• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.128-128
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• 2000

박막의 탄성 특성을 평가하는 방법으로 nano-indentation, Brillouin light scattering measurement, ultrasonic surface wave measurement, bulge test, vibration membrane method 등 여러 가지가 제시되어 왔다. 이러한 방법들은 필름의 두께가 일정 두께 이상이 되어야 정확한 측정이 가능한 방법으로 매우 얇은 박막에서도 탄성특성을 평가할 수 있는 freehang, bridge 방법이 제시되었으며, 이 방법은 간단한 식각 공정을 통해 매우 얇은 박막에도 적용시킬 수 있다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 아주 얇은 박막에서도 탄성특성을 평가할 수 있는 freehang 방법을 이용하여 순수한 Diamond-like carbon (DLC) 필름과 Sidl 첨가된 DLC 필름의 탄성 특성을 평가하고자 한다. 실험에서 사용한 필름은 rf-PACVD 장비를 이용하여 증착하였다. 이때 전극과 플라즈마 사이의 바이어스 음전압은 -400 Vb로 합성압력은 10mTorr로 고정하였다. 사용한 반응 가스는 벤젠(C6H6), 그리고 벤젠과 희석된 실렌(SiH4 : H2 = 10 : 90)이며, 희석된 실렌의 첨가량을 조절하여 필름 내에 일정량의 Si을 함유시켰다. 각각의 조건에서 증착시간을 조절하여 필름의 두께를 변화시켰으며, KOH(5.6mol) 용액을 이용하여 습식 식각을 함으로써 freehang을 제작하였다. 이때 식각액에 의한 DLC 필름의 손상은 관찰되지 않았다. 필름의 잔류 응력을 측정하기 위해 200$\pm$10 혹은 100$\pm$5$\mu\textrm{m}$ 두께의 얇은 (100) Si wafer를 5$\times$50 mm2의 strip 형태로 절단하여 사용하였다. 필름의 압축 잔류 응력에 의해 발생한 필름/기판 복합체의 곡률은 laser 반사법과 $\alpha$-step profiler를 이용하여 측정하였으며, 이 결과를 Brenner 등에 유도된 식을 이용하여 잔류 응력을 계산하였다. 또한 제작된 frddhang은 광학 현미경과 전자주사현미경에 의해 관찰되었다. 이렇게 제작된 freehang을 이용하여 필름이 기판에 부착되기 위해 필요한 변형률을 측정하고, 독립적으로 측정된 필름의 잔류 응력을 박막의 응력-변형률 관계식에 적용하여 biaxial elastic modulus, E/(1-v)를 구할 수 있었다. 측정 결과 필름의 잔류 응력과 biaxial elastic modulus는 필름의 두께가 감소함에 따라 감소하는 경향을 나타냈으며, 같은 두께의 필름인 경우, 식각 깊이에 따른 biaxial elastic modulus 의 변화를 통해 최적의 식각 깊이를 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.334-334
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• 2012

태양전지 기술은 우주 항공에서부터 핸드폰과 같은 소규모 가전 시설에까지 폭 넓게 사용되고 있다. 현재 태양전지 기술은 기존의 화석 에너지에 비해 효율 측면에서의 열세함으로 인해 변환 효율을 높이는 연구가 진행되고 있다. 태양전지의 기본 구조에서 고반사막을 대신하여 선택적 투과막을 채용하면 적외선 영역은 광흡수층으로 재반사시키고 가시광선 영역은 선택적으로 투과시킬 수 있기 때문에 태양전지의 변환 효율을 높임과 동시에 채광에 유리한 투명 태양전지를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 반응성 분위기에서 AlTi 단일 타겟을 스퍼터링하여 유리 기판 위에 AlTiO 선택적 투과막을 형성하고 광학적 특성을 평가하였다. 기존의 연구에서 스퍼터링으로 형성한 AlTiO 선택적 투과막은 가시광선 영역에서 약 30%의 비교적 높은 반사율을 나타내었다. 이번 연구에서는 광학 두께를 조절함으로써 가시광선 영역에서 반사율이 평균 20% 이상 감소하고 적외선 영역에서 약 30% 이상의 반사율을 나타내는 선택적 투과막을 형성한 결과를 보고한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.206-206
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• 2011

