• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.66-66
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• 2008

Most of the properties of ITO films depend on their substrate nature, deposition techniques and ITO film composition. For the display panel application, it is normally deposited on the glass substrate which has high strain point (>575 degree) and must be deposited at a temperature higher than $250^{\circ}C$ and then annealed at a temperature higher than $300^{\circ}C$ in order to high optical transmittance in the visible region, low reactivity and chemical duration. But the high strain point glass (HSPG) used as FPDs is blocking popularization of large sizes FPDs because it is more expensive than a soda lime glass (SLG). If the SLG could be used as substrate for FPDs, then diffusion of Na ion from the substrate occurs into the ITO films during annealing or heat treatment on manufacturing process and it affects the properties. Therefore proper care should be followed to minimize Na ion diffusion. In this study, we investigate the electrical, optical and structural properties of ITO films deposited on the SLG and the Asahi glass(PD200) substrate by rf magnetron sputtering using a ceramic target ($In_2O_3:SnO_2$, 90:10wt.%). These films were annealed in $N_2$ and air atmosphere at $400^{\circ}C$ for 20min, 1hr, and 2hrs. ITO films deposited on the SLG show a high electrical resistivity and structural defect as compared with those deposited on the PD200 due to the Na ion from the SLG on diffuse to the ITO film by annealing. However these properties can be improved by introducing a barrier layer of $SiO_2$ or $Al_2O_3$ between ITO film and the SLG substrate. The characteristics of films were examined by the 4-point probe, FE-SEM, UV-VIS spectrometer, and X-ray diffraction. SIMS analysis confirmed that barrier layer inhibited Na ion diffusion from the SLG.

• Progress in Superconductivity
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• v.9 no.1
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• pp.102-106
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• 2007

YBCO films have been synthesized using a spray pyrolysis method. We used nitrates of Y, Ba, Cu as precursors. Deposition was made on $LaAlO_3$ (100) single crystal substrate by spraying the mist of aqueous precursor solution generated by a concentric nozzle. The distance between concentric nozzle and substrate was 15 cm. C-axis oriented films were obtained at deposition temperature of $740{\sim}800^{\circ}C$ and working pressure of 20 Torr. Oxygen partial pressure was 3 Torr and substrate was transported with the speed ranging from 0.23 cm/min to 0.7 cm/min by reel to reel. Scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD) observation revealed that films are smooth and highly textured with (001) planes parallel to substrate. Highest critical current density (Jc) was $1.38\;MA/cm^2$ at 77K and self-field for the film with a thickness of $0.5\;{\mu}m$ prepared at a substrate temperature of $780^{\circ}C$ and $PO_2\;=3\;Torr$. The effect of temperature on the microstructure and YBCO phase formation will be discussed.

• Progress in Superconductivity
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• v.10 no.1
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• pp.29-34
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• 2008

Magnesium diboride ($MgB_2$) is an inexpensive and simple superconductor. This material was first synthesized and its structure confirmed in 1953 but its superconducting properties were not discovered until 2001 when they caused great excitement. In this study, superconducting $MgB_2$ thin films on the r-$Al_{2}O_3$ substrates have been grown by the combination of radio frequency magnetron sputtering of B and thermal evaporation of Mg. The deposition conditions were varied by changing deposition rate. Before the co-deposition of Mg and B, the deposition rates of each element have been measured separately. The $MgB_2$ layers had 400nm in thickness and superconducting transition temperatures have been measured around $\sim$38.6K. Superconducting properties have been measured by PPMS, XRD, and SEM.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1998.07g
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• pp.2544-2546
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• 1998

