• 한국진공학회지
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• 제7권1호
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• pp.5-10
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• 1998

CAICISS장치를 이용하여 깨끗한 Si(001) 표면에서 재배열하는 dimer의 원자구조를 분석하였다. Si(001) 표면에서 dimer원자가 확실히 buckled되어 있음을 확인하였고, asymmetry(2$\times$1)구조와 c(4$\times$2)구조가 공존하고 있음을 밝혔다. dimer원자의 결합거리는 2.3$\pm$0.1$\AA$이고, buckling각은 18$\pm$$1^{\circ}$였다.

• 한국진공학회지
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• 제10권1호
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• pp.93-97
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• 2001

본 논문에서는 방사광 X선을 이용하여 표면의 원자구조를 연구하기 위하여 국내 최초로 제작된 초고진공 X-선 산란 장치의 구조 및 성능을 소개한다. 초고진공 X-선 산란 장치는 초고진공에서의 표면처리를 위한 진공부분과 S2D2 geometry를 이용한 수평수직 X-선 회절기로 구성되어 있다. 본 장치의 성능은 Si(111) 표면의 7$\times$7 reconstruction 구조를 관찰함으로서 시연되었다. 본 장치를 이용하여 약 1600$\AA$ 이상의 7$\times$7 도메인으로부터 초당 216 counts의 $(1,{\frac{3}{7}})$ 피크가 관측되었고, 이것으로 본 장치의 진공도와 X-선 회절기의 기능이 표면원자구조를 연구하기에 적합함을 확인할 수 있었다

• 한국진공학회지
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• 제12권4호
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• pp.228-234
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• 2003

전자빔으로 증발시킨 gadolinium(Gd) 원자증기의 속도를 미량 저울(microbalance)을 사용하여 측정하였다. 증발 표면의 온도가 2400-2500 K인 조건에서 약 900 ㎧의 속도가 측정되었다. 이 값은 단열팽창을 하는 이상적 단원자의 최대 속도에 비해 약 100 ㎧ 더 빠른 속도에 해당된다. 이 특이 현상의 원인을 고온에서 여러 개의 들뜬 에너지 준위에 분포한 Gd 원자의 내부 에너지가 단열팽창 중에 운동 에너지로 전환되는 것으로 설명하였다. 100개의 들뜬 에너지 준위를 원자증기의 엔탈피에 포함시켜 속도를 계산한 값이 실험 결과와 비교적 일치함을 보였다. 가열된 표면 온도의 변화에 따른 원자증기의 유동 특성에 대해서도 보고한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.127.1-127.1
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• 2016

Si은 값싸고 넓은 시설기반을 갖추고 있어, 발전산업에서 태양광소자의 주원료로 널리 사용된다. 하지만 Si은 간접 띠틈을 Si의 특성을 개선하기 위해 최근 Si에 특정한 결함을 넣어 직접 띠틈으로 바꿔 광효율을 높이려는 시도가 있다. 2015년 초 Si단결정[111]으로 Seiwatz-chain 형태의 결함이 있다면 결함이 있는 Si(111)에 직접 띠틈이 생길 것 이라고 이론적으로 예상했다. 이러한 구조의 제작방법으로 Ca/Si(111)과 Si(111)을 접합 후 가열하여 Ca을 빼내는 방법을 제시했다[1]. 본 연구에서는 이 제작방법 외에 Ca/Si(111)-$2{\times}1$ 표면에서[2] 에피성장으로 결함이 유지된 Si단결정 형성가능성을 제일원리 계산을 통해 연구했다. 제일원리 계산방법으로는 VASP(Vienna Ab-initio Simulation Package)를 이용하였다. Si원자 한개, 두 개, 세 개가 흡착될 경우 원자당 흡착에너지는 각각 3.73 eV, 3.73 eV, 3.91 eV 였다. 따라서 Si원자는 무리형태로 흡착될 것으로 예상되어 결함을 유지하며 단결정으로 성장하기는 어려울 것으로 보인다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.344-344
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• 2011

