스퍼터링법으로 제조한 CoNbZr/Cu/CoNbZr 다층막에 대해 습식 식각법으로 패턴을 형성하기 위해 새로운 식각 용액을 제조하여 이 용액의 최적의 식각 조건에 대해 연구하였다. 염기성 수용액은 농도에 관계없이 Cu만을 선택적으로 식각하며 CoNbZr 비정질 박막은 식각하지 않았다. 그러나, 본 연구에서 제조 한 17.5 mol%의 염기성 수용액에 HF를 20 mol% 혼합한 식각 용액으로 CoNbZr/Cu/CoNbZr 다층막을 동시에 식각할 수 있었다. 또한 이 식각 용액은 CoNbZr/Cu/CoNbZr 다층막을 3단계로 식각하고 식각된 단면은 이방성 구조를 가지며, 매우 우수한 식각 특성을 나타내었다.
연약 지반의 거동 특성 평가를 위하여 전단파 속도와 전기저항을 측정할 수 있는 새로운 압밀셀을 개발하였다. 전단파의 발진과 수신을 위한 벤더엘리먼트는 압밀셀의 상 하부판 및 벽면에 설치하였다. 국부적인 간극비 변화를 평가하기 위하여 이중 쐐기 형식의 전기저항 탐침을 적용하였다. 벤더 엘리먼트와 전기저항 탐침은 나일론 재질의 스크류 안에 고정하였다. 나일론 재질의 스크류는 압밀셀과의 임피던스 차이로 인하여 압밀셀을 통한 파의 직접적 전달을 최소화하며, 고장난 벤더 엘리먼트와 전기저항 탐침을 쉽게 교환하게 해준다. 전기저항-대수 시간 곡선의 기울기 및 전단파 속도의 변화로부터 일차 압밀 시간을 평가하였다. 교란 효과가 적을 경우, 입자 배열은 전단파 속도에 영향을 미치며 이로부터 흙의 고유 이방성을 평가할 수 있었다. 압밀 실험동안 침하량으로 산정한 간극비와 전기저항으로부터 계산된 간극비는 거의 유사한 것으로 나타났다. 본 연구는 전단퐈 속도와 전기저항이 일차 압밀, 고유 이방성, 간극비 등 연약 지반의 압밀 특성 파악을 위한 보완적인 정보를 제공해 줌을 보여준다.
현재 개발 중인 Chalcogenide계 열전재료 중에서, 이방성 재료인 Thallium chalcogenide, Alkalimetal bismuth chalcogenide, Bismuth telluride와 등방성 재료인 Lead telluride, Silver antimony telluride, TAGS, LAST 및 SALT를 소개하였고, 이 재료들에 대한 연구 동향을 살펴보았다. Chalcogenide는 S, Se, Te 및 다른 원소와의 다양한 조합에 의해, 넓은 온도범위에서 열전재료로 응용하기 위한 밴드갭 에너지의 조절이 가능하다. 또한 합성공정에 따른 상변태, 석출 등 구조변화에 따른 열전특성의 변화를 기대할 수 있어 열전재료 개발 초기부터 활발한 연구가 진행되어 왔다. 과거의 전통적인 Chalcogenide계 열전재료뿐만 아니라, Chalcogenide계 열전 신소재에 대해서도 살펴보았다. Chalcogenide는 전자적, 광학적, 열적 성질 등 특성이 독특하고 변화가 무궁무진하여 아주 매력적이기 때문에, 앞으로도 계속 열전재료로서 각광받는 물질군으로 판단된다. 그림 11에 현재까지 ZT의 최댓값이 1이 넘는다고 보고된 열전재료의 성능지수를 요약하였다.
