• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.21 no.5
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• pp.242-248
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• 2012

Valence band of a vacuum-reduced $TiO_2$ (001) surface has been carefully examined using synchrotron x-ray photoelectron spectroscopy to investigate variation of the gap state upon oxidation and thermal diffusion of $Ti^{3+}$ interstitials from the bulk. We compare our results with that obtained from $TiO_2$ (110) and aim to address a crystal-face dependency in the oxidation and diffusion rates of $Ti^{3+}$ interstitials. We find very similar behaviors in the oxidation and thermal diffusion rate of $Ti^{3+}$ interstitials between the two crystal faces suggesting a negligible crystal-face dependency in this case.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.6 no.3
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• pp.65-71
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• 1999

The effects of mask materials and etching solutions on the dimensional accuracy of V-groove were studied for the alignment between optoelectronic devices and optical fibers in optical packaging. PECVD nitride, LPCVD nitride, or thermal oxide($SiO_2$) was used as a mask material. The anisotropic etching solution was KOH(40wt%) or the mixture of KOH and IPA. LPCVB nitride has the best etching selectivity and thermal oxide was etched most rapidly in KOH(40wt%) at $85^{\circ}C$ among the mask materials studied here. The V-groove size enlarged than the designed value. This phenomenon was due to the undercutting benearth the mask layer from the etching toward Si (111) plane. The etch rate of (111) plane wart 0.034 - 0.037 $\mu\textrm{m}$/min in KOH(40wt%). This rate was almost same regardless of mask materials. When IPA added to KOH(40wt%), the etch rate of (100) plane and (111) plane decreased, but etching ratio of (100) to (111) plane increased. Consequently, the undercutting phenomenon due to etching toward (111) plane decreased and the size of V-groove could be controlled more accurately.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.368.2-368.2
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• 2014

$SnO_2$을 이용한 반도체는 기체 센서, 트랜지스터, 태양전지와 같은 여러 분야에 적용 가능하기 때문에 많은 각광을 받고 있다. $SnO_2$을 이용한 반도체 소자는 높은 화학적 안정성과 독특한 물리 화학적 특성을 지니고 있을 뿐만 아니라 부피에 대한 높은 표면적 비율을 가지고 있다. 우수한 $SnO_2$나노구조를 얻기 위해서 전자관 박막증착, 졸겔법, 물리적 증기증착, 열증착과 같은 다양한 방법들이 사용되었다. 다양한 합성 방법들 중에서 전기화학 증착법은 높은 성장율, 대면적 공정, 낮은 가격과 같은 장점을 가지고 있어 많은 연구가 진행되었지만, $SnO_2$ 구조의 성장조건에 따른 체계적인 연구는 진행되지 않았다. 본 연구는 indium-tin-oxide (ITO)로 코팅된 유리 기판 위에 전기화학 증착법을 사용하여 다양한 성장 조건에 따라 성장된 $SnO_2$나노구조들의 물리적 특성들을 관찰하였다. ITO 유리 기판 위에 성장된 $SnO_2$나노구조는 음극의 전구체와 전류의 상호작용에 의해 생성되는 산소 분자의 환원에 의해 형성된다. $SnO_2$나노구조의 모양은 전기화학 증착의 성장 환경에 따라 달라진다. $SnO_2$나노구조를 관찰하기 위해 시간에 따른 전압-전류, X-ray광전자분광법, 주사형전자현미경, X-ray회절분석법을 사용하여 측정하였다. ITO 유리 기판 위에 성장한 $SnO_2$ 소자에 서로 다른 인가 전압을 가해 주었을 때에 따른 전류밀도를 측정하였다. 일정한 인가전압에서 $SnO_2$나노구조의 X-ray광전자분광법 측정 을 통해 화학적 결합과 X-ray회절분석법 통한 $SnO_2$ 성장 방향을 관찰하였다. 주사형전자현미경 측정을 통하여 $SnO_2$의 표면을 관찰하였다

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.439-439
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• 2012