The electrical and physical charateristics of Pt-Co alloy thin films on $Al_2O_3$ substrate, deposited by r.f cosputtering respectively, were analyzed with thickness of thin films ($1700{\sim}10000{\AA}$) and increasing annealing temperature ($800{\sim}1000^{\circ}C$). At input power of Pt : 4.4 W/$cm^2$, Co : 6.91 W/$cm^2$, working vacuum of 10 mTorr and annealing conditions of $1000^{\circ}C$) and 60 min, the resistivity and sheet resistivity of Pt-Co thin films with thickness of $3000{\AA}$ was $15{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$ and 0.5 ${\Omega}/{\square}$, respectively. The TCR value of Pt-Co alloy thin films was measured with various thickness of thin films and annealing conditions. The optimum TCR value of 3850 ppm/$^{\circ}C$ in temperature range($200{\sim}400^{\circ}C$) is gained under conditions $3000{\AA}$ of thin films thickness and $1000^{\circ}C$ of annealing temperature. The thermal charateristics of Pt-Co micro heaters were analysed with Pt-Co RTD integrated on the same substrate. In the analysis of characteristics of Pt-Co micro heaters, the Pt-Co micro heaters with thickness of $3000{\AA}$ and annealing temperature of $1000^{\circ}C$ had a good linearity and temperature is up to $468.2^{\circ}C$ with 2.1 watts of the heating power.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.317-317
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• 2012

사파이어는 우수한 광학적, 물리적, 화학적 특성을 가지고 있는 물질 중의 하나이며, 청색 발광특성을 나타내는 GaN와 격자상수, 열팽창 계수가 가장 유사할 뿐만 아니라 가격도 상대적으로 저렴하여 GaN 성장을 위한 기판으로 사용된다. 실제로 사파이어는 프로젝터와 전자파장치, 군사용 장비 등 다양한 분야에 응용되고 있으며, 발광 다이오드(LED)를 위한 기판으로 활용됨으로써 그 수요가 급격히 증가하고 있다. 그러나 사파이어 결정의 성장 중에 생길 수 있는 전위(dislocation)와 적층결함(stacking fault) 등의 결정 결함들은 결정 내에 존재하여 역학적, 전기적 성질에 큰 영향을 미칠 수 있다. 특히 사파이어가 청색 발광소자의 기판으로 사용되는 경우, 사파이어 기판 내부의 결정 결함은 증착되는 박막 특성에 영향을 미치게 된다. 따라서 사파이어의 보다 나은 응용을 위해서는 결함의 형성 메커니즘과 결정 결함의 평가기술 등에 대한 이해가 필요하고, 특히 결함의 정량적 평가 기술의 개발은 사파이어의 상용화에 중요한 핵심요소 중 하나이다. 결정 내 결함이 위치하는 부분은 분자나 원자간의 결합이 약하거나 높은 에너지 상태이므로, 결정의 표면을 적절한 산이나 염기 등을 이용하여 에칭하면 에칭반응은 결정의 전위 위치에 해당하는 부분부터 일어나 결정의 표면에 에치핏을 형성한다. 따라서 결정 표면에 나타나는 에치핏의 개수를 관찰하면 결정의 전위 밀도 파악이 비교적 간단하고, 에칭반응의 이러한 특징은 전위의 정량적 평가에 이용이 가능하다. 본 연구는 4인치 사파이어 조각기판을 수산화칼륨(KOH)으로 습식에칭 후 표면에 나타나는 에치핏의 형성거동과 이의 시간 및 온도 의존성에 관한 연구를 진행하였다. 또한 단결정의 전위밀도를 예측하기 위해 사파이어 조각시편의 단위면적당 에치핏의 개수를 파악하여 에치핏밀도(EPD, etch pid density)를 계산하였고, 값의 불확도(uncertainty)를 계산하여 전위밀도의 신뢰도를 평가하였다. 그 결과, 사파이어 조각시편의 에치핏밀도는 단위면적($cm^2$)당 약 ${\sim}10^2$개로 확인되었고, 이 값은 약 2%의 상대불확도를 가지는 것으로 나타났다.

