• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.32-32
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• 2008

X-ray detector는 의료용, 산업용 등 다양한 분야에서 사용되어지고 있으며 기존의 Analog X-ray 방식의 환경오염, 저장공간 부족, 실시간 분석의 어려움 등의 문제점들을 해결하기 위하여 Digital X-ray로의 전환과 연구가 활발하며 이에 따른 관심도 높아지고 있는 살점이다. Digital X-ray detector는 p-영역과 n-영역 사이에 아무런 불순물을 도핑하지 않은 진성반도체(intrinsic semiconductor) 층을 접합시킨 이종접합 PIN 구조의 photodiode 이다. 이 소자는 역바이어스를 가해주면 p영역과 n영역 사이에서 캐리어 (carrier)가 존재하지 않는 공핍 영역이 발생하게 된다. 이런 공핍 영역에서 광흡수가 일어나면, 전자-정공 쌍이 발생한다. 그리고, 발생한 전자-정공 쌍에 전압이 역방향으로 인가되는 경우, 전자는 양의 전극으로 이동하고, 정공은 음의 전극으로 이동한다. 이와 같이, 발생한 캐리어들을 검출하여 전기적인 신호로 변환 시킨다. 고해상도의 Digital X-ray detector를 만들기 위해서는 누설전류에 의한 noise 감소와 소자의 높은 안정성과 내구성을 위한 높은 breakdown voltage를 가져야 한다. 본 연구에서는 Digital X-ray detector의 leakage current 감소와 breakdown voltage를 높이기 위하여 guradring과 gettering technology를 사용하여 전기적 특성을 분석하였다. 기판으로는 $10k\Omega{\cdot}cm$ resistivity를 갖으며, n-type <111>인 1mm 두께의 4인치 Si wafer를 사용하였다. 그리고 pixel pitch는 $100{\mu}m$이며 active area는 $80{\mu}m{\times}80{\mu}m$인 $32\times32$ array를 형성하여 X-ray를 조사하여 소자의 특성을 평가 하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.21-21
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• 2007

Strained silicon 기술은 MOSFET 채널 내 캐리어 이동도를 향상시켜 집적회로의 성능을 향상시키는 기술이다. 최근에는 strained 실리콘 기술과 SOI(silicon On Insulator) 기술을 접목시켜 집적회로 소자의 특성을 더욱 향상시킨 SSOI(Strained Silicon On Insulator) 기술이 연구되고 있다. 본 연구에서는 pseudo MOSFET 측정법을 이용하여 strained SOI 웨이퍼의 전기적 특성 분석을 행하였다. pseudo MOSFET 측정법은 SOI 웨이퍼의 전기적 특성분석을 위해 고안된 방법으로써 산화, 도핑 등의 소자 제조 공정 없이도 SOI 표면 실리콘층의 이동도와 매몰산화막과의 계면 특성 등을 분석해 낼 수 있는 기술이다. 표면 실리콘층의 두께와 매몰산화막의 두께가 각각 60nm, 150nm인 SOI 웨이퍼와 동일한 막 두께를 가지며 표면 실리콘층이 strained silicon인 SSOI 웨이퍼를 제작하여 그 특성을 비교 분석하였다. Pseudo MOSFET 측정 결과 Strained SOI 웨이퍼에서 표면 실리콘총 내의 전자 이동도가 일반적인 SOI 웨이퍼보다 약 25% 향상되었으며 정공 이동도나 매몰산화막의 계면 트랩밀도는 큰 차이를 보이지 않았다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.151-151
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• 2013