ZnO 나노로드는 큰 밴드갭 에너지(~3.37 eV)와 60 meV의 높은 엑시톤 결합 에너지(exciton binding energy)를 갖고 있으며, 우수한 전기적, 광학적 특성을 지닌 1차원 나노구조의 금속산화물로서 태양전지 및 광전소자 널리 응용되고 있다. 이러한 ZnO 나노로드를 성장하는 방법 중에 전기화학증착법(electrochemical deposition method)은 전도성 물질위에 증착된 시드층(seed layer)을 성장용액에 담그어 전압을 인가하여 만들기 때문에 기존의 수열합성법(hydrothermal method), 졸-겔 법(sol-gel method)보다 비교적 간단한 공정과정으로 저온에서 빠르게 물질을 성장시킬 수 있는 장점이 있다. 한편, 디스플레이 산업에서 ITO (indium tin oxide)는 투명 전도성 산화물(transparent conductive oxide)로써 가시광 파장영역에서 높은 투과율과 전도성을 가지며, 액정디스플레이, LED (Light emitting diode), 태양전지 등의 다양한 소자에 투명전극 재료로 쓰이고 있다. 또한 최근 ITO를 유연한 PET (polyethylene terephthalate) 기판 위에 증착은 얇고, 가볍고, 휘어지기 쉬워 휴대하기 편하기 때문에 차세대 광전자소자 응용에 가능성이 크다. 본 연구에서는 ZnO 나노로드를 ITO/PET 기판위에 전기화학증착법으로 성장하여, 구조적 및 광학적 특성을 분석하였다. 시드층을 형성하기 위해 RF 마그네트론 스퍼터를 이용하여 ~20 nm 두께의 ZnO 박막을 증착시킨 후, zinc nitrate와 hexamethylenetetramine이 포함된 수용액에 시료를 담그어 전압을 인가하였다. 용액의 농도와 인가전압을 조절하여 여러 가지 성장조건에 대한 ZnO 나노로드의 구조적, 광학적 특성을 비교하였다. 성장된 시료의 형태와 결정성을 조사하기 위해, field-emission scanning electron microscope (FE-SEM), X-ray diffraction (XRD)을 사용하였으며, UV-vis-NIS spectrophotometer, photoluminescence (PL) 측정장비를 사용하여 광학적 특성을 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.285-285
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• 2010

$Cu(In,Ga)Se_2$ (CIGS) 박막 태양전지 제조에는 동시증발법 (co-evaporation)으로 Cu, In, Ga, Se 각 원소의 증발을 세 단계로 제어하여 CIGS 박막을 증착하는 3-stage 방법이 널리 이용된다[1]. 3-stage 중 1st-stage에서는 In, Ga, Se 원소 만을 증발시켜 $(In,Ga)_2Se_3$ 전구체 (precursor) 박막을 성장시킨다. 고효율의 CIGS 태양전지를 위해서는 $(In,Ga)_2Se_3$ 전구체 증착의 공정 변수와 이에 따른 박막 특성의 이해가 중요하다. 본 연구에서는 Mo 박막이 증착된 소다석회유리 (soda lime glass) 기판에 동시증발장비를 이용하여 280 380 의 기판 온도에서 In, Ga, Se 물질을 증발시켜 $(In,Ga)_2Se_3$/Mo/glass 시료를 제작하였으며 XRD, SEM, EDS 등의 방법을 이용하여 특성을 분석하였다. XRD 분석 결과 기판 온도 $280{\sim}330^{\circ}C$에서는 $(In,Ga)_2Se_3$ 박막의 (006), (300) 피크가 관찰되었으며, 기판 온도가 증가할수록 (006) 피크 세기는 감소하였고 (300) 피크 세기는 증가하였다. $380^{\circ}C$에서는 (110)을 포함한 다수의 피크가 관찰되었다. 그레인 (grain) 크기는 기판 온도가 증가할수록 커지며 Ga/(In+Ga) 조성비는 기판 온도에 따라 일정함을 각각 SEM과 EDS 측정을 통해 알 수 있었다. $(In,Ga)_2Se_3$ 전구체의 (300) 배향은 CIGS 박막의 (220/204) 배향을 촉진하고[2], 이것은 높은 광전변환효율에 기여하는 것으로 알려져 있다. 때문에 $(In,Ga)_2Se_3$의 (300) 피크의 세기가 가장 큰 조건인 $330^{\circ}C$를 1st-stage 증착 온도로 하여 3-stage CIGS 태양전지 공정을 수행하였으며, $MgF_2$/Al/Ni/ITO/i-ZnO/CdS/CIGS/Mo/glass 구조의 셀에서 광전변환효율 16.96%를 얻었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.305-305
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• 2013

