• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.151-151
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• 2007

최근에 에피 성장된 ZnO는 UV-LED, 화학적-바이오센서와 투명전도 전극에 많은 관심을 받고 있다. 고 품질의 ZnO는 Metal-organic chemical vapor deposition(MOCVD), Pulsed laser deposition(PLD), molecular beam epitaxy(MBE), 그리고 마그네트론 스퍼터링법에 의해 성장이 이루어지고 있다. 대부분의 ZnO는 사파이어, 싫리콘과 같은 이종 기판 위에 성장되고 있으며, Heteroepitaxy로 성장된 ZnO 박막은 기판과 박막사이의 격자상수, 열팽창계수 차이로 인해 높은 결함 밀도를 보이고 있다. 이러한 문제점은 광전자 소자 응용에 있어 여러 가지 문제점을 야기 시킨다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 박막과 기판사이에 저온 버퍼층을 사용하거나 같은 물질의 버퍼층을 사용하여 결할 밀도를 감소시키고, 높은 결정성을 가진 ZnO 박막을 성장시킨 결과들이 많이 보고되어지고 있다. 본 연구에서는 마그네트론 스퍼터링 법으로 저온 버퍼층 성장 없이 성장온도 만을 달리 하여 고품질의 ZnO 박막을 성장시켰다. ZnO 박막은 c-sapphire 기판위에 ZnO(99.9999%)의 타겟을 사용하여 $600{\sim}800^{\circ}C$ 온도에서 성장시켰고, 스퍼터링 가스로는 아르곤과 산소를 2:1 비율로 혼합하여 15mtorr의 압력에서 성장하였다. 이렇게 성장시킨 ZnO 박막은 Transmission Electron Microscopy (TEM), High-Resolution X-ray Diffraction (HRXRD), Low-temperature PL, 그리고 Atomic Force Microscopy (AFM)로 특성을 분석 하였다. ZnO 박막은 HRXRD (002) 면의 $\omega$-rocking curve운석 결과, $0.083^{\circ}$의 작은 FEHM을 얻었고, (102) 면의 $\varphi$-sacn을 통해 온도가 증가함에 따라 향상된 6-fold을 확인함으로새 에피성장됨을 알 수 있었다. 또한 TEM분석을 통해 $800^{\circ}C$에서 성장된 박막은 $6.7{\times}10^9/cm^2$의 전위밀도를 얻을 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.50-51
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• 2005

냉간 압연과 열처리 공정을 통해 2축 배향성을 가지는 금속 기판 위에 산화물 박막을 증착 시켜 같은 정도의 2축 배향성을 갖도록 제조된 RABiTS template 위에 YBCO 초전도체를 PLD 방법으로 증착하여 YBCO coated conductor 선재를 제조하였다. RABiTS template은 NiW/$Y_2O_3$/NSZ/$CeO_2$ 구조로 DC reactive sputtering와 PLD 방법에 의해 증착되었다. 모든 공정은 reel-to-reel 방식의 연속 공정으로 이루어졌다. 1m와 10m급의 장선 고온초전도선재를 제조하고, 이에 대한 전기적 특성과 초전도 및 다층 산화물 완충층에 대한 결정성, 표면 특성에 대한 분석을 수행하였다. 그 결과 1m 길이에서 end-to-end 107 A와 10.6m 길이에서 end-to-end 51A의 임계 전류를 획득하였다. 제조된 박막형 선재의 초전도 층과 다층의 산화물 완충층 모두 금속 기판의 결정성을 그대로 유지하면서, epitaxial하게 성장하였으며, 최종 YBCO의 in-plane FWHM 값은 > $9^{\circ}$를 유지 하였다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제17권4호
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• pp.196-200
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• 2016

We have developed new electrostatic discharge (ESD) protection devices with, bidirectional flip chip transient voltage suppression. The devices differ in their epitaxial (epi) layers, which were grown by reduced pressure chemical vapor deposition (RPCVD). Their ESD properties were characterized using current-voltage (I-V), capacitance-voltage (C-V) measurement, and ESD analysis, including IEC61000-4-2, surge, and transmission line pulse (TLP) methods. Two BD-FCTVS diodes consisting of either a thick (12 μm) or thin (6 μm), n-Si epi layer showed the same reverse voltage of 8 V, very small reverse current level, and symmetric I-V and C-V curves. The damage found near the corner of the metal pads indicates that the size and shape of the radius governs their failure modes. The BD-FCTVS device made with a thin n- epi layer showed better performance than that made with a thick one in terms of enhancement of the features of ESD robustness, reliability, and protection capability. Therefore, this works confirms that the optimization of device parameters in conjunction with the doping concentration and thickness of epi layers be used to achieve high performance ESD properties.

