• 한국재료학회지
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• 제13권8호
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• pp.519-523
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• 2003

We report the synthesis of cubic spinel $ZnCo_2$$O_4$thin films and the tunability of the conduction type by control of the oxygen partial pressure ratio. Zinc cobalt oxide films were grown on$ SiO_2$(200 nm)/Si substrates by reactive magnetron sputtering method using Zn and Co metal targets in a mixed Ar/$O_2$atmosphere. We found from X-ray diffraction measurements that the crystal structure of the zinc cobalt oxide films grown under an oxygen-rich condition (the $O_2$/Ar partial pressure ratio of 9/1) changes from wurtzite-type $Zn_{1-x}$ $Co_{X}$O to spinel-type $ZnCo_2$$O_4$with the increase of the Co/Zn sputtering ratio,$ D_{co}$ $D_{zn}$ . We noted that the above structural change accompanied by the variation of the majority electrical conduction type from n-type (electrons) to p-type (holes). For a fixed $D_{co}$ $D_{zn}$ / of 2.0 yielding homogeneous spinel-type $_2$O$ZnCo_4$films, the type of the majority carriers also varied, depending on the$ O_2$/Ar partial pressure ratio: p-type for an $O_2$-rich and n-type for an Ar-rich atmosphere. The maximum electron and hole concentrations for the Zn $Co_2$ $O_4$films were found to be 1.37${\times}$10$^{20}$ c $m^{-3}$ and 2.41${\times}$10$^{20}$ c $m^{-3}$ , respectively, with a mobility of about 0.2 $\textrm{cm}^2$/Vs and a high conductivity of about 1.8 Ω/$cm^{-1}$ /.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.1786-1795
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• 2011

사람이 생활하는 환경에서 일반적인 휠베이스 이동(Mobility) 방식의 로봇은 장애물에 둘러싸여 로봇의 움직임에 있어 자유로운 주행 제약을 받게 된다. 장애물을 신속하게 회피하려면 회전과정 없이 단순히 좌우 이동만 하면 되는 홀로노믹(Holonomic) 시스템 특성의 이동로봇이 필요하다. 본 논문에서는 세 개의 옴니휠(Omni-Wheels)을 사용한 홀로노믹 이동로봇의 추적제어기를 개발한다. 옴니휠을 이용한 이동로봇은 시스템 파라미터의 불확실성(uncertainty)으로 인하여 선형 제어기로는 추적제어가 매우 어려운 상황이다. 그러므로 강인성이 탁월한 퍼지 제어기를 이용한 퍼지 적응 제어 기법을 설계하여 옴니휠 이동 로봇의 추적제어(tracking control) 성능을 높인다. 본 논문에서 제어 대상 시스템의 매개 변수의 불확실성에 강인한 퍼지 제어기를 병렬로 설계하고 시스템 인식(system identification)을 이용하여 대상 시스템이 특성 변화에 적절히 대처할 수 있는 적합한 퍼지 제어기를 선택한 후 피드백 제어를 실행하는 퍼지 다층 제어기(Fuzzy Multi-Layered Controller) 시스템을 이용한 적응 제어기법을 제시한다. 고전 적응 제어기와 기존 퍼지 적응 제어기의 문제점을 극복한 퍼지 적응 제어기를 도입하여 강인 제어기를 병렬로 설계하고 시스템 인식을 이용하여 대상 시스템의 특성 변화에 적절히 대처할 수 있는 적합한 퍼지 제어기를 선택한 후 피드백 제어를 실행하는 퍼지 다층 제어기(FMLC)를 제시한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제21권3호
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• pp.99-104
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• 2011

단결정 성장을 위한 $MgGa_2Se_4$ 다결정은 수평 전기로에서 합성하였으며, 결정구조는 rhombohedral이고 격자상수 $a_0$는 3.953 ${\AA}$, $c_0$는 38.890 ${\AA}$였다. $MgGa_2Se_4$ 단결정박막은 HWE(Hot Wall Epitaxy) 방법으로 반절연성 GaAs(100)기판에 성장시켰다. 단결정박막의 성장 조건은 증발원의 온도 $610^{\circ}C$, 기판의 온도 $400^{\circ}C$에서 진행되었으며 성장 속도는 0.5 ${\mu}m/h$였다. 단결정박막의 결정성은 이중 결정 x-선 회절곡선의 반폭치와 X-선 회절무늬의 ${\omega}-2{\theta}$로부터 구하여 최적 성장 조건을 알 수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293 K에서 각각 $6.21{\times}10^{18}/cm^3$, 248 $cm^2/v{\cdot}s$였다. $MgGa_2Se_4$/SI(Semi-Insulated) GaAs(100) 단결정 박막의 광흡수 스펙트럼을 10 K에서 293 K까지 측정하였다. 광흡수 스펙트럼으로부터 구한 에너지 갭 $E_g(T)$는 varshni 공식 $E_g(T)=E_g(0)=({\alpha}T^2/T+{\beta})$을 잘 만족함을 알 수 있었다. 여기서 $E_g(0)=2.34\;eV$, ${\alpha}=8.81{\times}10^{-4}\;eV/K$, ${\beta}=251\;K$였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.292-292
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• 2016