최근 광자기 기록매체로 주목받고 있는 RE-TM계 비정질 박막을 T $b_{x}$ (F $e_{0.9}$$Co_{0.1}$)$_{100-x}$ (x=14, 17, 20, 23, 27[at%])의 조성비를 갖는 모합금을 만든후 진공증착방법으로 합금박막을 제작하였다. 각시료의 조성에 따른 자기광학효과를 알아보기 위하여 80K부터 600K에서 포화자화( $M_{s}$ )와 보자력( $H_{c}$)에 대한 온도의존성과 자기이방성상수(Ku), Polar Kerr 이력곡선을 측정하였다. 또한 Curie 온도 근처에서 열처리 시간에 따른 자기 토크 곡선의 변화를 분석 함으로써 합금박막 표면의 산화정도를 정성적으로 평가할 수 있었다. 실험결과 T $b_{22.72}$(F $e_{68.78}$$Co_{8.5}$)인 시료가 상온에서 8.4KOe의 보자력을 가졌으며 T $b_{x}$(x=23[at%])인 경우가 가장 큰 수직자기이방성을 나타냈다. Polar Kerr 이력곡선은 Tb함량 x=25~26[at%]에서 부호가 반전됨을 알 수 있었다.다.다.다.
전형적인 f-f 및 nf-f 공정합금계로 분류되는 Sb-InSb 및 Sn-Bi 합금계를 일방향 응고시켜서 성장속도에 따른 전기비저항값의 변화를 조사함으로써 미세조직의 이방성을 전기비저항의 특성으로 분석하고자 하였다. Sb-InSb 계의 경우 26-34wt.% In, Sn-Bi 계의 경우 53-65wt.% Bi의 조성을 갖는 공정합금을 진공봉합시켜 Bridgman형의수직관상로에서 일방향응고시켰다. 일방향응고 시편을 횡단면 및 종단면으로 절단 채취하여 미세조직을 관찰한 후 전기비저항을 측정하였다. Sb-InSb , Sn-Bi공정복합조직의 경우 모두 성장속도의 증가에 따라 성장방향에 수평한 방향의 비저항값($\rho$┴)은 감소하였으며, Sb InSb 공정복합조직의 경우 특히 성장 속도의 증가에 따르는 미세조직상의 두가지 변화 즉, 상경계면적(phase boundary area)의 증가와 fiber방향성의 감소는 공히 $\rho$ ll 값을 증가시키는 반면 $\rho$┴ 값에는 서로 상반된 영향을 끼쳤다. 또한 성장속도의 증가에 따라 점차 조직의 이방성이 상실되었다. 이와 같이 측정된 전기비저항은 미세조직특성과 잘 일치하는 바 전기비저항 측정은 조직 특성분석의 유효한 도구가 될 수 있다.
집적광학용 광도파전에 전기팡 효파 혹은 자기광 효과를 나타내는 이방성 매질을 사용할 때 매질정수 및 박막두께등 광학적 변수가 모드 변환에 미치는 영향괼 엄밀한 파동광학의 접근 방법으로 조사하여 어떠한 박막형 광도파관 구조에도 적용될 수 있는 일반적인 해석방법을 제시하였다. 균일한 이방성 매질에서의 고유 모드와 그 구성성분 및 위상속도를 먼저 결정하고 그 결과를 이용하여 박자형 광도파관에서의 고유 모드 성분에 대한 위상특성식을 구하였고 전자파의 진행방향에 대한 모드 성분의 변화를 Jones 행열 령태로 표시하여 박막형 광도파관에서 모드 젼환의 조건과 그 변환율이 Bulk 매질에서와는 다름을 나타내었다. Wave propagation in gyrotropic or anisotropic medium is analyzed in terms of the eigenmodes of the medium, which are admixture of TE and TM waves. The field composition and the phase velocity of the modes are also determined. The results of the analysis are applied to thin film optical waveguide using such medium as substrate and/or film. Based on the characteristic equations for phase constants of the waveguide, the condition for TE-TM mode convection is derived, and wave propagation in the guide is represented in the form of Jones matrix, which allows a new interpretation in the conversion efficiency of the thin-film optical waveguides.
