• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.121-121
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• 2011

Graphene formed by chemical vapor deposition was exposed to the various plasmas of Ar, O2, N2, and H2 to examine its effects on the bonding properties of graphene to metal. Upon the Ar plasma exposure of patterned graphene, the subsequently deposited metal electrodes remained intact, enabling successful fabrication of field effect transistor (FET) arrays. The effects of enhancing adhesion between graphene and metals were more evident from O2 plasmas than Ar, N2, and H2 plasmas, suggesting that chemical reaction of O radicals induces hydrophilic property of graphene more effectively than chemical reaction of H and N radicals and physical bombardment of Ar ions. From the electrical measurements (drain current vs. gate voltage) of field effect transistors before and after Ar plasma exposure, it was confirmed that the plasma treatment is very effective in controlling bonding properties of graphene to metals accurately without requiring buffer layers.

• 접착 및 계면
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• 제23권2호
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• pp.53-58
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• 2022

본 연구는 AlO_x유전체 표면에 유기 자립조립 단분자막 (self-assembled monolayer, SAM) 중간층을 도입함으로써 유전체의 표면특성을 제어하고, 최종적으로 유기전하변조트랜지스터 (Organic charge modulated field-effect transistor, OCMFET)의 전기적 특성을 향상시킨 결과를 제시하였다. 유기 중간층을 적용함으로써, OCMFET의 컨트롤 게이트(CG, Control gate)와 플로팅 게이트 (FG, Floating gate) 사이 커패시터 플레이트로 작용하는 산화알루미늄 게이트 유전체의 표면 에너지를 제어하였으며, FET의 가장 중요한 성능변수인 전계효과 이동도(field-effect transistor, μ_FET)를 향상시켰다. 사용된 SAMs은 네가지의 PA (Octadecylphosphonic acid, Butylphosphonic acid, (3-Bromopropyl)phosphonic acid, (3-Aminopropyl) phosphonic acid)를 사용하여 형성하였으며, 각각 0.73, 0.41, 0.34, 0.15 cm2V^-1s^-1의 μ_OCMFET를 나타내었다. 이 연구를 통해 유기 SAM 중간층의 알킬 체인(Alkyl chain)의 길이 및 말단기의 특성이 소자의 전기적 성능을 제어하는데 중요한 요인임을 확인하였으며, 이 결과를 통해 향후 최적의 센서 플랫폼으로서의 OCMFET 소자성능 최적화에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.431-431
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• 2011

Graphene, two dimensional sheet of sp2-hybridized carbon, has attracted an enormous amount of interest due to excellent electrical, chemical and mechanical properties for the application of transparent conducting films, clean energy devices, field-effect transistors, optoelectronic devices and chemical sensors. Especially, graphene is promising candidate to detect the gas molecules and biomolecules due to the large specific surface area and signal-to-noise ratios. Despite of importance to the disease diagnosis, there are a few reports to demonstrate the graphene- and rGO-FET for biological sensors and the sensing mechanism are not fully understood. Here we describe scalable and facile fabrication of rGO-FET with the capability of label-free, ultrasensitive electrical detection of a cancer biomarker, prostate specific antigen/${\alpha}1$-antichymotrypsin (PSA-ACT) complex, in which the ultrathin rGO sensing channel was simply formed by a uniform self-assembly of two-dimensional rGO nanosheets on aminated pattern generated by inkjet printing. Sensing characteristics of rGO-FET immunosensor showed the highly precise, reliable, and linear shift in the Dirac point with the analyte concentration of PSA-ACT complex and extremely low detection limit as low as 1 fg/ml. We further analyzed the charge doping mechanism, which is the change in the charge carrier in the rGO channel varying by the concentration of biomolecules. Amenability of solution-based scalable fabrication and extremely high performance may enable rGO-FET device as a versatile multiplexed diagnostic biosensor for disease biomarkers.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.558-562
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• 2006

We have synthesized a new p-type polymer, poly(9,9'-n-dioctylfluorene-alt-phenoxazine) (PFPO), via the palladium catalyzed coupling reaction. The number average molecular weight ($M_n$) of PFPO was found to be 23,000. PFPO dissolves in common organic solvents such as chloroform and toluene. The UV-visible absorption maximum of the PFPO thin film is clearly blue-shifted with respect to that of F8T2, poly-(9,9'-n-dioctylfluorene-alt-bithiophene). The introduction of the phenoxazine moiety into the polymer system results in better field-effect transistor (FET) performance than that of F8T2. A solution processed PFPO TFT device with a top contact geometry was found to exhibit a hole mobility of $2.7{\times}10^{-4}cm^2/Vs$ and a low threshold voltage of -2 V with high on/off ratio(${\sim}10^4$).

