• Title/Summary/Keyword: Ag@$SiO_2$

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광전자 소자 응용을 위한 수직 정렬된 ZnO Nanorod Array를 이용한 계층 나노구조

  • Go, Yeong-Hwan;Yu, Jae-Su
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.08a
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    • pp.126-126
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    • 2011
  • 수직으로 정렬된 1차원 ZnO nanorod arrays (NRAs)는 효율적인 반사방지 특성의 기하학적 구조를 갖고 있어, 크기와 모양 그리고 정렬형태의 다양한 설계를 통해 빛의 흡수율과 광 추출효율을 증가시켜 광전소자 및 태양광 소자의 성능을 향상시킬 수 있으며, 최근 이러한 연구에 대한 관심이 집중되고 있다. 본 연구에서는 ZnO NRAs의 넓은 표면적과 불연속적인 독특한 표면을 활용하여 광학적 특성을 효과적으로 개선하였다. 실험을 위해, thermal evaporator를 사용하여 Au와 Ag 그리고 e-beam evaporator를 사용하여 $SiO_2$를 ZnO NRAs 표면에 여러 가지 조건으로 증착하여, 독특한 계층 나노구조의 형성과 광학적 특성을 관찰하였다. 표면 roughness가 큰 FTO/glass 위에 수열합성법을 통해 끝이 뾰족하고, 비스듬히 정렬된 ZnO nano-tip array에 Au를 증착할 경우 ZnO/Au core/shell 구조가 형성되며, Au의 광 흡수율이 매우 크게 증가함을 관찰할 수 있었다. 반면 flat한 표면위에 빽빽하게 수직으로 정렬된 ZnO NRAs를 성장시켜 그 위에 Ag를 증착할 경우, evaporated Ag flux가 ZnO nanorod의 사이에 scattered 되어 ZnO nanorod 기둥의 측면에 직경이 50 nm 이하인 nanoparticles이 decorated 되어 국소표면플라즈몬 현상이 관찰되었으며, 이러한 효과를 통해 입사되는 빛의 흡수율을 효과적으로 증가시킬 수 있었다. 또한, ZnO NRAs의 표면에 $SiO_2$를 e-beam evaporator를 이용하여 증착할 경우, 자연적으로 vapor flux와 ZnO nanorod 사이에 oblique angle이 $80^{\circ}$ 이상으로 증가하여 $SiO_2$ nanorods가 자발적으로 형성되어 ZnO/$SiO_2$ branch 계층형태의 나노구조를 제작할 수 있었다. 이러한 구조는 유효 graded refractive index profile로 인해 기존의 ZnO NRAs보다 개선된 반사방지 특성을 나타냈다. 이러한 계층 나노구조의 광학적 특성을 시뮬레이션을 통해 이론적으로 분석을 통해 광전자 소자의 성능의 개선에 대한 적용 가능성을 조사하였다.

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Fabrication of ordered porous nanocomposite materials using templating (템플레이팅을 이용한 균일한 크기의 다공성 나노복합소재의 제조)

  • Lim, Chang-Sung
    • Analytical Science and Technology
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    • v.23 no.3
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    • pp.233-239
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    • 2010
  • Pure macroporous silica matrix using a template of polystyrene (PS) was prepared by the sol-gel method. Macroporous Ag-$SiO_2$ composite materials, which were homogeneously dispersed with Ag particles in the macropores, were successfully fabricated. The pure porous silica had ordered pore sizes of 100 nm and 200 nm, which was adjusted under consideration of the template size. The macroporous Ag-$SiO_2$ composite showed the ideal ordered distribution of the pore in case of the adding of 3 wt% $AgNO_3$ under consideration of controlling of the pore size as well as microstructural observation of $AgNO_3$concentration. The macroporous Ag-$SiO_2$ composites had ordered 100 nm and 200 nm pores, and the Ag particles within the matrix showed the size of 15~20 nm.

The Study on the Improvement of Mechanical Performance due to Change in Temperature and Sputtering by $SiO_2/Ag$ Material of Bonded Dissimilar Materials with Cylindrical Shape (원통형 이종 접합 소재의 $SiO_2/Ag$스퍼터 증착과 온도 변화에 따른 기계적 특성에 관한 연구)

  • Lee, Seung-Hyun;Choi, Seong-Dae;Lee, Jung-Hyong
    • Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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    • v.11 no.3
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    • pp.138-145
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    • 2012
  • The material used in this study is dielectric and ferrite. Because of the unique characteristics of the material, it is easily exposed to external shocks and pressure, which cause damage to the product. However, after being processed under high-temperature environment repeatedly, the mechanical strength of the product is greatly increased due to the change of the electrical properties. In this paper, dielectric and bonded ferrite material was tested for the material properties. The equipment for this experiment was produced and tested to allow Cylindrical and Three-dimensional geometry of the product for the vacuum deposition. For Cylindrical shape of the product, in order to obtain the equivalent film thickness, the device is constructed in a vacuum chamber which gives arbitrary revolving and rotating capability. The electrical performance of the product is obtained through this process as well. However, as mentioned above, with repeating processes under high temperature and exposure to external environment, the product is easy to be broken. This experiment has enabled us to find out a stable condition to apply the communication of the RF high frequency to each of the core elements, such as Ferrite and Dielectric which is then used for the mechanical strength of the Raw material, hetero-junction material, Hetero-junction Ag Coating material and hetero-junction Ag Coating SiO2 Coating material respectively.