W(110)면에 흡착원자인 Al원자의 coverage와 annealing과정에서의 온도를 변화시켜, 여러 조건에서의 Al/W(110)계의 흡착구조를 저에너지 전자회절(LEED)과 이온산란분광법(ISS-TOF)을 이용하여 연구하였다. 여러 결과 중, annealing 온도가 900K인 1.0ML Al/W(110)면은 double domain의 p($1{\times}1$)의 흡착구조로 W(110)면의 center of hollow site에서 $0.55{\AA}$ 벗어난 위치에 흡착되었으며, W(110) 표면원자로부터 Al 원자까지의 높이는 $2.13{\pm}0.15{\AA}$이다. 또한 annealing 온도가 1100K인 0.5ML Al/W(110)면은 double domain의 p($2{\times}1$)의 흡착구조로 W(110)면의 center of bridge site에 흡착되었으며, W(110) 표면원자로부터 Al 원자까지의 높이는 $2.18{\pm}0.15{\AA}$이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.368-368
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• 2016

그래핀(Graphene)은 탄소 원자가 6각 구조로 이루진 2차원 알려진 물질 중 가장 얇은(0.34 nm) 두께의 물질이며 그 밴드구로조 인해 우수한 전자 이동도($200000cmV^{-1}s^{-1}$)를 가지고 있며, 이외에도 기계적, 화학적으로 뛰어난 특성을 가진다. 대면적화 된 그래핀을 성장시키기 위한 방법으로는 화학적 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition)이 있다. 하지만 실제 여러 전이금속에서 합성되는 그래핀은 다결정으로, 서로 다른 면 방향을 가진 계면에서 전자의 산란이 일어나며, 고유의 우수한 특성이 저하되게 된다. 따라서 전자소재로 사용되기 위해서는 단결정의 대면적화 된 그래핀에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 앞서의 두 문제점 중, 단결정의 그래핀 합성에 크게 영향을 미치는 요인으로는 크게 합성 온도, 촉매 기판의 탄소 용해도, 촉매 표면에서의 탄소 원자의 확산성이 있다. 본 연구에서는 구리, 니켈, 실리콘에 비해 탄소 용해도가 낮으며, 탄소 원자의 높은 확산성으로 인해 단결정의 단층 그래핀을 합성에 적합하다고 보고된 저마늄(Germanium) 기판을 사용하여 그래핀을 합성하였다. 단결정의 그래핀을 성장시키기 위해 메탄(Methane; $CH_4$)가스의 주입량과 수소 가스의 주입량을 제어하여 성장 속도를 조절 하였으며, 성장하는 그래핀의 면방향을 제어하고자 하였다. 표면의 산화층(Oxidized layer)을 제거하기 위하여 불산(Hydrofluoric acid)를 사용하였다. 불산 처리 후 표면의 변화는 원자간력현미경(Atomic force microscopipe)을 통하여 분석하였다. 합성된 그래핀의 특성을 저 에너지 전자현미경(Low energy electron microscopy), 광전자 현미경(Photo emission electron microscopy), 라만 분광법(Raman spectroscopy), 원자간력현미경(Atomic force microscopy)와 투과전자현미경 (transmission electron microscopy)을 이용하여 기판 표면의 구조와 결정성을 분석하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.117-117
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• 2009

최근 고집적화 구조는 저항(resistance)과 정전용량 (capacitance)에 의한 신호 지연 (RC delay) 증가로 인한 혼선 (cross-talk noise)과 전력소모 (power dissipation)등의 문제를 발생시킨다. 칩 성능에 영향을 미치는 제한인자를 최소화하기 위해서는 저저항 배선 금속과 저유전상수 (low-k)의 층간 절연막 (IMD, intermetal dielectric) 물질이 필요하다. 최근 PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition)를 이용하여 증착시킨 유기살리케이트 (OSG, organosilicate glass)는 가장 유망한 저유전상수 물질로 각광받고 있다. 본 연구에서는 제일원리 연구를 통하여 OSG의 전구체 중에 하나인 DEMS 문자를 모델링하고, 에너지적으로 가장 안정한 구조를 찾아서 각 원자 간의 결합에 따른 해리에너지 (dissociation energy)를 계산하고, DEMS가 H-terminated Si 표면과 반응하는 기구에 대해 고찰하였다. 최적화된 DEMS 분자의 구조를 찾았고 DEMS 분자가 결합이 깨져 조각 분자군으로 될 때의 에너지들을 계산하였다. 계산된 해리에너지로부터 DEMS 분자의 O 원자와 C분자의 결합이 깨져서 $C_2H_5$를 조각 분자군으로 생성할 확률이 총 8가지의 경우에서 가장 높다는 것을 알 수 있었다. 8 가지의 해리된 DEMS 조각 분자군들이 H-terminated Si 표면과 반응할 때의 반응에너지를 계산한 결과 표면의 Si 원자와 DEMS 분자에서 $C_2H_5$가 해리되어 생성된 조각 분자군의 O 원자가 결합을 하고 부산물로 $C_2H_6$를 생성하는 반응이 가장 선호된다는 것을 알 수 있었다. DEMS 분자로 증착시킨 OSG에 대하여 제일원리법을 이용하여 계산한 연구는 보고된 바 없기 때문에, DEMS 분자의 각 원자 간의 해리에너지와 Si 기판과의 반응에너지는 추후 연구개발의 중요한 기초 자료가 될 수 있다.