• 센서학회지
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• 제6권3호
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• pp.207-213
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• 1997

$H^{+}$ 이온에 선택적으로 감응하는 field effect transistor(pH-ISFET)를 바탕소자로 하고, 그 gate 주위에 Ag/AgCl 기준전극을 형성한 다음, 이를 둘러싼 수화젤(hydrogel)막 및 기체투과막의 이중막 구조를 가진 용존이산화탄소($CO_{2(aq)}$) 센서소자를 사진식각(photolithography)법으로 제작하였다. PVA-SbQ 혹은 PVP-PVAc/감광제 형의 광가교형 감광액은 수화젤막 형성에 적합하지 않았으나, 2-hydroxyethyl methacrylate(HEMA) 및 acrylamide를 포함하는 광중합형 감광액을 사용할 경우에는 사진식각법에 의한 수화젤막이 좋은 해상도로 얻어졌다. 기체투과막은 urethane acrylate계 UV-oligomer를 주성분으로 한 감광액을 써서 사진식각법으로 수화젤막위에 형성할 수 있었다. 또한 수화젤막 및 기체투과막을 사진식각법으로 형성할 때 N,N,N',N'-tetramethyl ethplenediamine(TED) 을 $O_{2}$ quencher로서 감광액 중에 도입함으로써 UV 노광시에 polyester film을 부착하는 번거로운 공정을 생략할 수 있음을 알았다. 이렇게 제조된 $pCO_{2}$ 센서는 수용액 중에서 $10^{-3}{\sim}10^{0}\;mol/{\ell}$의 $CO_{2}$ 농도변화에 대하여 직선적인 검정곡선(calibration curve)을 얻을 수 있었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제29권5호
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• pp.1048-1050
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• 2008

Electric current flow was observed through imogolite film when imogolite ($(HO)_3Al_2O_3SiOH$) was exposed to water molecules and connected to external electrodes. Current flow was due to the bound water on the surface of imogolite. Current flow increased as the pH of the water decreased. The current-voltage (I-V) measurements from a field effective transistor (FET) using $H_2O$/imogolite film revealed that the current carrier in $H_2O$/ imogolite had p-type characteristics, i.e. the carrier was probably $H^+$. The possible mechanism for current transportation in imogolite/water was also suggested in this paper.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2003년도 International Meeting on Information Display
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• pp.675-678
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• 2003

We studied the electrical characteristics of pentacene-based organic field-effect transistors (FETs) with polymethyl methacrylate (PMMA) or poly-4-vinylphenol (PVP) as the gate insulator. PMMA or PVP was spin-coated on the indium tin oxide glass substrate that serves as gate electrodes. The source-drain current dependence on the gate voltage shows the FET characteristics of the hole accumulation type. The transistor with PVP shows a higher field-effect mobility of 0.14 $cm^{2}/Vs$ compared with 0.045 $cm^{2}/Vs$ for the transistor with PMMA. The atomic force microscope (AFM) images indicate that the grain size of the pentacene on PVP is larger than that on PMMA. X-ray diffraction (XRD) patterns for the pentacene deposited on PVP exhibit a new Bragg reflection at $19.5{\pm}0.2^{\circ}$, which is absent for the pentacene on PMMA. This peak corresponds to the flat-lying pentacene molecules with less intermolecular spacing.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 추계학술대회 논문집 Vol.19
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• pp.149-150
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• 2006