무기물 기반, Si-based 태양전지에 비해 가볍고 저렴하다는 관점에서 유기태양전지에 대한 연구가 진행되고 있다. 유기태양전지는 Si-based 태양전지에 비해 그 효율이 낮다는 점이 문제로 제기되어 왔지만, 억셉터와 도너의 nanocomposite 구조인 bulk-heterojunction (BHJ) 구조가 개발이 되면서 유기물의 짧은 엑시톤(exciton) 거리를 극복할 수 있게 되어 그 효율이 비약적으로 증가되는 결과를 낳았다. 또한 넓은 범위의 파장을 흡수 할 수 있는 작은 band-gap을 갖는 물질이 개발됨으로써 유기 태양전지의 효율은 점차 증가하고 있다. 최근에는 독일 회사인 Heliatek에서 12%가 넘는 유기태양전지를 발표함으로써 유기태양전지가 Si-based 태양전지를 대체할 수 있는 차세대 에너지 공급원으로의 가능성을 충분히 보였다. 이런 유기 태양전지는 하부 투명전극인 인듐주석산화물(ITO)/정공이동층(PEDOT:PSS)/광흡수층/전자이동층(LiF)/낮은 일함수를 갖는 상부전극인 Al 구조의 일반적인 구조; ITO/전자이동층/광흡수층/정공이동층/높은 일함수를 갖는 상부전극(Ag), 전하의 이동방향이 반대인 역구조 태양전지, 두 가지로 분류할 수 있다. 하지만 소자 안정성의 관점에서 일반적인 구조의 태양전지는 ITO/PEDOT:PSS 계면에서의 화학적 불안정성과, 낮을 일함수를 갖는 상부전극이 쉽게 산화되는 등의 문제가 있어 상부전극으로 높은 일함수를 갖는 전극을 사용하는 역구조 태양전지가 더 유리하다. 이러한 역구조 태양전지에서 효율을 높일 수 있는 요인 중 하나는 전자이동층에 있다. 광흡수층에서 형성되어 분리된 전자가 전극으로 이동하기위해서는 전자이동층을 거쳐야 한다. 하지만 이 전자이동층 내에서의 전자 이동속도가 느리다면, 즉 저항이 크다면 광흡수증과의 계면에서 Back electron trasnfer현상으로 재결합이 일어나게 되어 전극으로 도달하는 전자의 양이 줄어들게 되고, 이는 유기태양전지 효율을 낮추는 요인이 된다. 전자이동층 자체의 저항뿐만 아니라, 전자이동층의 표면 거칠기(morphology) 또한 유기 태양전지의 효율을 좌우하는 요인 중 하나이다. 광흡수층과 전자이동층의 계면에서 전자의 이동이 일어나는데, 전자이동층의 표면 거칠기가 크게되면 그 위에 박막으로 형성되는 광흡수층과의 계면저항이 증가하게 되고, 이는 광흡수층에서 전자이동층으로의 원활한 전자이동을 저해함으로써 소자 효율의 감소를 일으키게 된다. 따라서 우리는 전자이동층인 ZnO 박막의 스퍼터링 조건을 변화시킴으로써 ZnO 층의 두께에 따른 광투과도, 전기전도성 변화 및 유기태양전지의 효율변화와, 표면 거칠기에 따른 광변환 효율 변화를 관찰하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.119-119
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• 2010