최근 휴대폰, 노트북 등과 같은 소형 멀티미디어 기기의 사용이 증가함에 따라 전자 패키징 산업은 경박단소화를 요구하고 있습니다. 더불어 전기적 신호의 손실을 줄이기 위해 전기, 전자산업체에서는 가볍고 굴곡성이 우수한 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)과 가격이 싸고 신뢰성이 입증된 경성인쇄회로기판(Rigid Printed Circuit Board, RPCB)의 전극간 접합에 많은 관심을 보이고 있습니다. 기존에 연성인쇄회로기판과 경성인쇄회로기판을 접합하는 방식으로는 connector를 이용한 체결법이 사용되고 있지만 완성품의 부피가 커지고 자동화 공정이 힘들며 I/O 개수가 제한적이어서 신호전달에 취약한 단점이 있습니다. 또한, 최근 FPCB를 RPCB에 접합하는데 interconnection으로 이방성 도전 필름(Anisotropic conductive film, ACF) 또는 비전도성 필름(Non-conductive film)이 널리 사용되고 있습니다. 하지만 필름의 가격이 비싸고, 낮은 전기 전도도를 보이며, 신뢰성 특성이 낮다는 단점을 가지고 있습니다. 본 실험에서는 기존의 connector 방식과 접착 필름을 이용한 방식을 대체하기 위하여 솔더를 interlayer로 이용하여 열과 압력으로 접합하는 방법에 대하여 연구하였습니다. 실험에 사용된 솔더의 조성은 Sn-3.0Ag-0.5Cu (in wt%)이고, RPCB와 FPCB의 표면처리는 ENIG로 하였습니다. 접합 온도와 접합 시간에 따라 최적의 접합 조건을 도출하고자 하였고, 접합된 시편을 가지고 신뢰성 테스트를 진행하였습니다. $85^{\circ}C$/85% 고온고습 시험과 고온 방치 시험을 통하여 접합부의 신뢰성을 테스트 하였고, 90도 Peel test로 기계적 접합 강도를 측정하였고, 파괴 단면을 Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy-dispersive spectroscopy (EDS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)로 분석하였습니다.
ZnO 박막은 대칭 육방정계(hexagonal) wurtzite-type crystal로써 결정구조에서의 이방성, 비화학양론 결합구조와 다양한 전기적, 광학적 그리고 타성파적 성질 때문에 현재 여러 응용분양에서 각광을 받고 있는 재료 중의 하나이다. 이러한 특성을 갖는 ZnO 박막은 결정학적으로 기판에 수직인 c-축 우선방위현상(preferred orientation)을 나타내며 압전 특성을 이용하여 응용을 할 경우 이 c-축 우선방위현상에 따라 압전 특성에 큰 차이가 있으며 ZnO 박막의 형성 조건에 의해 c-축 우성배향성은 큰 차이가 있다. 특히 스퍼터법을 이용하여 ZnO 박막을 형성하는 경우에는 투입전력, 기판온도, 분위기 가스압력, 타겟간 거리등의 증착조건에 의해 결정학적 및 전기적 특성이 크게 영향을 받게 된다. 따라서 결정학적으로 양호하며 고품위의 특성을 갖는 ZnO 박막을 제작하기 위해서는 최적의 증착조건을 확립하여 ZnO 박막을 제작할 필요가 있다. 본 연구에서 사용된 대향 타겟식 스퍼터장치는 두 개의 타겟이 서로 마주보게 배치되어 있고 양 타겟에 수직으로 분포하고 있는 자계가 ${\gamma}$-전자를 구속하게 되어 고밀도의 플라즈마를 형성할 수가 있다. 따라서 10-4Torr에서도 안정한 방전을 유지할 수가 있으며 기판의 위치가 플라즈마로부터 이격되어 (plasma-free)있는 위치에 있기 때문에 플라즈마내의 높은 에너지를 갖는 입자들의 기판충돌을 최대한 억제하여 고품위의ZnO 박막을 제작할 수가 있다. 