사용하는 방법은, 분석하고자 하는 물질을 망(mesh) 형태의 그리드에 도포하여 샘플을 준비하는 방법으로 다른 방법에 비해 아주 빠르고 간편한 장점이 있다. 그러나 TEM 그리드에 나노물질을 분산/도포하여 공중에 떠있는 형태로 샘플을 제작하려면, 나노물질이 mesh 사이로 빠져나오지 않도록 그리드 mesh의 간격이 아주 미세하여야 하는데, 일반적으로 mesh의 크기가 미세할수록 그리드의 가격은 높아진다. 또한 기존에 사용되고 있는 비정질 탄소박막으로 덮여진 그리드는 극미세 크기의 나노물질 및 탄소나노물질을 분석할 경우, 고해상도의 TEM상을 얻는데 한계가 있다. 한편 그래핀은 2차원의 육각판상의 구조로 탄소원자가 빼곡히 채워진 흑연 한 층의 나노재료이다. 이는 원자단위 두께로 가장 얇은 물질로서 기계적 강도가 우수하여 지지막으로의 응용이 가능하다고 알려져 있다. 따라서 TEM grid막으로 사용할 경우 기존의 고가의 미세한 mesh가 형성된 그리드를 사용하지 않아도 나노물질을 효과적으로 분석할 수 있을 것으로 예상 된다. 본 연구에서는 열화학증기증착법(thermal chemical vapor deposition; TCVD)을 이용하여 300 nm 두께의 니켈박막이 증착된 기판위에 대면적으로 합성한 그래핀을 TEM 관찰용 그리드 위에 전사(transfer)함으로써 나노물질이 그리드 mesh사이로 빠져나오지 않는 저가의 TEM 그리드 제작 방법 및 응용 가능성에 대하여 보고한다.

• 한국재료학회지
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• 제17권5호
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• pp.263-267
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• 2007

Hafnium oxide $(HfO_2)$ films were deposited on Si(100) substrates by remote plasma-enhanced atomic layer deposition (PEALD) method at $250^{\circ}C$ using TEMAH [tetrakis(ethylmethylamino)hafnium] and $O_2$ plasma. $(HfO_2)$ films showed a relatively low carbon contamination of about 3 at %. As-deposited and annealed $(HfO_2)$ films showed amorphous and randomly oriented polycrystalline structure. respectively. The interfacial layer of $(HfO_2)$ films deposited using remote PEALD was Hf silicate and its thickness increased with increasing annealing temperature. The hysteresis of $(HfO_2)$ films became lower and the flat band voltages shifted towards the positive direction after annealing. Post-annealing process significantly changed the physical, chemical, and electrical properties of $(HfO_2)$ films. $(HfO_2)$ films deposited by remote PEALD using TEMAH and $O_2$ plasma showed generally improved film qualities compare to those of the films deposited by conventional ALD.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.137-141
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• 2009

AZO transparent conductive thin films were grown on $SiO_2$/Si and glass substrates using diethylzinc (DEZ) and trimethylaluminium (TMA) as the precursor and $H_2O$ as oxidant by atomic layer deposition. The structural, electrical, and optical properties of the AZO films were characterized as a function of film thickness at a deposition temperature of $150^{\circ}C$. The AZO films with various thicknesses show well-crystallized phases and smooth surface morphologies. The 190-nm-thick AZO films grown on Coming 1737 glass substrates exhibit rms(root mean square) roughness of 8.8 nm, electrical resistivity of $1.5{\times}10^{-3}\;{\Omega}-cm$, and an optical transmittance of 84% at 600nm wavelength. Atomic layer deposition technique for the transparent conductive oxide films is possible to apply for the deposition on flexible polymer substrates.

• 한국분말재료학회지
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• 제26권3호
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• pp.243-250
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• 2019

Atomic layer deposition (ALD) is widely used as a tool for the formation of near-atomically flat and uniform thin films in the semiconductor and display industries because of its excellent uniformity. Nowadays, ALD is being extensively used in diverse fields, such as energy and biology. By controlling the reactivity of the surface, either homogeneous or inhomogeneous coating on the shell of nanostructured powder can be accomplished by the ALD process. However, the ALD process on the powder largely depends on the displacement of powder in the reactor. Therefore, the technology for the fluidization of the powder is very important to redistribute its position during the ALD process. Herein, an overview of the three types of ALD reactors to agitate or fluidize the powder to improve the conformality of coating is presented. The principle of fluidization its advantages, examples, and limitations are addressed.

• 한국분말재료학회지
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• 제29권1호
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• pp.56-62
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• 2022

Atomic layer deposition (ALD) is a promising technology for the uniform deposition of thin films. ALD is based on a self-limiting mechanism, which can effectively deposit thin films on the surfaces of powders of various sizes. Numerous studies are underway to improve the performance of thermoelectric materials by forming core-shell structures in which various materials are deposited on the powder surface using ALD. Thermoelectric materials are especially relevant as clean energy storage materials due to their ability to interconvert between thermal and electrical energy by the Seebeck and Peltier effects. Herein, we introduce a surface and interface modification strategy based on ALD to control the performance of thermoelectric materials. We also discuss the properties of the interface between various deposition materials and thermoelectric materials.

• 한국표면공학회지
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• 제55권5호
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• pp.247-260
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• 2022

Since the first report on ferroelectricity in Si-doped hafnia (HfO2), this emerging ferroelectrics have been considered promising for the next-generation semiconductor devices with their characteristic nonvolatile data storage. The robust ferroelectricity in the sub-10-nm thickness regime has been proven by numerous research groups. However, extending their scalability below the 5 nm thickness with low temperature processes compatible with the back-end-of-line technology. In this review, therefore, the current status, technical issues, and their potential solutions of atomic layer deposition (ALD) of HfO₂-based ferroelectrics are comprehensively reviewed. Several technical issues in the physical scaling of the ferroelectric thin films and potential solutions including advanced ALD techniques including discrete feeding ALD, atomic layer etching, and area selective ALD are introduced.