태양전지는 무기태양전지와 유기태양전지 등이 연구 되고 있는데 [1] 그 중 유기물질의 장점(높은 수율, solution phase processing, 저비용으로 전력 생산)과 무기재료의 장점(높은 전자 이동도, 넓은 흡수 범위, 우수한 환경 및 열 안정성)을 융합함으로써 장기적 구조안정성의 확보와 광전변환의 고 효율화를 동시에 달성하기 위한 유기무기 하이브리드 태양전지가 최근 큰 관심을 끌고 있다[2]. 본 연구에서는 hybrid photovoltaics에 유기물 MDMO-PPV와 전도성 고분자 PEDOT:PSS를 무기물 GaN 위에 spin coating 하여 두께에 다른 효율을 측정하였다. 유기물 MDMO-PPV는 p-형으로 클로로벤젠, 톨루엔과 같은 유기 용매에 잘 녹으며 HOMO 5.33eV, LUMO 2.97eV, energy band gap 2.4eV이며 99.5%의 순도 물질을 사용하였다. 또한 정공 수송층(hole transport layer, HTL)으로 PEDOT:PSS를 사용하였으며, HOMO 5.0eV, LUMO 3.6eV, energy band gap 1.4eV를 가지며 증류수나 에탄올과 같은 수용성 용매에 잘 녹는 특성을 가지고 있다. 무기물은 III-V 족 물질 n-GaN(002)을 사용하였고 valence band energy 1.9eV, conduction band energy 6.3eV, energy band gap 3.4eV, 높은 전자 이동도와 높은 포화 속도, 광전자 소자에 유리한 광 전기적 특성을 가지고 있다. 기판으로는 GaN와 격자 부정합도와 열팽창계수 부정합도가 큰 Sapphire (Al2O3) 이종 기판을 사용하였다. 전극으로 Au를 사용하였으며 E-beam증착하였다. Reflector로서 Al를 thermal evaporator로 증착하였다 [3]. 실험 과정은 두께에 따른 효율을 알아보기 위해 MDMO-PPV를 900~1,500 rpm으로 spin coating 하였고, 열처리에 따른 효율을 알아보기 위해 열처리 온도 조건을 $110{\sim}170^{\circ}C$의 변화를 주었다. FE-SEM으로 표면과 단면을 관찰하였으며 J-V 특성을 알아보기 위해 각 샘플마다 solar simulator를 사용하여 측정하였고 그 결과를 논의하였다.

• Korean Journal of Metals and Materials
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• v.49 no.6
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• pp.505-513
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• 2011

A magnetic device which enables the application of a strong and uniform magnetic field to thin film during sputtering was designed for controlling the magnetic anisotropy using a three dimensional finite element method, and the effects of the external magnetic field on the magnetic properties of sputtered thin films were investigated. Both the intensity and the uniformity of the magnetic flux density in the sputter zone (50 mm ${\times}$50 mm) was dependent on not only the shape and size of the magnet device but also the magnitude of stray fields from the magnet. For the magnet device in which the distance between two magnets or two pure iron bars was 80-90 mm, the magnetic flux density along the direction normal to the external magnetic field direction was minimum. The two row magnets increased the magnetic flux density and uniformity along the external magnetic field direction. An Fe thin film sputtered using the optimized magnet device showed a higher remanence ratio than that fabricated under no external magnetic field.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.25 no.1B
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• pp.15-30
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• 2000