• Progress in Superconductivity
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• v.7 no.2
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• pp.135-139
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• 2006

We fabricated YBCO coated conductors (CCs) by TFA-MOD process and evaluated microstructure, texture formation, and critical temperature ($T_c$) and current ($I_c$). YBCO precursor solution was synthesized using metal-trifluoroacetates and dip coated on $LaAlO_3$(LAO) substrate. The phase formation and microstructure was characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy (SEM) and the degree of texture was evaluated by pole-figure analysis. The CC was heat-treated in various calcining temperatures ($370^{\circ}C-460^{\circ}C$) and firing temperatures ($750^{\circ}C-800^{\circ}C$). As fired at $775^{\circ}C$ for 4h, the CC had the highest $T_c$ of 89.5 K and $I_c$ of 40 A/cm-width ($J_c=2.0\;MA/cm^2$). Microstructural observation indicated that the YBCO film was dense and homogeneous and had a strong cube texture without formation of second phase and its in-plane full-width at half-maxima; $5.2^{\circ}$ under optimum condition.

• Progress in Superconductivity
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• v.8 no.1
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• pp.71-74
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• 2006

High $J_c$ over 1 $MA/cm^2$ YBCO film has been successfully prepared using nitrate precursors by spray pyrolysis method. Aerosol drolpets generated using a concentric spray nozzle were directly sprayed on a $LaAlO_3$(100) single crystal substrate. The cation ratio of precursor solution was Y:Ba:Cu=1:2.65:1.35. The distance between nozzle and substrate was 15 cm. Deposition temperature was ranging from $750^{\circ}C\;to\;800^{\circ}C$. Deposition pressure was 100 Torr, and oxygen partial pressure was varied from 10 Torr to 50 Torr. The microstructure, phase formation, texture development and superconducting properties of deposited films were largely changed with oxygen partial pressure. Deposited films showed a texture with(001) planes parallel to substrate plane. High quality film was obtained when film was deposited at $760^{\circ}C$ with an oxygen partial pressure of 30 Torr. The critical current density($J_c$) of the YBCO film was 1.75 $MA/cm^2$ at 77 K and self-field.

• Progress in Superconductivity
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• v.8 no.1
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• pp.65-70
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• 2006

We fabricated $YBa_2Cu_33O_{7-x}$(YBCO) films on(00l) $LaAlO_3$ substrates prepared by metal organic deposition(MOD) method using trifluoroacetate(TFA) solution and evaluated the effects of the humidity on the microstructure, phase purity, and critical properties. The films calcined at $430^{\circ}C$ were fired at $775^{\circ}C$ at 0%, 4.2%, 12.1%, and 20.0% humidified As gas mixed with 0.1% $O_2$. We observed that the amount of $BaF_2$ phase was effectively reduced and that a sharp and strong biaxial texture formed under a humidified atmosphere, leading to increased critical properties. For the films fired at 0% humidity, the $T_c\;and\;I_c$ were undetectably small. When the humidity was increased to 4.2%, the corresponding $T_c$(onset) and $I_c$ were increased to 90.5 K and 8 A/cm-width, respectively. For the films at the humidity range of 12.1-20.0%, the $I_c$ was found to be 35 A/cm-width. According to the results of the XRD, pole-figure, and SEM, these improved critical properties are probably attributed to the formation of a purer YBCO phase, larger grain size, and stronger c-axis orientation.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.520-520
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• 2013