• 한국진공학회지
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• 제14권4호
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• pp.222-228
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• 2005

2단계 성장법으로 c-plane 사파이어 단결정 기판 위에 metalorganic chemical vapor deposition(MOCVD)법으로 undoped GaN 에피층을 성장시켰다. 고온 성장시 성장 온도 변화가 undoped GaN 에피층의 표면형상과 거칠기, 구조적 결정성, 광학적 성질, 전기적 성질에 미치는 영향을 연구하였다. 수평형 MOCVD 장치를 이용해 압력 300 Torr 저압에서 성장시켰으며, 저온 핵생성층 성장조건은 $500^{\circ}C$로 고정시키고, 2단계 성장 온도를 $850\~1050^{\circ}C$범위로 변화시켰다. 형성된 undoped GaN 에피층을 원자력현미경, 고분해능 X-선회절장치, 광발광측정, 홀 효과 측정 장치 등을 이용하여 분석, 고찰하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.132.1-132.1
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• 2013

현재 고품위GaN 박막 성장은 사파이어 기판이 주로 사용되며, 사파이어 기판 상에 저온에서 질화물 완충층을 선성장한 후 고온에서 GaN 박막을 성장하는 2단계 공정법을 일반적으로 택하고 있다. 본 연구에서는 새롭게 주목받고 있는 신소재인 그래핀을 본 실험실에서 기개발한 확산이용형성법을 이용하여 사파이어 기판에 직접 코팅하여 이를 완충층으로 사용한 후, MOCVD를 이용하여 저온 완충 층의 성장없이 고온에서 직접 성장한 GaN 박막에 관한 연구를 진행하였다. 매우 얇은 두께인 ~0.6 nm의 그래핀을 완충층으로 도입함으로써 GaN의 성장모드가 3차원 모드에서 2차원 모드로 바뀜을 확인 할 수 있었고, 그래핀 완충층의 두께가 점점 두꺼워짐에 따라 고온 성장한 GaN 박막의 구조적, 광학적 특성이 향상되어 기존의 2단계 성장법으로 얻은GaN 박막의 특성에 비견할 만큼 향상됨을 확인할 수 있었다. 그래핀상에 성장한 GaN 박막과 2단계 성장법으로 성장한 GaN 박막 상에 동일한 InGaN/GaN 다중양자우물구조를 형성하여 유사한 내부양자효율을 얻을 수 있게 되어, 그래핀을 완충 층으로 한 GaN 박막의 광전 소자에의 응용가능성을 확인 할 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제8권6호
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• pp.369-373
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• 1998

본 연구에서는 마그네트론 스퍼터링 법으로 제작한 Ni-Fe/NiO 이층 박에서, NiO 증착 중 Ar 압력에 따른 교환이 방성의 변화를 고찰하엿으며 이를 미세조작과 관련시켜 해석하고자 하였다. 낮은 Ar 압력에서 증착한 Ni-Fe/NiO 이층막은 우수한 교환이방성 특성을 나타내었으나 Ar 압력이 증가함에 따라 교환이방성은 급격하게 감소하였다. 낮은 Ar 압력에서 증착한 시편은 NiO와 Ni-Fe 계면에서 epitaxy 경향을 나타내었으며 그 계면은 평범하고 그 경계는 두렷하게 구분하였다. 그러나 높은 Ar 압력에서 증착한 시편은 NiO와 Ni-Fe의 경계가 뚜렷하게 구분되지 않고 그 계면 또한 평활하지 않았다. 한편 NiO의 조성은 Ar압력의 증가에 따라 산소의 조성이 점점 증가하였다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2012년도 임시총회 및 하계학술연구발표회
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• pp.121-122
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• 2012