The important considerations in the design of fiber-optic networks are reliability and survivability preparing against a failure. The SDH(Synchronous Digital Hierarchy), the international standard of optical transmission, offers several network reconfiguration methods that enable network to be automatically restored from failure. One of the methods is the SHR(Self Healing Ring), which is a ring topology system. Most network providers have constructed their backbone networks with SHR architecture since it can provide survivability economically. The network architecture has eventually evolved into a multi-ring network comprised of interconnected rings. This paper addresses multi-ring network design problems is to minimize ring-construction cost. This problem can be formulated with MIP(mixed integer programming) model. However, it is difficult to solve the model within reasonable computing time on a large scale network because the model is NP-complete. Furthermore, in practice we should consider the problem of routing demands on rings to minimize total cost. This routing problem involves multiplex bundling at the intermediate nodes. A family of heuristic algorithms is presented for this problem. These algorithms include gateway selection and routing of inter-ring demands as well as load balancing on single rings. The developed heuristic algorithms are applied to some network provider's regional and long-distance transmission networks. We show an example of ring design and compare it with another ring topology design. Finally, we analysis the effect bundling.

• Clean Technology
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• v.14 no.2
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• pp.95-102
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• 2008

In order to choose alternative environmental-friendly cleaning agents, it is very important in the present point that the systematic selection procedures should be introduced and applied to the industry through the evaluation of their cleaning ability, environmental characteristics, and economical factors, and that the objective and effective evaluation methods of cleanliness should be established for the industry. Thus, a novel cleaning evaluation method utilizing optically stimulated electron emission (OSEE) among various methods of cleaning ability was studied in this study. The contaminants used in this cleaning experiments were flux, solder, grease, cutting oil, and mixed soil of 35% grease and 65% cutting oil. The cleaning agents developed or prepared in our laboratory were employed and their cleaning ability were comparatively evaluated by the OSEE, gravimetry and contact angle methods. The experimental results in this work showed that flux cleaning efficiency measured by the OSEE method was similar to that of the gravimetric method, but that the OSEE method could not be compared with gravimetric method for the case of solder or grease cleaning because the contaminants radiate or absorb ultra-violet light. In case of cutting oil cleaning, the gravimetric method indicated its limitation of cleaning efficiency of cutting oil since it showed cleaning efficiency of 100%, even though residual soil remaining on the substrate surface a little after its cleaning. The comparative experimental results of cleaning ability evaluated by the OSEE- and contact angle measurement methods showed that they were similar in case of cleaning of flux, mixed soil and cutting oil. It was judged that the contact angle measurement method could evaluate the cleaning ability more precisely than the OSEE method for cleaning solder and grease.

• Economic and Environmental Geology
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• v.42 no.5
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• pp.479-486
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• 2009

In natural environments, manganese (Mn) exists in the valence of +2, +3, and +4 and plays a pivotal role as a strong oxidant or reductant in the geochemical cycles of elements. Especially, Mn forms varying (oxyhydr)oxides. The oxidation state of structural Mn is characteristic to each oxide and is one of the most important factors controlling its geochemical behaviors such as solubility, sorption capacity, and redox potential. Therefore, it is important to elucidate processes governing Mn oxidation state in predicting the fate and transport of many redox sensitive elements in the environment. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is a very useful method to determine the oxidation state of various elements in solid phases. In this study, the oxidation states of structural Mn in MnO, $Mn_2O_3$, $MnO_2$ were assessed based on the binding energy spectra of $Mn2p_{3/2}$ and Mn3s using XPS and were compared with those reported elsewhere. $Mn2p_{3/2}$ binding energies were determined as 640.9, 641.5, 641.8 eV for MnO, $Mn_2O_3$, $MnO_2$, respectively, which indicates that the binding energy increased with increasing Mn oxidation state. It was also noted that Ar etching may cause changes in electronic structure configuration on surface of the original sample.