Preparation Pb free frit for Ag Paste in PDP application (PDP적용 Ag paste의 Pb free frit개발)

  • 김형수;최정철;최승철
    • Proceedings of the International Microelectronics And Packaging Society Conference
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    • 2002.11a
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    • pp.101-103
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    • 2002
  • PDP등의 각종 전자부품에 사용되는 Ag paste 의 frit은 주로 PbO를 주성분으로 하는 물질이 사용되어왔다. 그러나 이러한 Pb계 재료는 환경유해한물질로 규제대상이 되고 있다. 이에 대비하여 본 연구에서는 Bi$_2$O$_3$을 주성분으로 하여 B$_2$O$_3$, SiO$_2$, A1$_2$O$_3$가 함유된 새로운 frit을 개발하였다. TMA등을 이용하여 열적 특성을 관찰하였으며, 전극용 Ag-Paste를 제조한 후 스크린프린팅하여 인쇄성과 미세구조를 관찰하였고, 전기저항 및 소성두께를 측정하였다. 또한 전이온도, 연화점, 열팽창계수등을 조사하여 기존의 Pb함유 frit과 물성을 비교하였으며 PDP용 Ag전극에 적용하는 새로운 frit으로의 가능성을 검토하였다.

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Separation of Plutonium Oxidation States by Ion Chromatography (이온크로마토그래피를 이용한 산화수별 플루토늄의 분리)

  • Kim, Seung Soo;Jun, Kwan Sik;Kang, Chul Hyung
    • Analytical Science and Technology
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    • v.14 no.1
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    • pp.28-33
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    • 2001
  • The ion chromatography for the separation of plutonium species which are suggested to be $Pu^{3+}$, $Pu^{4+}$, $PuO_2{^+}$ and $PuO_2{^{2+}}$ in natural water was studied. Two separation methods were performed; 1) two-column method containing each of $SiO^-$ and SiO-$SO_3{^-}$ cation exchanger, 2) IC with AG11 column and the eluent of oxalate/nitric acid. Separation conditions for $Eu^{3+}$, $Th^{4+}$, $NpO_2{^+}$, $UO_2{^{2+}}$ in place of plutonium species were acquired from preliminary tests. When these conditions were applied to separate the plutonium species, two-column method was separated them successfully. However, the IC method with oxalate eluent was difficult in the separation of plutonium species due to the change of $Pu^{3+}$ and $PuO_2{^{2+}}$ to $Pu^{4+}$ and $PuO_2{^+}$ respectively.

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The Effects of Composition on the Interface Resistance in Bi-System Glass Frit (Bi 계열 Glass Frit 조성이 계면저항에 미치는 영향)

  • Kim, In Ae;Shin, Hyo Soon;Yeo, Dong Hun;Jeong, Dae Yong
    • Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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    • v.26 no.12
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    • pp.858-862
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    • 2013
  • The front electrode should be used to make solar cell panel so as to collect electron. The front electrode is used by paste type, printed on the Si-solar cell wafer and sintered at about $800^{\circ}C$. The paste is composed Ag powder and glass frit which make the ohmic contact between Ag electrode and n-type semiconductor layer. From the previous study, the Ag electrodes which used two commercial glass frit of Bi-system were so different on the interface resistance. The main composition of them was Bi-Zn-B-Si-O and few additives added in one of them. In this study, glass frit was made with the ratio of $Bi_2O_3$ and ZnO on the main composition, and then paste using glass frit was prepared respectively. And, also, the paste using the glass frit added oxide additives were prepared. The change of interface resistance was not large with the ratio of $Bi_2O_3$ and ZnO. In the case of G6 glass frit, 78 wt% $Bi_2O_3$ addition, the interface resistance was $190{\Omega}$ and most low. In the glass frit added oxide, the case of Ca increased over 10 times than it of G6 glass frit on the interface resistance. It was thaught that after sintering, Ca added glass frit was not flowed to the interface between Ag electrode and wafer but was in the Ag electrode.

