• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.29-34
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• 2008

대전입자형 디스플레이 소자의 구동을 위하여 주파수, 펄스폭, 진폭, 경사 등을 구현하기 위한 4채널 파형발생기를 제작하였으며, 이 파형발생기로 노란색과 검정색으로 제작한 패널의 선택적 셀구동 신호를 확인하였다. $1^{\circ}$ 간격으로 동작하는 광방출부와 수광부, 광방출부의 분광기 연결이 구비된 집적화된 실험장치로부터 CIE 특성, 반사율, 대조비, 시야각을 측정하였으며 1 layer 입자충전일 경우 노란색은 $35{\sim}40%$, 검정색인 경우 $15{\sim}20%$의 반사율을 가지며, 노란색의 색좌표를 확인하였고 파장은 571.2nm였다. 3 layer 입자충전의 경우 광학특성은 향상됨을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제23권4호
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• pp.143-146
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• 2012

본 논문에서는 반도체 광 증폭기(Semiconductor Optical Amplifier)의 교차 진폭 변조 현상을 이용하여 광 컴퓨팅이나 광통신에서 데이터의 패킷 교환, 데이터 리셋 혹은 추가나 제거에 필수적인 전광 데이터 추출을 시뮬레이션하고 실험적으로 구현하였다. 전광 데이터 추출의 실험적 시뮬레이션에는 상용 프로그램인 VPI Tool을 사용하였으며 기본적으로 두 개의 반도체 광 증폭기(SOA)를 사용하여 AND 논리를 구성한 후 이를 이용하여 데이터를 추출하였다. 또한 높은 집적성과 효율로 고속으로 연산할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.376.1-376.1
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• 2014

그래핀은 차세대 2차원 물질로서 지금까지 활발히 연구되어 왔으나 밴드갭이 없기 때문에 전자소자로서의 응용이 매우 제한적이다. 최근에 그래핀을 대체할 수 있는 물질로서 Transition Metal Dichalcogenides (TMDs)가 주목을 받고 있다. 특히, TMDs 중에서 $MoS_2$는 bulk일 때 indirect한 1.2 eV인 밴드 갭을 갖고 있으나, layer가 줄어들면서 direct한 1.8 eV인 밴드갭을 가진다. 국내외 여러 연구 그룹에서 $MoS_2$를 이용하여 제작한 Field Effect Transistor (FET)는 high-$\small{K}$ gate가 산입되지 않은 경우에 on-off ratio와 mobility가 각각 $10^6$와 약 $3cm^2/Vs$로 나타나고 있다. 이와 같이 아주 우수한 전기적, 광학적 특성을 갖는 소자 응용성을 가지고 있다. 최근까지의 연구결과들은 대부분 mechanical exfoliation method (MEM) 로 제작된 $MoS_2$ monolayer를 이용하였으나, 이 방법은 large scale 및 layer controllable에는 적합하지 않다. 본 연구에서는 대면적의 집적회로 응용에 적합한 chemical vapor deposition법을 이용하여 $MoS_2$를 성장하였다. 높은 결정성을 위해 sulphur (powder purity 99.99%)와 molybdenum trioxide(powder purity 99.9%)를 이용하고, Ar 가스 분위기에서 sulphur powder 및 molybdenum trioxide powder를 각각 $130^{\circ}C$ 및 $1000^{\circ}C$로 유지하며 $MoS_2$ 박막을 성장하였다. 성장된 $MoS_2$ 박막은 Atomic force Microscopy (AFM)을 통해 박막의 단차와 roughness을 확인하였다. 또한, X-ray Diffraction (XRD) pattern 분석으로 박막의 결정성을 확인하였으며, Raman Spectroscopy, X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Photoluminescence (PL) 측정으로 광학적 특성을 분석하였다.

• 한국자기학회지
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• 제15권2호
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• pp.148-152
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• 2005

$1.55{\cal}um$ 파장에서 동작하는 자기 광학적 가이딩 층(magnetooptic guiding layer)을 갖는 도파로형 아이솔레이터를 제작하기 위하여 신 개념의 간섭계형 아아솔레이터가 제안되고 디자인되었다. 이 소자는 다중모드 간섭 결합기(multimode interference coupler)로 구성되어 있으며 간섭계의 두 도파로가 서로 다른 적층 구조를 가지고 있다. 간섭계의 적층 구조는 각각 $HfO_2/CeY_2Fe_5O_{12}/NOG$와 $SiO_2/CeY_2Fe_5O_{12}/NOG$이다. 이러한 비대칭 적층 구조(asymmetric layer structure)로 인해 단일 방향의 자기장하에서 간섭계의 두 도파로가 서로 다른 비가역적 위상변위(nonreciprocal phase shift)를 갖게 함으로서 아이솔레이터로서의 동작을 가능하게 한다. 최적화된 아이솔레이터의 구조는 3D 광전송 방법(Beam Propagation Method)을 이용하여 결정되었다.

