• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.259-259
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• 2011

염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cells:DSSC)는 환경 친화적이며, 저가의 공정에 대한 가능성으로 기존의 고가의 결정질 실리콘 태양전지의 경제적인 대안으로 각광을 받고 있다. 최근 염료감응형 태양전지는 투명 전도성 산화막(Transparent Conducting Oxide : TCO)으로 사용되는 Fluorine Tin Oxide (FTO)가 증착된 유리기판 위에 주로 제작된다. FTO는 낮은 비저항과 가시광선 영역에서 높은 투과도를 가지는 우수한 전기-광학적 특성을 갖지만, 비교적 공정이 까다로운 Chemical Vapor Deposition (CVD)법으로 제조하며, 전체 공정비용의 60%를 차지하는 높은 생산단가로 인해 현재 FTO를 대체할 재료개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 ZnO (Zinc Oxide)는 우수한 전기-광학적 특성과 비교적 저렴한 가격으로 새로운 TCO로써 주목받고 있다. ZnO는 넓은 energy band gap (3.4 [eV])의 육방정계 울자이트(hexagonal wurtzite) 결정 구조를 가지는II-VI족 n형 반도체 물질이며, III족 금속원소인 Al, Ga 및 In 등의 불순물을 첨가하면 TCO로서 우수한 전기-광학적 특성과 안정성을 나타낸다. 이들 물질중 $Zn^{2+}$ (0.060 nm)의 이온반경과 유사한 $Ga^{2+}$0.062 nm) 이온이 ZnO의 격자반경을 최소화 시킬 수 있다는 장점으로 최근 주목 받고 있다. 하지만 Ga-doped ZnO (GZO)의 경우 DSC에 사용되는 루테늄 계열의 산성 염료 하에 장시간 두면 표면이 파괴되는 문제가 발생하며, $TiO_2$ paste를 Printing 후 열처리하는 과정에서도 박막의 파괴가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 $TiO_2$ Blocking Layer를 GZO 투명전극 위에 증착하였다. 또한, $TiO_2$ Blocking Layer를 적용한 GZO 박막을 전면전극으로 이용하여 DSC를 제작하여 효율을 확인하였다. 2wt%의 $Ga_2O_3$가 도핑된 ZnO 박막은 20mTorr 400$^{\circ}C$에서 Pulsed Laser Deposition (PLD)에 의해 성장되었고, $TiO_2$박막은 Ti 금속을 타겟으로 이용하여 30mTorr 400$^{\circ}C$에서 증착되었다. Scanning electron microscopy (FE-SEM)을 이용한 박막 분석 결과 $TiO_2$가 증착된 GZO 박막의 경우 표면 파괴가 일어나지 않았다. Solar Simulator을 이용하여 I-V특성 측정결과 상용 FTO를 사용한 DSC 수준의 효율을 나타내었다. 이에 따라 Pulsed Laser Deposition을 이용해 제작된 GZO 기판은 $TiO_2$ Blocking Layer를 이용하여 표면 파괴를 방지할 수 있었으며, 이는 향후 염료감응형 태양전지의 투명전극에 적용 가능 할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.20 no.1
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• pp.18-23
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• 2010

Ferromagnetic resonance (FMR) measurement is an important experimental technique for the study of magnetic dynamics. We designed and set up the vector network analyzer ferromagnetic resonance (VNA-FMR) measurement system with home made coplanar waveguides (CPW). We examined 10-, 20-, 40-nm thick Py thin films to test the performance of the VNA-FMR measurement system. We measured S-parameter (transmission/reflection coefficient) of Py thin films on a CPW. Resonance frequency is investigated from 2.5 to 7 GHz for a field range from 0 to 490 Oe. The VNA-FMR data shows the resonance frequency increment when the external magnetic field increases. We also investigated Gilbert damping constant of Py thin film using resonance frequency (${\omega}_r$) and linewidth ($\Delta\omega$). After investigating dependence of thickness, we find that an decrease in S-parameter intensity as Py thin film thickness decreases. And the FMR results show that the effective saturation magnetization, $M_{eff}$, increase from 7.205($\pm$0.013) kOe to 7.840($\pm$0.014) kOe, while the film thickness varies from 10 to 40 nm.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.19 no.2
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• pp.81-90
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• 2010