투명 전도성 산화물 (TCO, Transparent Conductive Oxide) 박막을 태양전지에 적용하기 위해서는 우수한 전기 전도성 및 가시광 영역에서 높은 투과율을 가져야 한다. 대표적인 TCO 물질인 ITO (Indium tin oxide) 박막은 우수한 전기적, 광학적 특성을 가지고 있지만 $400^{\circ}C$ 이상의 고온에서는 전기저항이 급격히 증가하게 되어 실제 태양전지 패널에 적용했을 때 전기적 특성이 저하된다. 따라서 태양전지용 TCO 박막을 개발 시, 뛰어난 고온 안정성이 요구되고 있다. 본 연구에서는 고온 안정적 특성을 지니는 Ga3+를 도핑한 ZnO 계열 TCO인 GZO/ITO multi-layered 박막을 증착하였다. 또한 buffer layer의 두께 변화 및 구조 제어를 통한 최위층 박막의 전기적 특성 및 결정성을 조사하였으며 다층 박막의 계면 간 특성 및 굴절률 제어를 통한 광학적 물성을 연구하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.210.1-210.1
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• 2013

ZnO는 태양전지의 투명전극 및 윈도우 물질로 그 동안 광범위하게 사용되어 왔다. 하지만 태양광의 효율 증가를 위하여서는 가시광 영역뿐만 아니라 자외선 및 적외선 영역을 이용할 필요가 있다. 또한 금속 산화물 반도체 나노 입자는 크기를 조절하여 흡수하는 태양광의 파장 영역을 조절할 수 있고 이를 이용하여 이종구조를 사지는 고효율의 태양전지를 구현할 수 있다. 본 연구에서는 3.4 eV의 에너지 밴드갭을 가지는 ZnO박막내에 밴드갭을 조절 할 수 있는 금속 산화물 나노입자를 삽입하여 광학적, 전기적 특성을 연구하였다. ZnO 박막을 증착하기 전 유리 및 사파이어 기판에 스퍼터를 사용하여 Pt금속전극을 형성한 이후, ZnO 박막을 $1{\times}10^{-10}$ Torr의 기본 진공도를 유지하는 초고진공 스퍼터를 사용하여 100 nm 두께로 증착 하였다. 금속 산화물 나노 입자를 제작 하기 위하여, ZnO 박막에 열증착 장비(thermal evaporator)를 사용하여 In 나노 입자를 10 nm 이하의 크기로 제작 하였다. 그 상부에 초고진공 스퍼터 와 열증착 장비를 사용하여 ZnO 박막 및 In 나노 입자를 순차적으로 증착하여 수백 nm 두께의 ZnO 박막을 제작한다. ZnO 박막 내부에 형성된 In 양자점은 ZnO 증착공정 중에 산화되어 $In_2O_3$ 의 산화물 나노 입자로 형성되며, 내부의 구조는 투과전자 현미경을 사용하여 확인 하였다. 제작된 금속 산화물 나노입자가 포함된 ZnO 박막의 광학적 특성을 photoluminescence, UV-Vis spectroscopy, ellipsometry를 통하여 확인 하였으며, solar simulator와 전류-전압 특정 장비를 사용하여 전기적 특성을 분석 하였다.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.30 no.1
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• pp.47-59
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• 2014

