• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.414-414
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• 2009

나노스피어 리소그래피는 기존의 리소그래피 방법에 비해 나노 크기 패턴을 제작하는데 공정이 간단하며 재현성있게 대면적에 패터닝이 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 Vertical LED(V-LED)의 External quantum efficiency 향상을 위하여 나노스피어 리소그래 피를 이용하여 V-LED의 n-GaN 표면을 패터닝을 하였다. n-GaN 위에 Sputter를 이용하여 $SiO_2$를 증착 후 나노스피어를 스핀 코팅을 이용하여 단일막을 형성하였다. 그 후, 반응성 이온 식각 장치를 이용하여 나노스피어의 크기를 조절하고 $SiO_2$층을 식각하였다. 다음과 같은 공정 후 $SiO_2$층을 Mask층으로 하여 n-GaN 표면을 식각하였다. 실험 결과 나노스피어 리소그래피를 이용하여 V-LED의 External quantum efficiency 향상을 위한 n-GaN 표면의 패턴 제작이 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.97-97
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• 2011

산화아연 (ZnO)은 넓은 에너지 밴드갭 (~3.37 eV), 큰 엑시톤 결합 에너지 (~60 meV) 그리고 높은 전자 이동도 (bulk~300 $cm^2Vs^{-1}$, single nanowire~1000 $cm^2Vs^{-1}$)를 갖고 있어, 광전자 소자 및 반도체소자 응용에 매우 널리 사용되고 있다. 특히, 산화아연 나노로드(ZnO nanorod)는 1차원 나노구조로써 더욱 향상된 전자 이동도와 캐리어의 direct path way를 제공하여 차세대 광전자소자 및 태양광 소자의 응용에 대한 연구가 매우 활발하게 이루어지고 있다. 한편, 이러한 산화아연 나노로드를 성장시키기 위하여 VLS (vapor-liquid-solid), 졸-겔 공정(sol-gel process), 수열합성(hydrothermal synthesis), 전기증착(electrodeposition)등 다양한 방법이 보고되었지만, 이러한 산화아연 나노로드의 성장방법은 실제적인 소자응용을 위한 패터닝 형성에 대하여 제약을 받는 문제점이 있다. 이들 중에서 수열합성법과 전극증착법은 ZnO 또는 AZO (Al doped ZnO) seed 층 표면과 성장용액의 화학반응에 의해서 선택적으로 산화아연 나노로드를 성장시킬 수 있다. 이에 본 연구에서는, 광전자소자의 응용을 위한 간단한 패터닝 공정을 위해, 산화인듐주석(ITO) 박막이 증착된 유리기판(glass substrate)위에 수열합성법과 전극증착법을 이용하여 산화아연 나노로드를 선택적으로 성장시켰다. 실험을 위해, ITO glass 위에 RF magnetron 스퍼터를 사용하여 AZO seed 층을 metal shadow mask를 이용하여 패터닝을 형성한 후, 질산아연과 헥사메틸렌테트라아민으로 혼합된 용액에 $85^{\circ}C$ 온도를 유지하여, 패터닝이 형성된 샘플에 전압을 인가하여 성장시켰다. 나노구조 분석을 위해, 전계주사현미경을 이용하여 수열합성법과 전기증착법에 의한 패터닝된 산화아연 나노로드를 비교하여 관찰하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.330-332
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• 2013