• 한국광학회지
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• 제18권6호
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• pp.447-451
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• 2007

실리카 평판 광집적회로 마하젠더 간섭 구조를 이용한 트라이플렉서를 제안하고, 시뮬레이션을 통해 그 특성을 분석하였다. 1310 nm 대역과 $1480{\sim}1560nm$ 대역을 분리하기 위하여 마하젠더 암의 길이 차는 1310 nm 파장의 정수배 더하기 반 파장으로 하고, 방향성 결합기의 균형도는 $1480{\sim}1560nm$ 대역에서 적정화하였다. 이와 같은 마하젠더 간섭 구조를 한 단 더 사용함으로써, 매우 우수한 채널 누화 특성을 얻을 수 있었다. 1490 nm 대역과 1550 nm 대역을 추가적으로 분리하기 위하여 마하젠더 간섭구조를 추가로 두 단 더 사용하였다. 삼차원 BPM과 전송행렬방법을 통하여 각 채널들 사이의 낮은 누화 특성을 확인하였고, 제작 과정에서 발생할 수 있는 공정오차에 둔감한 특성을 보임을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제16권3호
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• pp.254-260
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• 2005

높은 재현성과 함께 효율적인 수동 정렬을 위하여 제안된 대형코어 단일모드 폴리머 광도파로를 이용하여 제작 가능한 폴리머 광도파로 소자인 가변 광감쇠기를 제안하고 삼차원 빔전파 방법을 이용하여 소자의 동작 특성을 파악하고 최적 구조를 설계하였다. 소자의 표면에 집적된 박막 전극 히터에서 발생하는 열로 인해 폴리머 광도파로에서 발생하는 굴절률 분포 변화를 수치해석적으로 구하였으며 이 결과를 이용하여 삼차원 빔전파 해석을 수행하였다. 대형코어 광도파로가 가지는 작은 굴절률 대비로 인해 효과적인 광감쇠 현상을 작은 온도 변화로부터 얻을 수 있음을 확인하였다. 일반 광도파로 VOA에서 섭씨 150도 이상의 온도 변화가 필요한 반면 대형 코아 광도파로 VOA는 섭씨 70도 정도의 온도 변화 만으로도 20 dB 이상의 감쇠를 얻을 수 있었다. 대형코아 광도파로가 가지는 장점인 높은 정렬오차 허용범위와 더불어 낮은 구동전압으로 동작하는 장점을 함께 가지는 가변 광감쇠기 설계를 완성하였다.

• 한국광학회지
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• 제17권6호
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• pp.544-547
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• 2006

본 논문에서는 기존의 DBR 격자 기반의 파장선택성 반사기를 대체시킬 수 있는 결합 링 반사기가 집적된 레이저 다이오드를 연산자 분리 시 영역 모델을 통해서 분석한다. 결합 링 반사기는 브래그 격자(Bragg grating) 필요로 하지 않는 평판 도파로 형태의 반사기이다. 결합 링 반사기는 하나의 직선 도파로와 두 개의 결합된 형태의 링 공진기가 하나의 직선 도파로에 결합되어 있다. 위상 조절 전류의 조절에 따른 파장 가변 범위는 수십 nm 정도가 되고, 파장 가변 과정에서 부모드 억압비도 35 dB 이상이 됨을 수치 해석을 통해 확인했다. 또한 결합 링 반사기 레이저 다이오드는 종래의 레이저 다이오드에 비해서 유효 공진기 길이(Effective Cavity Length)가 매우 길기 때문에 진폭 변조 시 20-30 GHz 주파수 영역에서 추가적인 공진 특성을 보이고, 이 특성으로 인해 진폭 변조 대역폭이 상당히 향상될 수 있으리라 기대된다.

