• Korean Journal of Crystallography
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• v.19 no.1
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• pp.7-13
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• 2008

고체 표면의 구조해석 방법에는 LEED(저에너지 전자선 회절법)나 RHEED(반사 고에너지 전자선 회절법) 등과 같이 표면의 2차원적 회절상을 해석하는 방법이 있고(역격자 공간의 해석), 또는 ISS(이온산란 분광법), RBS(러더포드 후방산란법) 등과 같이 표면 원자의 실공간에 대한 정보를 직접 얻는 방법이 있다. 실제로는 두 가지 종류의 분석법을 상호 보완적으로 조합하여 효율적인 구조해석을 수행한다. 본고에서는 직충돌 이온산란 분광법(ICISS: Impact Collision Ion Scattering Spectroscopy)에 대한 원리, 장치, 측정방법 등을 소개한 전고에 이어서 이를 이용한 반도체 표면구조 해석에 관하여 기술하고자 한다. 표면의 원자구조를 알아내기 위해서는 산란된 입자의 강도를 입사각도와 출사각도에 대하여 조사하여야 하는데, 이온이 원자와 충돌하여 산란될 때 원자의 후방으로 형성되는 shadow cone에 의하여 생성되는 집속 효과(focusing effect) 및 가리움 효과(blocking effect) 중에서 ICISS는 집속 효과만을 고려하여 해석하면 실공간에서의 원자구조를 해석할 수 있다. 본 고에서는 ICISS를 이용하여 금속 또는 절연체 물질이 반도체 표면 위에서 흡착 또는 성장될 때 초기의 계면 구조 해석, 금속/반도체 계면에서 시간에 따른 동적변화 해석, III-V족 반도체의 표면구조 해석, 반도체 기판 위에서 박막 성장 과정 해석 등에 관한 연구 사례를 소개하고자 한다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.18 no.6
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• pp.452-460
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• 2007

Ultra-low loss ZERODUR and fused silica mirrors were manufactured and their light scattering characteristics were investigated. For this purpose, ZERODUR and fused silica substrates were super-polished by the bowl feed method. The surface roughness were 0.292 ${\AA}$ and 0.326 ${\AA}$ in rms for ZERODUR and fused silica, respectively. To obtain the high reflectivity, 22 thin film layers of $SiO_2$ and $Ta_2O_5$ were deposited by Ion Beam Sputtering. The measured light scattering of ZERODUR and fused silica mirror were 30.9 ppm and 4.6 ppm, respectively. This shows that the substrate surface roughness is not the only parameter which determines the light scattering of the mirror. In order to investigate the mechanism for additional light scattering of the ZERODUR mirror, the surface roughness of the mirror was measured by AFM and was found to be 2.3 times higher than that of the fused silica mirror. It is believed that there is some mismatch at the interface between the substrate and the first thin film layer which leads to the increased mirror surface roughness. To clarify this, the contact angle measurements were performed by SEO 300A, based on the Giriflaco-Good-Fowkes-Young method. The fused silica substrates with 0.46 ${\AA}$ in its physical surface roughness shows lower contact angle than that of the ZERODUR substrate with 0.31 ${\AA}$. This indicates that the thin film surface roughness is determined by not only its surface roughness but also the surface energy of the substrate, which depends on the chemical composition or crystalline orientation of the materials. The surface energy of each substrate was calculated from a contact angle measurement, and it shows that the higher the surface energy of the substrate, the better the surface roughness of the thin film.