Lateral 구조를 갖는 탄소나노튜브 에미터 캐소드의 금속전극 선폭과 간격은 탄소나노튜브 에미터 밀도와 게이트에 인가되는 전계의 크기에 밀접한 관계가 있어 전계방출특성에 큰 영향을 나타내므로 조속한 상업화를 위해서는 최적화 연구가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 금속전극의 선폭과 간격을 110/30, 80/30, 40/30과 120/20, 90/20, 20/20 ${\mu}m$로 각각 변화시켜 4.6인치 탄소나노튜브 에미터 기반 flat light lamp 개발연구를 진행하였다. 이때 사용한 금속전극은 2 mm 두께를 갖는 4.6인치 소다라임 글라스 위에 패턴 된 PR에 Ag를 sputtering하여 증착 후 PR을 lift-off하여 형성하였다. 이와 같이 형성된 금속전극은 ~1 ${\mu}m$와 12 nm의 두께와 표면단차를 각각 가지고 있었다. 형성된 금속전극 위에 유전체와 탄소나노튜브 에미터를 각각의 페이스트를 사용하여 스크린 인쇄와 소성과정을 통해 형성하였다. 이때 레이저 빔을 전극사이의 빈 공간에 조사하여 탄소나노튜브 에미터를 금속전극 위에 정밀하게 정렬하였으며 잔존하는 유기물과 유기용매를 없애기 위해 대기압 공기분위기의 $410^{\circ}C$에서 10분간 소성과정을 거친 후 접착테이프를 사용하여 잔탄 속에 있는 탄소나노튜브 에미터를 물리적 힘으로 수직하게 노출시켜 캐소드를 준비하였다. 애노드는 전계에 의해 방출된 전자의 측정과 전계방출 이미지를 얻기 위해서 P22 형광체와 Al박막이 증착된 2 mm 두께의 소다라임 글라스를 사용하였다. 캐소드와 애노드 사이의 간격은 6~10 mm로 유지하였고, 진공챔버의 기본 압력을 $5{\times}10^{-6}$ Torr 이하로 유지하였다. 캐소드와 게이트 전극에 1, 4 kHz와 3% duty를 갖는 bipolar 형태의 DC 사각펄스파를, 애노드에 ~18 kV의 DC 고전압을 각각 인가하여 평가하였으며 추후, 이렇게 제작된 다양한 선폭과 간격을 갖는 탄소나노튜브 에미터 기반 flat light lamp의 전계방출특성과 효율에 대한 비교 연구를 진행할 계획이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.327-327
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• 2012

사파이어는 우수한 광학적, 물리적, 화학적 특성을 가지고 있는 물질 중의 하나이며, 청색 발광특성을 나타내는 GaN와 격자상수, 열팽창 계수가 가장 유사할 뿐만 아니라 가격도 상대적으로 저렴하기 때문에 GaN 성장을 위한 기판으로 사용될 수 있다. 실제로 사파이어는 프로젝터와 전자파 장치, 군사용 장비 등 다양한 분야에 응용되고 있으며, 발광 다이오드(LED)를 위한 기판으로 활용됨으로써 그 수요가 급격히 증가하고 있다. 그러나 사파이어 결정의 성장 중에 생길 수 있는 전위(dislocation)와 적층결함(stacking fault) 등의 결정 결함들은 결정 내에 존재하여 역학적, 전기적 성질에 큰 영향을 미칠 수 있다. 특히 사파이어가 청색 발광소자의 기판으로 사용되는 경우, 사파이어 기판 내부의 결정 결함은 증착되는 박막 특성에 영향을 미치게 된다. 따라서 사파이어의 보다 나은 응용을 위해서는 결정 결함에 대한 평가기술과 결함의 형성 메커니즘 등에 대한 이해가 필요하다. 특히, 결함의 정량적 평가 기술의 개발은 사파이어의 상용화에 중요한 핵심요소 중 하나이다. 결정을 산이나 염기 등을 이용하여 화학적 식각을 하게 되면 분자나 원자 간의 결합이 약한 부분이나 높은 에너지 상태에 있는 부분부터 반응을 하게 되는데, 이러한 반응을 통해 결정의 표면에 형성되는 것을 에치 피트(etch pit)라고 한다. 일반적으로 결정 내에 존재하는 전위는 높은 에너지 상태이므로, 이러한 에치 피트는 전위와 관련되어 있다. 따라서 사파이어 결정과 같은 결정질 물질은 표면의 식각을 통하여 관찰되는 에치 피트 등의 형상이나 반응성 등을 평가하여 결정 특성을 연구할 수 있다. 본 연구는 화학적 식각법으로 사파이어 결정의 특성을 평가하기 위하여 진행하였다. 사파이어 결정의 식각을 위하여 다양한 산-염기 용액들이 사용되었다. 식각 용액의 종류에 따른 사파이어 결정의 식각거동을 연구하고, 표면에 나타나는 형상을 연구하여 사파이어 결정의 구조적 특성을 파악하였다. 특히, 에치 피트 형성거동의 시간 및 온도 의존성에 관한 연구를 진행하였다.