다층박막구조를 갖는 유기발광소자는 저분자 증착 기술이 발전함에 따라 다양한 구조로 제작이 가능해 다양한 구조 설계를 통하여 발광특성을 향상할 수 있게 되었다. 다층박막구조에서 유기발광소자의 발광효율을 향상시키기 위하여 다양한 주입층과 수송층을 사용하여 전하의 주입 장벽과 이동도를 제어할 수 있다. 저분자 유기발광소자에서 가장 많이 이용되는 tris(8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq3) 또는 7-diphenyl-1, 10-phenanthroline (BPhen)을 단일구조로 전자수 송층으로 사용한 유기발광소자의 발광 메커니즘에 대한 연구가 많이 진행되었지만, Alq3 와 BPhen 을 같이 사용하였을 때 나타나는 전기적 특성과 광학적 특성에 대한 연구는 미미하다. 따라서 본 연구에서는 전자 수송층으로 Alq3 와 BPhen 을 다중 이종구조를 사용하여 녹색 유기발광소자를 제작하고 이의 전기적 특성과 광학적 특성을 연구하였다. 유기발광소자를 제작한 후 Alq3와 BPhen 다중 이종구조의 위치와 이종구조 개수의 변화에 따라 발광 특성 비교를 위하여 인가된 전압에 대한 전류밀도와 휘도, 발광 효율 및 전력 효율을 측정하였다. 다중 이종구조로 제작할 경우 단일 BPhen층의 두께가 얇아지기 때문에 단일 이종구조의 소자보다 BPhen층의 정공차단 능력이 저하되어 저전압에서는 Alq3/BPhen 계면에서의 누설되는 정공의 수가 증가하였다. 또한 이종구조의 수가 증가할수록 단일 이종구조일 때에 비하여 인가된 전압에 대한 전류밀도가 감소하였다. 이는 Alq3와 BPhen 내에서 각각 전자의 이동도가 다르기 때문에 Alq3/BPhen 이종계면에서 전자가 축적되어 공간전하를 형성하므로 내부전계가 형성되어 구동전압이 증가하는 것으로 보인다. 그러나 다중 이종구조로 된 전자 수송층을 포함한 유기발광소자의 발광 효율은 구동전압의 변화에 따라 변하지 않는다. 이종계면의 수가 증가함에 따라 각각의 이종계면에서 축적되는 전자의 양이 감소하기 때문에 고전압에서 발광효율의 저하가 감소하였다. 그러므로 다중 이종구조를 가진 전자수송층 내에서 전자의 주입과 수송에 대한 원리는 안정화된 발광효율을 가지는 유기발광소자를 제작하는데 중요하다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.48 no.5
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• pp.654-659
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• 2010

We have investigated the effect of rubrene-doped CuPc hole transport layer on the performance of p-i-n type bulk hetero-junction photovoltaic device with a structure of ITO/PEDOT:PSS/CuPc: rubrene/CuPc:C60(blending ratio 1:1)/C60/BCP/Al and have evaluated the current density-voltage(J-V) characteristics, short-circuit current($J_{sc}$), open-circuit voltage($V_{oc}$), fill factor(FF), and energy conversion efficiency(${\eta}_e$) of the device. By rubrene doping into CuPc hole transport layer, absorption intensity in absorption spectra decreased. However, the performance of p-i-n organic type bulk hetero-junction photovoltaic device fabricated with crystalline rubrene-doped CuPc was improved since rubrene shows higher bandgap and hole mobility compared to CuPc. Increased injection currents have effected on the performance improvement of the present device with energy conversion efficiency(${\eta}_e$) of 1.41%, which is still lower value compared to silicone solar cell and many efforts should be made to improve organic photovoltaic devices.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.227-227
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• 2014

OLED 소자에 사용되는 유기물들은 대부분 전자에 비해 정공의 이동속도가 매우 빨라 소자 효율의 손실이 일어난다. 본 연구에서는 이러한 전하 이동도의 불균형에 의한 OLED 소자 성능의 감소를 개선하기 위해 HBL (hole blocking layer) 물질로 BCP (HOMO : 6.5 eV, LUMO : 2.83 eV)를 도입하였다. 그러나 BCP의 LUMO 값이 약 3 eV를 가지기 때문에 전자의 이동에 영향을 미치는 것으로 예상되어 더 높은 효율을 가지는 소자를 제작하기 위해 host 물질을 상용물질(PGH02)로 교체하였다. PGH02의 HOMO 값은 약 5.86 eV로 소자에 사용된 HTL (hole transport layer)의 HOMO 값(5.54 eV)에 비해 높은 값을 가지기 때문에 HBL의 역할 역시 가능하여 소자의 성능이 상당히 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 전하 이동도의 균형을 맞추기 위해 ETL 물질로는 기존에 많이 사용되고 있는 Alq3 (${\mu}{\sim}10-5cm2/Vs$)에 비해 이동도가 10배 이상 빠른 Bebq2 (${\mu}{\sim}10-4cm2/Vs$)를 사용하였다. HTL (hole transport layer) 물질로는 상용물질(LHT 259)를 사용하였고, LHT 259의 전하 이동도는 FET (field effect transistor)를 제작하여 측정하였다. 이를 기반으로 하여 ETL과 HTL의 두께를 조절하여 전하 이동도가 균형을 이루는 OLED 소자를 제작하기 위해 실험을 진행하였다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.8 no.2
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• pp.95-101
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• 1999