Iron-excess gallium ferrite, $Ga_{0.6}Fe_{1.4}O_3$ (GFO), is known to have room-temperature ferromagnetic phases and potentially exhibit ferroelectricity as well [1]. But, leaky polarization-electric field (PE) hysteresis curves of the GFO thin film are hurdle to prove its spontaneous polarization, in other words, ferroelecticity. One of the reasons that the GFO films have leaky PE hysteresis loop is carrier hopping between $Fe^{2+}$ and $Fe^{3+}$ sites due to oxygen deficiency. We focus on reducing conducting current by substituting divalent cations at $Fe^{2+}$ sites. GFO thin films were grown epitaxially along b-axis normal to $SrRuO_3/SrTiO_3$ (111) substrates by pulsed laser deposition. Current density of the ion-substituted GFO thin films was reduced by $10^3$ or more. Ferroelectric properties of the ion-substituted GFO thin films were measured using macroscopic and microscopic schemes. In particular, local ferroelectric properties of the GFO thin films were exhibited and their remnant polarization and piezoelectric d33 coefficient were obtained.

• Current Applied Physics
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• 제18권12호
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• pp.1577-1582
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• 2018

While controlling the cation contents in perovskite rare-earth nickelate thin films, a metal-to-insulator phase transition is reported. Systematic control of cation stoichiometry has been achieved by manipulating the irradiation of excimer laser in pulsed laser deposition. Two rare-earth nickelate bilayer thin-film heterostructures with the controlled cation stoichiometry (i.e. stoichiometric and Ni-excessive) have been fabricated. It is found that the Ni-excessive nickelate film is structurally less dense than the stoichiometric film, albeit both of them are epitaxial and coherent with respect to the underlying substrate. More interestingly, as a temperature decreases, a metal-to-insulator transition is only observed in the Ni-excessive nickelate films, which can be associated with the enhanced disproportionation of the Ni charge valence. Based on our theoretical results, possible origins (e.g. anti-site defects) of the low-temperature insulating state are discussed with the need of future work for deeper understanding. Our work can be utilized to realize unusual physical phenomena (e.g. metal-to-insulator phase transitions) in complex oxide films by manipulating the chemical stoichiometry in pulsed laser deposition.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권10호
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• pp.681-685
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• 2009

$CeO_2$ buffer layers have been deposited on YSZ single crystal substrates via a radio-frequency sputtering method. We focused on the texture development of $CeO_2$ with out-of-plane alignment and its effects on a superconducting YBCO layer, which was deposited by metal organic deposition. $CeO_2$ layers were grown epitaxially on single crystal YSZ substrates and subsequent YBCO layers were also grown epitaxially from $CeO_2$ layers. It was observed that the intensity of $CeO_2$(200) decreased with deposition temperature. ${\theta}-2{\theta}$ scan FWHM values of $CeO_2$(200) were inversely proportional to the peak intensities of $CeO_2$(200). The sample with the lowest $CeO_2$(200) intensity and poor out-of-plane alignment showed a strong reaction with the MOD-YBCO layer resulting in a thicker $BaCeO_3$ layer. The texture and superconducting property of the YBCO layer were affected indirectly by the formation of a $BaCeO_3$ layer at the interface between the $CeO_2$ and YBCO layers.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권4호
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• pp.297-304
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• 2010

The microstructure and hardness of $CO_2$ laser welds were investigated in the Ti-stabilized ferritic stainless steel 409L. The observed specimen was welded in a fully penetrated condition in which the power was 5 kW and the welding speed 5 m/min. The grain structure near the bond line of the laser welds was produced by epitaxial growth. The grain size was the largest in the fusion zone, and HAZ showed nearly the same grain size as that of the base metal. The HAZ microstructure consisted of subgrains and precipitates that were less than 100 nm in size and that were located along the subgrain boundaries. On the other hand, the hardness was the highest in the fusion zone due to the large amount of small precipitates present. These were composed of TiN, Ti(C,N) and $TiO_2$+Ti(C,N). The hardness decreased continuously from the fusion zone of the base metal. The HAZ hardness was slightly greater than that of the base metal due to the existence of subgrains and precipitates in the subgrain boundary.