소 분위기에서 플라즈마 표면 처리의 경우 기판 표면에 존재하는 수소와 탄소 유기물들이 산소와 반응하여 $H_2O$와 $CO_2$ 등으로 제거되며 표면에 오존 결합을 유도하여 표면 에너지를 증가시키는 것으로 알려져 있다. ZnO 나노구조물을 성장시키는 방법으로는 MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposited), PLD (Pulsed Laser Deposition), VLS (Vapor-Liquid-Solid), Sputtering, 습식화학합성법(Wet Chemical Method) 방법 등이 있다. 그중에서도 습식화학합성법은 쉽게 구성요소를 제어할 수 있고, 저비용 공정과 낮은 온도에서 성장 가능하며 플렉서블 소자에도 적용이 가능하다. 그러므로 본 연구에서는 플라즈마 표면처리에 따라 표면에너지를 변화하여 습식화학합성법으로 성장시킨 ZnO nanorods의 밀도를 제어하고 photolithography 공정 없이 패터닝 가능성을 유 무를 판단하는 연구를 진행하였다. 기판은 Si wafer (100)를 사용하였으며 세척 후 표면에너지 증가를 위한 플라즈마 표면처리를 실시하였다. 분위기 가스는 Ar/$O_2$를 사용하였으며 입력전압 400 W에서 0, 5, 10, 15, 60초 동안 각각 실시하였다. ZnO nanorods의 seed layer를 도포하기 위하여 Zinc acetate dehydrate [Zn $(CH_3COO)_2{\cdot}2H_2O$, 0.03 M]를 ethanol 50 ml에 용해시킨 후 스핀코팅기를 이용하여 850 RPM, 15초로 5회 실시하였으며 $80^{\circ}C$에서 5분간 건조하였다. ZnO rods의 성장은 Zinc nitrate hexahydrate [$Zn(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$, 0.025M], HMT [$C6H_{12}N_4$, 0.025M]를 deionized water 250 ml에 용해시켜 hotplate에 올리고 $300^{\circ}C$에서 녹인 후 $200^{\circ}C$에서 3시간 성장시켰다. ZnO nanorods의 성장 공정은(Fig. 1)과 같다. 먼저 플라즈마 처리한 시편의 표면에너지 측정을 위해 접촉각 측정 장치[KRUSS, DSA100]를 이용하였다. 그 결과 0, 5, 10, 15, 60 초로 플라즈마 표면 처리했던 시편이 각각 Fig. l, 2와 같이 $79^{\circ}$, $43^{\circ}$, $11^{\circ}$, $6^{\circ}$, $7.8^{\circ}$로 측정되었으며 이것을 각각 습식화학합성법으로 ZnO nanorods를 성장 시켰을 때 Fig. 3과 같이 밀도 차이를 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 기판의 표면에너지를 제어하여 Fig. 4와 같이 나타나며 photolithography 공정없이 ZnO nanorods를 패터닝을 할 수 있었다. 본 연구에서는 플라즈마 표면 처리를 통하여 표면에너지의 변화를 제어함으로써 ZnO nanorods 성장의 밀도 차이를 나타냈었다. 이러한 저비용, 저온 공정으로 $O_2$, CO, $H_2$, $H_2O$와 같은 다양한 화학종에 반응하는 ZnO를 이용한 플렉시블 화학센서에 응용 및 사용될 수 있고, 플렉시블 디스플레이 및 3D 디스플레이 소자에 활용 가능하다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2006년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.39-40
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• 2006

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 추계학술대회 초록집
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• pp.248-248
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• 2009

GaN 기반 LED 소자의 ITO 표면에 sol-imprinting 기술을 이용하여 잔여층 없이 $TiO_2$ 나노 패턴을 형성하였다. 알콕사이드 계열의 $TiO_2$ sol과 Si 몰드로부터 복제된 PDMS 몰드를 사용하여 표면에 패턴을 형성하고, 이 후 annealing을 통해 내부에 남아있던 불순물을 제거하고 다결정 $TiO_2$을 형성하였다. 표면에 형성된 $TiO_2$ 나노 패턴이 LED 소자 내부에서 발생한 빛의 전반사를 억제하기 때문에 소자의 광추출 효율이 증가하였다.

• 공업화학전망
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• 제23권6호
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• pp.14-24
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• 2020

최근 우수한 발광 특성을 갖는 양자점을 고해상도 디스플레이의 발광 소재로 도입하고자 하는 노력이 활발하다. 양자점을 활용한 디스플레이의 실현을 위해서는 콜로이드 상태인 다색의 양자점을 고해상도로 패터닝하는 기술의 확립이 필요하다. 본 연구에서는 ethane-1,2-diyl bis(4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoate)를 양자점용 가교제로 활용하여 용액공정을 기반으로 형성된 양자점 박막을 고해상도로 패터닝한 기술을 소개하고자 한다. 위 양자점용 가교제의 양 말단에는 아지드 그룹을 포함한 작용기가 존재한다. 아지드 기는 자외선에 의해 광 활성화되어 양자점 표면의 알킬 리간드와 가교 결합을 형성함으로써, 양자점 박막에 화학적 내구성을 부여한다. 본 기술을 기반으로, 적색, 녹색, 청색의 카드뮴 기반 양자점을 고해상도로 패터닝하고 정밀하게 배열하여 인치 당 화소 수 1400 이상의 픽셀 형성에 성공하였다. 또한 가교 반응 후에도 성능 저하가 없는 양자점 박막 및 자발광 양자점 다이오드를 개발하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1694-1695
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• 2011