When a metal oxide field effect transistor (MOSFET) is exposed to ionizing radiation, electron/hole pairs are generated in its oxide layer. The slow moving holes of them are trapped in the oxide layer of p-MOSFET and appear as extra charges that change the characteristics of the transistor. The radiation-induced charges directly impact the threshold (turn-on) voltage of the transistor. This paper describes the use of the radiation-induced threshold voltage change as an accumulated radiation dose monitoring sensor. Two kinds of commercial p-type MOSFETS were tested in a Co-60 gamma irradiation facility to see their capabilities as a radiation dosimeter. We found that the transistors showed good linearity in their threshold voltage shift characteristics with radiation dose. The results demonstrate the potential use of commercial p-MOSFETS as inexpensive radiation sensors for the first time.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.20 no.2
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• pp.39-46
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• 2013

In this paper, organic solar cells(OSCs) based on bulk-heterojunction structures were fabricated by spin coating method using polymer P3HT and fullerene PCBM as a photoactive layer. The fabricated OSCs had a simple glass/ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Al structures. The photoactive layer of mixed P3HT:PCBM was formed with 1:1 weight ratio. The hole transport layer(HTL) was used conducting polymer PEDOT:PSS concentration with gold nanoparticles. The annealing temperature and concentration of nanoparticles in HTL were verified to improve the OSC characterization. The percentage of gold nanoparticles in HTL were 0.5 wt% and 1.0 wt%, and the surface morphology, electrical properties and absorption intensities were investigated. The devices were 0.5 wt%, and the highest 3.1% of the powder conversion efficiency(PCE), 10.2 $mA/cm^2$ of the maximum short circuit current density($J_{SC}$), 0.535V of the open circuit voltage($V_{OC}$) and 55.8% of the fill factor(F.F) could be obtained when the nanoparticle concertration was 0.5 wt%. The annealing temperature of HTL was $110^{\circ}C$, $130^{\circ}C$, $150^{\circ}C$ in vacuum oven and measured the absorption intensities, surface morphology, crystallinity and electrical properties were investigated. The best property was obtained in HTL annealed at $130^{\circ}C$ for gold nanoparticles of 0.5 wt%, showing that $J_{SC}$, $V_{OC}$, F.F and PCE were about 12.0 $mA/cm^2$, 0.525V, 64.2% and 4.0%, respectively.

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.23 no.2
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• pp.17-24
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• 2022

Colloidal quantum dots (QDs) have gained attention for applications in quantum dot light emitting diodes (QLEDs) due to their high photoluminescence quantum yield, narrow emission spectra, and tunable bandgap. Nevertheless, non-radiative recombination induced by electron and hole imbalance deteriorates the device efficiency and stability. To overcome the problem, researchers have been trying to enhance hole transport properties of hole transporting layers (HTL) and/or slow down the electron injection in electron transport layer (ETL). Here, we summarize two approaches: i) development of interfacial materials between QD and ETL (or HTL); ii) engineering of HTL by blending or multi-layer approaches.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2003.05b
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• pp.385-386
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• 2003

건축자재의 제작 및 도장공정, 합성수지 제조공정 등에서 많이 배출되는 휘발성 유기화합물(Volitile Organic Compounds, 이하 VOCs)은 이동성이 강하고 악취를 유발할 뿐만 아니라 마취성이 강하여 잠재적인 독성 및 발암성을 가진다. 이러한 VOCs의 제거방법 중 광촉매 제거법은 380 nm 이하의 자외선을 흡수하여 표면에서 생긴 전자와 정공으로 대부분의 유해물질을 제거하는 비교적 최근에 개발된 방법이다. 광촉매는 한번의 설치로 반영구적으로 사용할 수 있고 인체에 무해하며 유지비용이 적게 든다는 장점으로 인해 크게 부각되고 있다. (중략)