We introduce a novel and versatile approach for preparing self-assembled nanoporous multilayered films with antireflective properties. Protonated polystyrene-block-poly (4-vinylpyrine) (PS-b-P4VP) and anionic polystyrene-block-poly (acrylic acid) (PS-b-PAA) block copolymer micelles (BCM) were used as building blocks for the layer-by-layer assembly of BCM multilayer films. BCM film growth is governed by electrostatic and hydrogen-bonding interactions between the oppositely BCMs. Both film porosity and film thickness are dependent upon the charge density of the micelles, with the porosity of the film controlled by the solution pH and the molecular weight (Mw) of the constituents. PS7K-b-P4VP28K/PS2K-b-PAA8K films prepared at pH 4 (for PS7K-b-P4VP28K) and pH 6 (for PS2K-b-PAA8K) are highly nanoporous and antireflective. In contrast, PS7K-b-P4VP28K/PS2K-b-PAA8K films assembled at pH 4/4 show a relatively dense surface morphology due to the decreased charge density of PS2K-b-PAA8K. Films formed from BCMs with increased PS block and decreased hydrophilic block (P4VP or PAA) size (e.g., PS36K-b-P4VP12K/PS16K-b-PAA4K at pH 4/4) were also nanoporous. Furthermore, we demonstrate that the nanostructured electrochemical sensors based on patterning methods show the electrochemical activities. Anionic poly(styrene sulfonate) (PSS) layers were selectively and uniformly deposited onto the catalase (CAT)-coated surface using the micro-contact printing method. The pH-induced charge reversal of catalase can provide the selective deposition of consecutive PE multilayers onto patterned PSS layers by causing the electrostatic repulsion between next PE layer and catalase. Based on this patterning method, the hybrid patterned multilayers composed of platinum nanoparticles (PtNP) and catalase were prepared and then their electrochemical properties were investigated from sensing $H_2O_2$ and NO gas. This study was based on the papers reported by our group. (J. Am. Chem. Soc. 128, 9935 (2006); Adv. Mater. 19, 4364 (2007); Electro. Mater. Lett. 3, 163 (2007)).

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.19 no.6
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• pp.475-482
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• 2010

Polycrystalline NiO thin films were deposited on glass substrate by RF magnetron sputtering using only Ar as a plasma sputter gas. based on the analysis of x-ray diffraction (XRD), NiO films had a polycrystalline cubic (NaCl type) structure. NiO thin films grown below and above $200^{\circ}C$ showed preferred orientation of (111) and (220) respectively. It showed colossal change in electrical resistivity as much a ${\sim}10^7$ order form an insulating state of $105\;{\Omega}cm$ below $200^{\circ}C$ to a conducting state of $10^{-2}{\sim}10^{-1}\;{\Omega}cm$ above $300^{\circ}C$ such a Mott metal-insulator transition (MIT) in polycrystalline.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.34 no.4
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• pp.705-716
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• 2017

In this study, Indium-Titanium hydroxide particle with 0.5, 1.0, 1.5 wt% of $TiO_2$ were synthesized by sol process and adding the base, ITiO(Indium Titanium Oxide) particles were obtained by gelling at $200^{\circ}C$ and $500^{\circ}C$. The ITiO particle's size with gel process at $200^{\circ}C$ was smaller than ITiO particle's size with gel process $500^{\circ}C$. The ITiO particle with gel process at $200^{\circ}C$ was used to fabricate dense ITiO target. ITiO targets with 0.5, 1.0, 1.5 wt% of $TiO_2$ were fabricated and used to obtain ITiO thin films onto glass by sputtering. Among those sputtered ITiOs' thin films, ITiO thin film with 0.4 % of $O_2$ and 0.5 wt% of $TiO_2$ showed the lowest specific resistance, highest charge mobility and lowest carrier concentration. It was found the light transmittance of the ITiO film were increased highly compared to light transmittance of ITO (Indium Tin Oxide) thin film over Infrared wavelength ranges.

• Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
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• v.10 no.4
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• pp.267-272
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• 2005

We deposited thin films of organic light-emitting-material $Alq_3$(alumina quinoline) on silicon and slide-glass substrates using thermal evaporation method, and measured spectra of ellipsometry angles ${\Delta}$ and ${\Psi}$ in the photon-energy range of 1.5~5.0 eV using a variable angle spectroscopic ellipsometer. The optical constants, refractive index and extinction coefficient, of $Alq_3$ were determined via the dispersion parameters extracted from the curve-fitting process based on Jellison-Modine dispersion function. The reliability of determined optical constants were verified through the comparison of measured and simulated transmittance curves and the good agreement between simulated absorption-coefficient curves and absorbance spectra measured using a spectrophotometer.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.245-245
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• 2015

Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막 태양전지는 높은 효율과 낮은 제조비용, 높은 신뢰성으로 인해 박막 태양전지 중 가장 각광받고 있다. 특히 유리기판 대신 가볍고 유연한 철강소재나 플라스틱 소재를 이용하여 발전분야 외에 건물일체형, 수송용, 휴대용등 다양한 분야에 적용이 가능하다. 이러한 유연 기판을 이용한 CIGS 태양전지의 개발을 위해서는 기판의 특성에 따른 다양한 공정개발이 선행되어야 한다. 특히 CIGS 태양전지에서는 Na의 역할이 매우 중요한데 유연기판의 경우 이러한 Na이 없을 뿐만 아니라 철강기판의 경우 Fe, Ni, Cr등의 불순물이 확산되어 흡수층의 특성을 저하시켜 효율을 감소시킨다. 따라서 이러한 철강 기판의 경우 불순물의 확산을 방지하는 확산방지막이 필수적이다. 또한 플라스틱기판의 경우 내열성이 낮아 저온에서 공정을 진행해야하는 단점이 있다. 이러한 유연기판의 특성을 고려하여 본 연구에서는 유연기판으로 STS 430 stainless steel과 poly-imide를 이용하여 특성 개선을 진행하였다. 먼저 stainless steel과 Poly-imide, soda-lime glass, coning glass의 기판을 이용하여 기판에 따른 흡수층의 특성을 비교 분석하였으며 stainless steel 기판을 이용하여 확산 방지막의 유무 및 두께에 따른 흡수층 및 소자의 특성을 분석하였다. 이때 확산 방지막은 기존 TCO 공정에서 사용되는 i-ZnO를 사용하였으며 RF sputter를 이용하여 50~200nm로 두께를 달리하며 특성 비교를 실시하였다. 이때 효율은 확산방지막을 적용하지 않았을 때 약 5.9%에서 확산 방지막 적용시 약 10.6%로 증가하였다. 또한 poly-imide 기판을 이용하여 $400^{\circ}C$이하에서 흡수층을 제조하여 특성평가를 진행하였으며 소자 제조 후 효율은 약 12.2%를 달성하였다. 모든 흡수층은 Co-Evaporation 방법을 이용하여 제조하였으며 제조된 흡수층은 SEM, XRF, XRD, GD-OES, PL, Raman등을 이용하여 분석하였으며 그 외 일반적인 방법을 이용하여 Mo, CdS, TCO, Al grid를 제조하였다. AR 코팅은 제외 하였으며 제조된 소자는 솔라 시뮬레이터를 이용하여 효율 특성 분석을 실시하였으며 Q.E. 분석을 실시하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.21 no.1
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• pp.22-28
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• 2012