이러한 특징을 갖는 대향타겟식스퍼터장치를 이용하여 본 연구에서는 비정질 slide glass를 기판으로 하여 ZnO 박막을 증착하였으며 XRD(X-ray Diffractometer)를 이용하여 증착된 ZnO 박막의 결정학적 특성을 측정하였다. ZnO 박막은 산소 가스압력과 기판온도, 인가 전류를 변화시켜가며 증착하였으며 이에 따른 박막의 결정성 변화를 알아보았다. 기판온도를 실온에서 점차 증가시켜나가면 $\Delta$$\theta$50은 급격히 감소하며 30$0^{\circ}C$에서는 결정성이 우수한 막을 얻을 수 있었다. 또한 산소 가스 압력이 0.5~1mTorr에서 $\Delta$$\theta$50은 양호한 값을 나타내었지만 그 이상에서는 c-축 배향성이 나빠짐을 확인하였다. 따라서 대향타겟식스퍼터 장치를 이용하여 ZnO 박막을 증착시 가스압력 0.5~1mTorr, 기판온도 20$0^{\circ}C$이상의 막 제작조건에서 결정성이 우수하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
구리는 탄성이방성이 큰 재료로 Si 박막상에 성장시키면 (111) 방향으로 우선 배향된 박막을 얻을 수 있다. 본 연구는 이러한 (111) 우선 방위를 갖는 Cu 박막의 전기도금층의 재결정 후의 매우 평탄한 표면을 갖는 박막에서 에칭에 따른 박막의 단차와 표면형상을 통해 결정방위별 에칭 특성을 비교 분석한 결과이다. 10 vol% 질산용액에서 에칭한 결과는 구리의 용해에 따라 각 결정면에 대한 고유의 facetted surface morphology를 나타내며, 대표적인 결정 방위인 (111), (110), (100)에 대해 triangular flake, ridge and rectangular pyramidal shapes을 나타내는 것을 알 수 있었다. 에칭속도의 정량적 측정을 위해 120초간 2.2M 농도의 질산용액으로 에칭을 실시하였고, nanosize의 as-plated initial region, (111), (110), (100) oriented regions의 각각에서 383, 270, 276, 317 nm/min의 에칭속도를 갖는 것을 확인하였다. Facet surface의 관찰을 통해 에칭반응이 (111) front surface를 갖는 열역학적 평형상태에서 일어나며, 이러한 결정방위별 에칭속도 차이는 각 결정S면이 갖는 Kink or ledge의 밀도의 차이에 기인할 것으로 판단된다. 즉, 에칭이 평형상태에서 step flow mechanism에 의해 열역학적 평형상태를 유지하면서 진행이 된다. 본 연구는 향후 다양한 에칭관련 용액 효과, 구리 박막의 응력 및 불순물에 의한 효과를 볼 수 있는 기본 방법을 제공해 줄 것으로 기대한다.
현재 액정 표시장치는 액정의 유전율 이방성 특성에 따라 Positive LC 와 Negative LC로 구분되어 개발 된다. Positive LC에는 TN(Twisted Nematic)모드와 IP(In Plane Switching) 모드가 있다. Negative LC에는 VA(Vertical alignment) 모드가 있다. 데이타 전압을 교류구동 시키므로, LCD Pixel들은 극성반전을 하게 되며, 이때 특정 Pattern에서 화면상에 비정상적인 색깔이 나타난다. 특정 Pattern이란 데이타 전압이 교류구동을 할 때, Vcom Level이 데이타 전압에 의한 Coupling 때문에 왜곡이 발생되고, 이 왜곡에 의하여 레드, 그린, 블루 Pixel의 충전을 차가 발생해서, 화면의 좌우는 적색편향 하게 보이고, 중앙은 녹색편향 발생된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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