• 한국광학회지
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• 제18권3호
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• pp.216-220
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• 2007

본 논문에서는 굴절률 차이가 큰 폴리머 광 도파로를 이용하여 광대역 파장가변이 가능한 이중 링 공진기 Add/Drop 필터를 제작하였다. Add/Drop 필터의 제작시 공정 오차에 둔감한 특성을 갖도록 광 결합기를 설계하였다. 코어와 클래딩의 굴절률은 1550 nm 파장 대역에서 각각 1.51, 1.378로 약 $100{\mu}m$ 정도의 곡률 반경을 가지는 곡선 도파로를 수용할 수 있다. 두 개의 링이 동시에 공진하는 파장 대역에서 Drop 특성은 이웃하는 피크 좌다 약 2.9 dB 이상 높은 특성을 보였다. 이 필터는 반사형 반도체 광증폭기 등과의 하이브리드 집적을 통하여 광대역 파장 가변 레이저 다이오드를 구현하는데 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.198-198
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• 2010

산화물 반도체는 넓은 밴드갭을 가지고 있어 가시광에서 투명하며 높은 이동도로 디스플레이 구동 회로 집적에 유리하다. 또한 가격 및 공정 측면에서도 기존의 Si 기판 소자에 비해 여러 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이의 핵심 기술로 산화물반도체에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구는 RF 동시 스퍼터링법을 이용하여 Zn-Sn-O 박막을 제조하고, 그 전기적, 광학적, 구조적 특성에 대해 조사하였다. 일정한 증착 온도($100^{\circ}C$)에서 ZnO와 $SnO_2$ 타켓의 인가 파워를 조절하여 Sn/(Zn+Sn) 성분비가 약 40~85%인 Zn-Sn-O 박막을 제조하였다. Sn 함량이 증가할수록 박막의 비저항은 약 $2{\times}10^{-1}$ (Sn 45%)에서 약 $2\;{\times}\;10^{-2}\;{\Omega}{\cdot}cm$ (Sn 67%)까지 감소하다가 다시 증가하는 경향을 보였다. 이 때 캐리어 농도는 $3\;{\times}\;10^{18}$에서 $4\;{\times}\;10^{19}\;cm^{-3}$으로 증가하였으며, 이동도는 11에서 $8\;cm^2/V{\cdot}s$로 약간 감소하였다. XRD분석결과, 제조된 모든 Zn-Sn-O 박막은 비정질 구조를 가짐을 확인하였다. 투과율은 박막 내 Sn함량 증가에 따라 감소하나 모든 시편이 약 70%이상의 투과도를 나타내었다. Zn-Sn-O 박막의 Ga 도핑 영향을 확인하기 위해 ZnO 타켓 대신 갈륨이 5.7 wt.% 도핑된 GZO 타켓을 사용하여 동일한 공정조건에서 박막을 제조하였다. Ga이 첨가된 Zn-Sn-O 박막은 구조적 특성과 광학적 특성에서는 큰 차이를 보이지 않았으나, 전기적 특성의 뚜렷한 변화가 관찰되었다. Sn 함량이 45%인 Zn-Sn-O 박막의 경우, 캐리어 농도가 $3.1\;{\times}\;10^{18}$에서 Ga 도핑 효과로 인해 $1.7\;{\times}\;10^{17}\;cm^{-3}$으로 크게 감소하고 이동도는 11에서 $20\;cm^2/V{\cdot}s$로 증가하였다. 따라서 본 연구는 Zn-Sn-O 비정질 박막에 Ga을 도핑함으로써 산화물 반도체재료로서 요구되는 물성을 만족시킬 수 있다는 가능성을 제시하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.1056-1061
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• 2018

본 연구에서는 건물 외벽 태양광 발전 통합 시스템(BIPV: Building Integrated Photovoltaic System)용 컬러 유리의 구조를 제안하고 이를 구현하기 위한 공정 기술을 개발하였다. 굴절률 값이 다른 두 종류의 산화 금속 박막을 집적함으로써 투과도가 우수하면서도 서로 다른 컬러를 구현할 수 있음을 파동광학에 기반한 전산모사를 통해서 확인하였다. 선택된 구조를 구현하기 위해 RF Magnetron 증착 방법을 통해 목표로 하는 두께를 균일하게 얻을 수 있는 공정을 개발하였다. 실험 시편에 대한 광학적 분석을 전산모사 결과와 비교하여 분석한 결과, 원하는 컬러 유리를 랩 스케일에서 안정적으로 구현할 수 있음을 알 수 있었으며, 상온에서 일주일 이상의 안정성을 갖는 것을 확인하였다. 이러한 기술은 BIPV 건축물을 구축하는 데에 유용할 것으로 기대된다.