• 한국자기학회지
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• 제18권4호
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• pp.131-135
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• 2008

Full-Heusler 화합물인 $Co_2TiSn$(001) 표면의 전자구조, 자성 및 반쪽금속성을 일반기울기근사(GGA)를 채택한 총퍼텐셜선형보강평면파동(FLAPW)방법을 이용하여 이론적으로 연구하였다. $Co_2TiSn$ 화합물의 (001)방향에서 2가지 가능한 표면, 즉 Co 원자들로 끝나는 면(Co-term)과 TiSn 원자들로 끝나는 면(TiSn-term)을 고려하였다. 계산된 상태밀도로부터 Co-term의 표면에서는 반쪽금속성이 깨어졌지만 TiSn-term의 표면에서는 반쪽금속성이 유지됨을 알 수 있었다. Co-term의 경우 표면 Co 원자의 좌표수가 줄어들면서 Co 원자의 채워진 소수 스핀 d-상태가 높은 에너지 영역으로 이동하여 페르미에너지에 걸치면서 반쪽금속성이 깨어진다. TiSn-term에서는 표면상태가 페르미에너지 바로 아래에 위치하면서 소수 스핀 띠간격이 가운데 층에 비하여 많이 줄어들었다. Co 원자의 자기모멘트는 Co-term의 표면에서는 내부 층에 비하여 약 10 % 증가한 1.16 ${\mu}_B$의 값을 가지는 반면 TiSn-term의 표면 바로 아래층에서는 내부 층과 비슷한 값(1.03 ${\mu}_B$)을 가졌다.

• 한국진공학회지
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• 제3권3호
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• pp.264-268
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• 1994

본연구에서는 HCl 또는 NH4OH로 산화막을 식각학 GaAs 표면에 H2S 가스를 이용하여 유황처 리하였다. 표면의 화학적 조성 및 결합상태를 측정하기 위하여 AES 및 XPS를 사용하였다. 시편들은 30,200 및 $350^{\circ}C$로 가열하면서 H2S가스와 반응시켰다. 이때 유황은 GaAs 표면의 Ga 원자 및 As 원자 와 화학결합을 형성하고 있음이 밝혀졌다. 또한 $350^{\circ}C$로 가열된 시편이 $30^{\circ}C$ 또는 $200^{\circ}C$로 가열된 시편 보다 표면에 결합된 유황의 양이 많은 것으로 나타났다. 아울러 (NH4)2S 수용액 또는 Na2S 수용액으로 유황처리된 경우와 동일하게 H2S 가스로 유황처리된 GaAs 표면에서는 Ga 산화막 및 As 산화막이 거 의 관측되지 않았다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.325-335
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• 2014

원자 힘 현미경 (Atomic Force Microscopy, AFM) 탐침과 표면 사이의 좁은 공간에서 형성되는 나노미터 크기의 메니스커스는 AFM으로 측정하는 표면 이미지에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 격자 기체 기반의 몬테카를로 방법을 이용하여 계의 상대습도 변화에 따른 시스템의 크기와 표면의 곡률이 메니스커스의 모양 및 이로 인해 발생하는 모세관 힘에 미치는 영향을 알아 보았다. 일반적으로 시스템의 크기가 작을수록, 표면의 곡률이 클수록 (표면이 거칠수록), 메니스커스 폭은 좁아지고 모세관 힘이 줄어드는 것을 확인 하였다.