Volcanic ash (VA) can be estimated by remote sensing sensors through their spectral signatures determined by the inherent optical property (IOP) including complex refractive index and the scattering properties. Until now, a very limited range of VA refractive indices has been reported and the VA from each volcanic eruption has a different composition. To improve the robustness of VA remote sensing, there is a need to understanding of VA - radiation interactions. In this study, we calculated extinction coefficient, scattering phase function, asymmetry factor, and single scattering albedo which show different values between andesite and pumice. Then, IOPs were used to analyze the relationship between theoretical remote sensed radiation calculated by radiative transfer model under various aerosol optical thickness (${\tau}$) and sun-sensor geometries and characteristics of VA. It was found that the mean rate of change of radiance at top of atmosphere versus ${\tau}$ is six times larger than in radiance values at 0.55 ${\mu}m$. At the surface, positive correlation dominates when ${\tau}$ <1, but negative correlation dominates when ${\tau}$ >1. However, radiance differences between andesite and pumice at 11 ${\mu}m$ are very small. These differences between two VA types are expressed as the polynomial regression functions and that increase as VA optical thickness increases. Finally, these results would allow VA to be better characterized by remote sensing sensors.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.237-238
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• 2014

비정질 투명 전도성 산화물의 전기적 특성을 개선하기 위해 불순물 도입을 통한 연구가 많이 진행되고 있다. 하지만 50 nm의 박막 두께에서는 물론, 얇은 박막 두께에 맞춰 극미량의 Sn 첨가를 통한 4성분계 IZO에 대한 연구는 보고된 바 없다. 본 연구에서는 DC 마그네트론 스퍼터링 법을 이용하여 Sn을 미량 도핑 한 50 nm IZO 박막을 제조하였으며, 후열처리 전후의 전기적, 기계적, 광학성 특성을 비교 분석 하였다. Sn이 미량 도핑 되었을 때 전기적 특성이 개선되었고, 이러한 현상은 후열처리 온도에 따라 뚜렷하게 관찰되었다. 이것은 불순물 Sn이 전기적으로 활성화되었기 때문이라고 생각된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.220-220
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• 2010

대향타겟식 스퍼터링 (Facing Target Sputtering, FTS) 장치를 이용하여 박막태양전지에 응용가능한 GAZO 박막을 플렉시블 기판 (PES) 위에 증착하였다 박막을 증착하는 데 쓰인 각각의 타겟은 AZO(ZnO:$Al_2O_3$=98:2w.t%) : GZO(ZnO:$Ga_2O_3$=97:3w.t%)이였으며, 다양한 스퍼터링 조건(공정압력, 입력 전력 및 박막의 두께)에서 증착 하였다. GAZO 박막의 전기적 특성은 Hall effect measurement, Four Point Probe, 광학적 특성은 UV-VIS spectrometer, 구조적 특성은 XRD, AFM, FE-SEM, 막의 두께는 $\alpha$-step profiler 장비를 이용하여 분석하였다. 가장 낮은 비저항은 작업 압력 1mTorr일 때 $5.123{\times}10^{-4}[\Omega-cm]$를 보였다. 또한 제작된 모든 박막은 (002)회절 피크로 우선성장함을 알 수 있었으며, 가시광선 영역(300nm-800nm)에서 80% 이상의 광 투과율을 나타냄을 알 수 있었다.

• 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 Institute of Surface Engineering Conference
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• 2005.11a
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• pp.153-153
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• 2005

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.18 no.1
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• pp.30-36
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• 2009

The effects of $HfO_2$ film thickness on electrical, optical, and structural properties were investigated. We fabricated ITO/$HfO_2$/ITO metal-insulator- metal (MIM) capacitor using transparent conducting oxide. When $HfO_2$ film thickness increase from 50 nm to 300 nm, dielectric constant of $HfO_2$ was decreased from 20.87 to 9.72. The transparent capacitor shows an overall high performance, such as a dielectric constant about 21 by measuring the ITO/$HfO_2$/ITO capacitor structures and a low leakage current of $2.75{\times}10^{-12}\;A/cm^2$ at +5 V. Transmittance above 80% was observed in visible region.