Transparent dye-sensitized solar cells have been widely investigated for the application to building integrated photovoltaic system. Thin film Si-based solar cells are emerging as a substitute for the dye-sensitized solar cells because their merits of well-established manufacturing processes. Since the selective transmitting layer transmits visible light and reflects infrared light, the solar cell efficiency increases with the introduction of the selective transmitting layer. In this work, AlTiO thin films were grown as the selective transmitting layer by cost-effective sputter deposition and their transmittances were improved by controlling deposition parameters.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.12 no.4
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• pp.132-136
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• 2002

Enhancement of crystallinity and exchange bias characteristics for NiFe/FeMn/NiFe trilayer with Si buffer layer fabricated by ion-beam deposition were examined. A Si buffer layer promoted (111) texture of fcc crystallities in the initial growth region of NiFe layer deposited on it. FeMn layers deposited on Si/NiFe bilayer exhibited excellent (111) crystal texture. The antiferromagnetic FeMn layer between top and bottom NiFe films with the buffer Si 50 ${\AA}$-thick induced a large exchange coupling field Hex with a different dependence. It was found that H$\sub$ex/ of the bottom and top NiFe films with Si buffer layer revealed large value of about 110 Oe and 300 Oe, respectively. In the comparison of two Ta and Si buffer layers, the NiFe/FeMn/NiFe trilayer with Si could possess larger exchange coupling field and higher crystallinity.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.358-358
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• 2014

인간과 기기간의 상호작용 심화에 의하여 모든 기기의 지능화, 첨단화 등이 요구됨에 따라 정보 기술 및 디스플레이 기술의 개발이 활발히 이루어지고 있는 가운데 투명 전자 소자에 대한 연구가 급증하고 있다. 산화물 반도체는 가시광 영역에서 투명하고, 비정질 반도체에 비하여 이동도가 100 배 이상 크고, 결정화 공정을 거친 폴리 실리콘과 비슷한 값을 가지거나 조금 낮으며 유연한 소자에도 쉽게 적용이 가능하다는 장점을 가지고 있어 투명 전자 소자 제작시에 주로 이용되는 물질이다. 대부분의 산화물 반도체 박막 증착 방법은 스퍼터링 방법이나 유기금속 화학증착법과 같은 방법으로 막을 형성하는데 이러한 증착 방법들은 고품질의 박막을 성장시킬 수 있다는 장점이 있으나 고가의 진공장비 및 부대 시설이 이용되고 이로 인한 제조비용의 상승이 되고, 기판 선택에 제약이 있는 단점이 있다. 따라서, 이러한 문제점을 개선하기 위하여 고가의 진공 장비가 필요 없이 스핀 코팅 방법이나 딥핑 방법 등에 의하여 공정 단계의 간소화, 높은 균일성, 기판 종류에 상관없는 소자의 대면적화가 가능한 용액 공정 기술이 각광을 받고 있다. 그러나 용액 공정 기반의 박막을 형성하기 위해서는 비교적 높은 공정온도 혹은 압력 등의 외부 에너지를 필요로 하므로 열에 약한 유리 기판이나 유연한 기판에 적용하기가 어렵다. 최근 이러한 문제점을 해결하기 위하여 높은 온도의 열처리(thermal annealing) 를 대신 할 수 있는 microwave irradiation (MWI)에 대한 연구가 보고되고 있다. MWI는 $100^{\circ}C$ 이하에서의 저온 공정이 가능하여 높은 공정 온도에 대한 문제점을 해결할 뿐만 아니라 열처리 방향을 선택적으로 할 수 있다는 장점을 가지고 있어 현재 투명 디스플레이 분야에서 주로 이용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 HfOx 기반의 metal-oxide-semiconductor (MOS) capacitor를 제작하여 MWI에 따른 전기적 특성을 평가하였다. MWI는 금속의 증착 전과 후, 그리고 시간에 따른 조건을 적용하였으며 최적화된 조건의 MWI은 일반적인 퍼니스 장비에서의 높은 온도 열처리에 준하는 우수한 전기적 특성을 확인하였다.