Transition metal dichalcogenides (TMDs) with a two-dimensional layered structure have been considered highly promising materials for next-generation flexible, wearable, stretchable and transparent devices due to their unique physical, electrical and optical properties. Recent studies on TMD devices have focused on developing a suitable doping technique because precise control of the threshold voltage ($V_{TH}$) and the number of tightly-bound trions are required to achieve high performance electronic and optoelectronic devices, respectively. In particular, it is critical to develop an ultra-low level doping technique for the proper design and optimization of TMD-based devices because high level doping (about $10^{12}cm^{-2}$) causes TMD to act as a near-metallic layer. However, it is difficult to apply an ion implantation technique to TMD materials due to crystal damage that occurs during the implantation process. Although safe doping techniques have recently been developed, most of the previous TMD doping techniques presented very high doping levels of ${\sim}10^{12}cm^{-2}$. Recently, low-level n- and p-doping of TMD materials was achieved using cesium carbonate ($Cs_2CO_3$), octadecyltrichlorosilane (OTS), and M-DNA, but further studies are needed to reduce the doping level down to an intrinsic level. Here, we propose a novel DNA-based doping method on $MoS_2$ and $WSe_2$ films, which enables ultra-low n- and p-doping control and allows for proper adjustments in device performance. This is achieved by selecting and/or combining different types of divalent metal and trivalent lanthanide (Ln) ions on DNA nanostructures. The available n-doping range (${\Delta}n$) on the $MoS_2$ by Ln-DNA (DNA functionalized by trivalent Ln ions) is between $6{\times}10^9cm^{-2}$ and $2.6{\times}10^{10}cm^{-2}$, which is even lower than that provided by pristine DNA (${\sim}6.4{\times}10^{10}cm^{-2}$). The p-doping change (${\Delta}p$) on $WSe_2$ by Ln-DNA is adjusted between $-1.0{\times}10^{10}cm^{-2}$ and $-2.4{\times}10^{10}cm^{-2}$. In the case of Co-DNA (DNA functionalized by both divalent metal and trivalent Ln ions) doping where $Eu^{3+}$ or $Gd^{3+}$ ions were incorporated, a light p-doping phenomenon is observed on $MoS_2$ and $WSe_2$ (respectively, negative ${\Delta}n$ below $-9{\times}10^9cm^{-2}$ and positive ${\Delta}p$ above $1.4{\times}10^{10}cm^{-2}$) because the added $Cu^{2+}$ ions probably reduce the strength of negative charges in Ln-DNA. However, a light n-doping phenomenon (positive ${\Delta}n$ above $10^{10}cm^{-2}$ and negative ${\Delta}p$ below $-1.1{\times}10^{10}cm^{-2}$) occurs in the TMD devices doped by Co-DNA with $Tb^{3+}$ or $Er^{3+}$ ions. A significant (factor of ~5) increase in field-effect mobility is also observed on the $MoS_2$ and $WSe_2$ devices, which are, respectively, doped by $Tb^{3+}$-based Co-DNA (n-doping) and $Gd^{3+}$-based Co-DNA (p-doping), due to the reduction of effective electron and hole barrier heights after the doping. In terms of optoelectronic device performance (photoresponsivity and detectivity), the $Tb^{3+}$ or $Er^{3+}$-Co-DNA (n-doping) and the $Eu^{3+}$ or $Gd^{3+}$-Co-DNA (p-doping) improve the $MoS_2$ and $WSe_2$ photodetectors, respectively.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.691-698
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• 2010