A ZnO nanowire-based FET is fabricated m this study on a flexible substrate of PES. For the flat and bent flexible substrates, the current ($I_D$) versus drain-source bias voltage ($V_{DS}$) and $I_D$ versus gate voltage ($V_G$) results are compared. The flat band was Ion/Ioff ratio of ${\sim}10^7$, a transconductance of 179 nS and a mobility of ~10.104 cm2/Vs at $V_{DS}$ =1 V. Also bent to a radius curvature of 0.15cm and experienced by an approximately strain of 0.77 % are exhibited an Ion/Ioff ratio of ${\sim}10^7$, a transconductance of ~179 nS and a mobility of ${\sim}10.10 cm^2/Vs$ at $V_{DS}$ = 1V. The electrical characteristics of the FET are not changed very much. although the large strain is given on the device m the bent state.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.242-242
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• 2010

SiO2박막을 이온 감지막으로 이용한 pH농도센서를 제작하였다. 현재 많은 연구중인 pH센서, pH-ISFET(pH-Ion Sensitive Field Effect Transistor)는 용액과 기준전극간의 전기화학적 변위차를 이용하여 pH를 센싱한다. pH-ISFET는 기존 CMOS공정을 그대로 이용할 수 있고, 이온감지막의 변화만으로 다양한 센서를 제작할 수 있어 최근 많은 연구가 진행 중이다. 하지만 FET를 제작하기 위한 공정의 복잡성과 용액의 전위를 정해주고 FET에 바이어스를 인가해줄 기준전극이 반드시 필요하다는 제한성이 있다. 따라서 본 연구에서는 SOI 기판을 이용하여 간단한 구조의 pH센서를 제작하였다. 센서는 (100)결정면을 가지는 p-타입 SOI(Silicon On Insulator)기판을 사용하였으며 포토리소그래피 공정을 이용하여 back-gated MOSFET구조로 제작하였다. 이온감지막으로 사용할 SiO2박막은 RF 스퍼터링을 이용하여 $100{\AA}$ 증착하였다. 바이어스는 기존 pH-ISFET와는 다르게 기준전극 대신 기판을 backgate로 사용하여 FET에 바이어스를 인가해 주었다. pH 용액 주입을 위해 PDMS재질의 챔버를 제작하고 실리콘글루를 이용하여 센서에 부착하였다. pH12부터 pH4까지 단계적으로 누적시키며 챔버에 주입하였고, pH에 따른 드레인전류의 변화를 관찰하였다. pH용액을 챔버에 주입시, pH농도에 따라 제작된 센서의 문턱전압이 오른쪽으로 이동하는 결과를 관찰할 수 있었다. 결과적으로, 구조가 간단한 pseudo MOSFET을 이용하여 pH센서의 적용가능성을 확인하였으며 SiO2박막 역시 본 pH센서의 이온감지막의 역할과 센서의 안정성을 향상시킬 수 있다는 점을 확인하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.20.2-20.2
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• 2009

최근 무전해 식각법을 이용한 실리콘 나노와이어 합성이 다양한 각도에서 이루어지고 있다. 무전해 식각법을 통한 나노와이어 합성은, 단결정 실리콘 기판에 촉매를 올려 기판을 식각할 수 있는데, 이 방법을 이용하여 넓은 면적의 수직방향으로 배열된 10 ~ 300nm 지름의 단결정 실리콘 나노와이어를 합성할 수 있다. 본 연구에서는 무전해 식각법으로 boron이 도핑된 p-type실리콘 기판을 식각하여 실리콘 나노와이어를 합성하였고, 단일 나노와이어의 field-effect transistor(FET) 소자가 가지는 전기적 특성에 대하여 분석하였다. 특히 무전해 식각법을 이용하여 나노와이어를 합성할 때, 촉매로 사용되는 Ag particle이 나노와이어에 미치는 영향에 대해서 분석해 보았다. FET 소자의 게이트 절연막은 가장 일반적으로 사용되는 SiO2 (300nm)와 고유전체로 잘 알려진HfO2(80nm)를 사용하여 전기적 특성을 비교하여 보았다. 한편, HfO2 박막은 atomiclayer deposition(ALD)장비를 이용하여 증착하였다. 합성된 실리콘 나노와이어의 경우 X-ray diffraction(XRD)로 결정성을 확인하였으며, high-resolution transmission electron microscopy(HRTEM)으로 결정성 및 나노와이어의 표면 형태를 확인하였다. 전기적 특성은 I-V 측정을 통하여 Ion/Ioff ratio, 이동도, subthreshold swing, subthreshold voltage값을 평가하였다.