최근 에너지에 대한 관심의 증대 및 센서 노드로의 개발을 위해 무전원 동력 장치(sustainable energy conversion system)에 대한 관심이 크게 증대되고 있다. 본 연구에서는 수압(hydraulic pressure)을 이용하여 전기를 발생시키는 새로운 개념의 나노유체 에너지 변환 시스템에 대한 연구를 진행하였다. 표면 패터닝 기법을 통해 제작된 나노 채널 및 일차원 마이크로 유체 기반의 플루이딕 소자를 이용하여 외부저항, 버퍼용액의 농도, 압력에 따른 streaming potential을 구하였다. electrokinetic 현상과 이에 따른 유체의 streaming potential을 이용하여 압력(pressure)을 전기적으로 변환시키는 에너지 변환용 나노 유체시스템을 본 논문을 통해 제안하고자 한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2008년도 추계학술대회 초록집
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• pp.79-80
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• 2008

최근 질화물 계 발광다이오드의 광추출효율을 향상시키기 위하여 발광다이오드의 발광면을 texturing하는 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 직접 패터닝 방식인 나노 임프린팅 공정을 이용하여 blue 발광다이오드의 indium tin oxide (ITO) 투명전극 층에 sub-micron 크기의 hole이 주기적으로 정렬된 구조의 폴리머 패턴을 형성하였으며 임프린팅 공정 후 건식 식각 공정을 통해서 ITO 층을 식각하였다. 그 결과 ITO 투명전극 층에 발광다이오드의 광추출효율을 향상시키기 위한 sub-micron 급의 주기적인 hole 패턴이 형성되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권1호
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• pp.89-94
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• 2010

박테리아나 세포를 표면에 패터닝하는 기술은 세포생물학, 항균제 스크리닝, 항균 모니터링, 조직 공학 등 다양한 분야에 적용될 수 있는 잠재력을 지니고 있다. 본 연구에서는 부분적으로 개조된 열방식의 잉크젯 프린터를 이용하여 박테리아를 평판 한천배지에 2차원 배열로 패터닝할 수 있는 기법을 개발하였다. 박테리아 용액의 농도는 잉크젯 노즐에서 분출되는 용액 한 방울에 한개의 콜로니가 형성되도록 최적화 하였고, 박테리아 농도와 한천배지 농도가 패터닝 성능에 미치는 영향을 정량적으로 측정하였다. 상용 잉크젯 프린터를 이용한 박테리아 패터닝은 기존 방법에 비해 비용과 재료의 소모가 적다는 장점이 있다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.63.1-63.1
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• 2011

현재 상용 중인 터치패널의 전도성 필름으로는 ITO가 주로 사용된다. 하지만, 디스플레이 기기의 수요 증가와 Indium의 고갈로 인한 ITO의 수요 공급 불균형으로 인한 원가 문제가 대두되고 있다. 이 때문에, Carbon nanotube (CNT), Graphene 등의 대체 투명 전도성 물질들이 연구 중에 있지만 투과율 및 저항 문제 등이 문제가 되고 있다. 본 연구에서는 투명 전도성 필름의 광 투과도 향상을 위하여, 자외선 경화 레진을 이용하여, 전도성 필름 상에 모스 아이 레진 패턴을 형성하는 실험을 진행하였다. 패턴이 형성된 이후에는 Scanning Electro Microscope를 통하여 패턴의 형성 유무를 관찰하였고, UV-vis와 4-point probe를 이용하여 투과도 및 저항을 측정하였다. 실험 결과 모스아이패턴을 필름에 패터닝 함으로써, 전체적으로 투과도가 증가된다는 것을 확인 할 수 있었으며, 투과도의 증가폭은 단면 패터닝보다는 양면 패터닝을 한 경우가 높았다. 그리고 저항 변화에 있어서는 패턴이 있는 부분의 경우 표면 잔여층으로 인하여 급격하게 증가하였지만, 전도면 반대편에 패터닝을 진행한 경우 거의 변화하지 않았다는 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로, 본 연구를 통해 나노 임프린트 리소그래피를 통해 전도성 폴리머 필름 상부에 모스아이나노 구조물을 제작하였고, 이를 통해 기존의 전도성 폴리머 필름의 낮은 투과율을 향상시킬 수 있었다.