본 연구에서는 RF magnetron sputtering 법으로 AZO 세라믹 타켓 ($Al_2O_3$ : 3 wt%)을 이용하여 Eagle 2000 유리 기판위에 기판온도 ($100{\sim}500^{\circ}C$)와 공정압력 (10 ~ 40 mTorr)에 따른 AZO 박막을 제작하여, 결정화 특성과 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. 모든 AZO 박막은 육방정계구조를 가지는 다결정 이었고, (002)우선 배향성이 관찰되었다. 기판온도 $300^{\circ}C$, 10 mTorr에서 제작한 AZO 막에서 가장 우수한 (002) 배향성을 나타냈으며, 이때의 반가폭 값은 $0.42^{\circ}$였다. 전기적 특성은 기판온도 $300^{\circ}C$, 10 mTorr에서 가장 낮은 비저항 $2.64{\times}10^{-3}\;{\Omega}cm$과 우수한 캐리어 농도 및 이동도를 $5.29{\times}10^{20}\;cm^{-3}$, $6.23\;cm^2/Vs$를 나타내었다. 모든 AZO 박막은 가시광 영역에서 80%의 투과율을 나타내었으며, 기판온도 증가와 공정압력 감소에 따른 Al 도핑효과의 증가로 밴드 갭이 넓어지는 Burstein-Moss 효과가 관찰 되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권4호
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• pp.59-63
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• 2017

n-type GaN 반도체는 광전극으로서 우수한 성질을 가지고 있지만, 표면에서 일어나는 산소반응으로 인한 광부식으로 신뢰성이 저하되는 큰 단점이 있다. 이를 근본적으로 억제하기 위하여 표면에서 수소 발생 반응이 일어나는 p-type GaN를 광전극으로 사용함으로써 광부식을 피하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 하지만 p-type GaN은 비저항이 높고 정공 이동도가 낮기 때문에 효율이 낮다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 p-type GaN의 activation 공정을 통해 개선하고자 한다. 전극으로 사용될 p-type GaN을 $N_2$ 분위기의 $500^{\circ}C$에서 1 분 동안 annealing을 하였다. Hall effect 측정을 통하여 전기적 특성을 확인하였으며, potentiostat (PARSTAT4000) 측정을 통하여 광전기화학적 (photoelectrochemical, PEC) 특성을 분석하였다. 그 결과 annealing 공정을 통하여 광전류밀도가 1.5배 이상 향상되었으며, 3시간 동안 안정적인 광전류 값을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.429-429
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• 2016

Organolead halide perovskite have attracted much attention over the past three years as the third generation photovoltaic due to simple fabrication process via solution process and their great photovoltaic properties. Many structures such as mesoporous scaffold, planar heterojunction or 1-D TiO2 or ZnO nanorod array structures have been studied to enhance performances. And the photovoltaic performances and carrier transport properties were studied depending on the cell structures and shape of perovskite film. For example, the perovskite cell based on TiO2/ZnO nanorod electron transport materials showed higher electron mobility than the mesoporous structured semiconductor layer due to 1-D direct pathway for electron transport. However, the reason for enhanced performance was not fully understood whether either the shape of perovskite or the structure of TiO2/ZnO nanorod scaffold play a dominant role. In this regard, for a clear understanding of the shape/structure of perovskite layer, we applied anodized aluminum oxide material which is good candidate as the inactive scaffold that does not influence the charge transport. We fabricated vertical one dimensional (1-D) nanostructured methylammonium lead mixed halide perovskite (CH3NH3PbI3-xClx) solar cell by infiltrating perovskite in the pore of anodized aluminum oxide (AAO). AAO template, one of the common nanostructured materials with one dimensional pore and controllable pore diameters, was successfully fabricated by anodizing and widening of the thermally evaporated Al film on the compact TiO2 layer. Using AAO as a scaffold for perovskite, we obtained 1-D shaped perovskite absorber, and over 15% photo conversion efficiency was obtained. I-V measurement, photoluminescence, impedance, and time-limited current collection were performed to determine vertically arrayed 1-D perovskite solar cells shaped in comparison with planar heterojunction and mesoporous alumina structured solar cells. Our findings lead to reveal the influence of the shape of perovskite layer on photoelectrical properties.

• 방송공학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.481-490
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• 2013

본 논문에서는 실제 전장에서 전투수행 중인 병사의 개인화기 조준 능력 향상 관점에서 추적기법의 성능평가를 하였다. 실제 전장에서는 짧은 시간동안 전투를 하는 것뿐만 아니라 며칠에 걸쳐서 실시되는 경우도 있다. 이와 같이 장시간 지속되는 작전 중에서 다양한 요소에 의해서 지속적으로 병사의 신체능력이 감소된다. 이렇게 손실되는 신체능력을 보완하기 위하여 시각추적 기술을 화기의 조준경에 적용하여 적 병사 이동상황을 자동적으로 추적하고 이로 인해 감소된 조준능력을 향상시키기 위한 실험을 하였다. 최신영상 추적 기법들 중에서 최적의 것을 결정하기 위하여, 겹침 현상, 카메라 이동, 크기변화, 저대비 영상, 조명변화 등의 특징이 포함된 여러 실제 전장 영상으로 그 성능을 평가하였다. VTD (Visual Tracking Decomposition)[2]가 정확도에서 IVT (Incremental learning for robust Visual Tracking)[7]가 속도 평가에서 가장 우수하였으며 종합적으로는 MIL (Multiple Instance Learning)[1]이 가장 우수한 결과를 보여 주었다. 이러한 성능평가 결과는 시각추적기술이 적용된 조준경이 실제 전장에서 전투수행을 하면서 신체능력이 감소된 병사의 전투력을 보완할 가능성이 있다는 것을 보여 준다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.642-642
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• 2013