화학적 방법으로 성장된 ZnO nanorod 구조에서 Ag 나노입자의 영향

  • Go, Yeong-Hwan;Yu, Jae-Su
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.189-189
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    • 2010
  • ZnO nanorods 구조는 광소자 및 태양광 소자의 성능을 향상시키기 위해서 무반사계수, 광추출효율, 전기적, 열적 전도도를 개선시킬 수 있어, 매우 큰 관심을 가지고 왔다. 또한 Ag 나노입자는 표면 플라즈몬 효과를 이용하여 LED나 태양전지에 응용하여 소자의 성능이 향상됨을 이론적, 실험적으로 증명되어 왔으며, 현재에도 활발한 연구가 진행되고 있다. 이러한 ZnO nanorods 특성과 Ag 나노입자의 표면 플라즈몬 효과를 이용하기 위해서, 본 연구에서는 Ag 나노 입자를 형성된 ZnO seed층에 ZnO nanorods를 성장시켰다. 시료를 제작을 위해서 비교적 성장이 간단하고 저온성장이 가능한 화학적 합성방법을 이용하였다. Ag 나노입자가 형성된 ZnO seed층 제작을 위해서 먼저 Si 기판위에 RF magnetron 스퍼터를 이용하여 고진공, $N_2$ 분위기에서 일정한 두께로 증착을 하였으며, 이후 Ag 박막을 thermal evaporator로 10 nm 두께로 증착하였다. 그 다음, 크기가 다른 Ag 나노입자를 형성을 위해서 rapid thermal annealing (RTA)을 여러 가지 온도에서 수행하였다. 그리고 이러한 시료들를 이용하여, ZnO nanorods를 성장하기 위하여, $90-95^{\circ}$의 온도에서 zinc nitrate $Zn(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$과 hexamethylentetramines (HMT)으로 혼합된 용액에 담가두어 ZnO nanorods를 성장시켰다. Ag 나노입자의 크기에 따라 ZnO nanorods의 구조와 형태에 대하여 어떠한 영향을 주는지를 관찰하기 위해 field emission scanning electron microscopy (FE-SEM)을 이용하여 측정하였으며, Ag와 ZnO의 성분분석과 결정성을 조사하기 위해 X-ray diffraction (XRD)을 이용하여 분석하였다. 그리고 표면 플라즈몬에 의한 영향에 대하여 조사하기 위해, ZnO nanorods와 Ag 나노입자가 형성된 ZnO nanorods를 UV-Vis-NIR spectrophotometer을 이용하여 흡수계수와 반사계수를 비교하여 측정하였으며. 태양전지의 성능향상을 수 있음을 이론적으로 계산하였다. 그리고 또한 photoluminescence (PL) 분석을 수행하여 ZnO nanorods의 구조에 대하여 Ag 나노입자의 영향에 대한 광특성을 측정하였다.

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다중 박막을 이용한 태양전지 제작 및 특성 평가

  • Yu, Jeong-Jae;Min, Gwan-Hong;Yeon, Je-Min;;Kim, Gwang-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.08a
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    • pp.306-306
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    • 2013
  • p-type Si(100)기판위에 Al2O3 박막을 증착하고 Si/SiO2 박막을 연속 증착하여 태양전지를 제작하였다. Si/SiO2 박막을 연속으로 증착하면 양자 구속이 일어나고 이로 인한 유효밴드 갭이 증가하게 되고, tunnel effect와 계면에서의 passivation 효과를 기대할 수 있다. 이런 효과들을 이용하여 고효율 태양전지를 기대 할 수 있다. 본 연구에서는 Remote Plasma Atomic Layer Deposition(RPALD)를 이용하여 Al2O3를 증착하였고 RF-Magnetron Sputter와 e-beam Evaporator 장비를 이용하여 Si/SiO2을 증착하였다. 전극으로는 Ti/Ag와 Al을 이용하였다. Solar simulator 장비를 이용하여 cell의 전기적 특성 평가를 평가하였고(Fig. 1) QE 측정장비를 통해 파장대의 따른 광학적 측정을 하였다(Fig. 2). ellipsometer 장비와 ${\alpha}$-step 장비로 박막과 전극의 두께를 측정하였고 4-point prove 장비를 이용하여 면저항, 저항율을 측정 평가하였다. 또한 I-V, C-V 측정 결과 터널링 현상이 일어나는 것을 확인 하였으며, Si/SiO2 다중 박막을 연속 증착 할수록 cell 효율이 더 좋게 나온다는 것을 확인하였다.

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Protective Metal Oxide Coatings on Zinc-sulfide-based Phosphors and their Cathodoluminescence Properties

  • Oh, Sung-Il;Lee, Hyo-Sung;Kim, Kwang-Bok;Kang, Jun-Gill
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • v.31 no.12
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    • pp.3723-3729
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    • 2010
  • We investigated the high-excitation voltage cathodoluminescence (CL) performance of blue light-emitting (ZnS:Ag,Al,Cl) and green light-emitting (ZnS:Cu,Al) phosphors coated with metal oxides ($SiO_2$, $Al_2O_3$, and MgO). Hydrolysis of the metal oxide precursors tetraethoxysilane, aluminum isopropoxide, and magnesium nitrate, with subsequent heat annealing at $400^{\circ}C$, produced $SiO_2$ nanoparticles, an $Al_2O_3$ thin film, and MgO scale-type film, respectively, on the surface of the phosphors. Effects of the phosphor surface coatings on CL intensities and aging behavior of the phosphors were assessed using an accelerating voltage of 12 kV. The MgO thick film coverage exhibited less reduction in initial CL intensity and was most effective in improving aging degradation. Phosphors treated with a low concentration of magnesium nitrate maintained their initial CL intensities without aging degradation for 2000 s. In contrast, the $SiO_2$ and the $Al_2O_3$ coverages were ineffective in improving aging degradation.