Graphene, two dimensional single layer of carbon atoms, has tremendous attention due to its superior property such as high electron mobility, high thermal conductivity and optical transparency. Especially, chemical vapor deposition (CVD) grown graphene has been used as a promising material for high quality and large-scale graphene film. Unfortunately, although CVD-grown graphene has strong advantages, application of the CVD-grown graphene is limited due to ineffective transfer process that delivers the graphene onto a desired substrate by using polymer support layer such as PMMA(polymethyl methacrylate). The transferred CVD-grown graphene has serious drawback due to remaining polymeric residues generated during transfer process, which induces the poor physical and electrical characteristics by a p-doping effect and impurity scattering. To solve such issue incurred during polymer transfer process of CVD-grown graphene, various approaches including thermal annealing, chemical cleaning, mechanical cleaning have been tried but were not successful in getting rid of polymeric residues. On the other hand, lithographical patterning of graphene is an essential step in any form of microelectronic processing and most of conventional lithographic techniques employ photoresist for the definition of graphene patterns on substrates. But, application of photoresist is undesirable because of the presence of residual polymers that contaminate the graphene surface consistent with the effects generated during transfer process. Therefore, in order to fully utilize the excellent properties of CVD-grown graphene, new approach of transfer and patterning techniques which can avoid polymeric residue problem needs to be developed. In this work, we carried out transfer and patterning process simultaneously with no polymeric residue by using a metal etch mask. The patterned thin gold layer was deposited on CVD-grown graphene instead of photoresists in order to make much cleaner and smoother surface and then transferred onto a desired substrate with PMMA, which does not directly contact with graphene surface. We compare the surface properties and patterning morphology of graphene by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy(AFM) and Raman spectroscopy. Comparison with the effect of residual polymer and metal on performance of graphene FET will be discussed.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.419-427
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• 2020

본 논문에서는 기존 선행연구에서 설계된 시작품을 보완하여 1차적으로 완성된 시제품에 대하여 고령 여성들이 직접 사용성 평가를 수행함으로써 불편한 사항이나 안전과 직결되는 문제점을 찾아보고 개선이 필요한 사항을 도출하고자 하였다. 본 사용성 평가에서는 일상생활에서의 동작 및 신체적 활동을 수행할 수 있는 65세 이상의 고령자 여성 10명을 피실험자로 선정하였다. 고령 여성이 이승과 주행의 일생상활 시나리오를 기반으로 이승, 승강, 주행, 도착으로 사용성 평가항목들을 정의하고, 사용성 평가 실험환경을 구축하였다. 실험방법은 대상 제품을 사용하는 일상생활 시나리오에서 고령 여성과 기기 간의 주요 사용 접점 분석을 통해 주관적 만족도 설문평가, 동영상 촬영 자료를 활용한 관찰평가 등으로 수행하였으며, 프로토콜은 5단계로 나눠 진행하였다. 측정된 데이터는 최대값과 최소값을 제외하여 평균값과 표준편차를 구하여 그 결과들을 분석하였다. 사용성 평가결과, 승강부문의 개선사항으로는 승강 제어 패널과 주행 제어 패널을 분리해야 하며, 토글 등의 아래/위 방향으로 움직이는 버튼을 통해 직관성 향상이 필요하다는 것을 알 수 있었다. 주행부문에서는 앞바퀴 메커니즘 또는 주행 제어 알고리즘 개선과 UI 개선, 급정지 시스템 개선이 필요하다는 것을 알 수 있었다. 이승부문에서는 시트 좌면부의 크기 향상을 통해 안전성 확보와 힘을 지지할 수 있는 구조물 추가가 필요하다는 것을 알 수 있었다. 사용성 평가에서 나타난 불편사항과 개선사항을 토대로 한층 더 보완된 연구개발 제품이 출시된다면 거동이 불편한 고령 여성들이 타인의 도움 없이 스스로 실내에서 간단한 일상생활을 할 수 있으므로 사용자의 삶의 질은 한층 더 높아질 것이다.