• Journal of Conservation Science
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• v.34 no.2
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• pp.107-118
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• 2018

This report does studied for making the method of conserving bracket murals in Daeungjeon of Jikjisa Temple, through the scientific way. Results of evaluated the conservation status at the braket mural paintings, most serious damage is structural damage like cracks, breakage, and delamination. After optical investigation, a characteristic point wasn't found such as underdrawing or traces of a coat of paint. The ultrasonic examination speed by each wall painting was measured from about 195.8 m/s to 392.7 m/s, according to the location of the surface, and it was able to compare the surface properties according to the location. In Infrared-thermal image measurement shows that wall layer separation and paint layer delamination are closely detected, therefore it was able to judge of damage on the objective way. Material analysis revealed that the walls were made by sand and weathering soil. The wall layer combined sand with less than fine sand size by nearly 5:5, and the finishing layer was found to have mixed medium sand and fine sand at approximately 6:4 rates. However, In case of finishing layer, mixing ratios of sizes less than very fine sand were found to be significantly lower than wall. Therefore, it is estimated that the plysical damage such as the separation between the layers of the walls created in the braket mural paintings, is continuously caused by changes in the internal stresses and volume ratio caused by the density differences between the wall and the finishing layers.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.158-158
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• 2016

최근 화석연료의 고갈과 환경 보전 및 에너지 절약에 대한 관심이 높아짐에 따라 화석연료의 소비를 최소화하고 실내조건을 쾌적하게 유지하려는 연구가 진행되고 있다. 국내의 경우 전체 에너지 소비의 30%이상을 차지하고 있는 건물부문에서의 에너지 소비를 줄이기 위한 활발한 연구가 진행되고 있으며 이에 따른 에너지절약 소재개발이 활발하게 진행되고 있다. 1975년 이후 여러 차례에 걸친 단열강화 조치를 통해 건물에서의 에너지 소모를 줄이고 있었으나 건물의 외벽에 대한 사항으로 한정되어있었고, 또한 건물의 창 면적이 증가함에 따라 창을 통한 열손실량과 열획득량이 더욱 증가하게 되었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 열반사유리에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 열반사유리는 근적외선(열선)영역의 빛을 반사시켜 실내의 열손실량 및 외부에서의 열획득량을 감소시켜 에너지의 소비를 줄일 수 있는 유리을 말한다. 이러한 열반사유리은 fresnel 방정식을 통해 빛의 파장대에 따른 반사율 및 투과도를 예측할 수 있는데, 다층박막구조인 Oxide-Metal-Oxide(OMO)구조는 Oxide의 높은 굴절률과 Metal의 낮은 굴절률을 통해 가시광영역대의 높은 투과도와 근적외선 영역의 높은 반사율을 얻을 수 있다. 또한 Metal층을 삽입함으로서 flexible한 코팅이 가능하고, 높은 carrier density와 mobility로 표면 플라즈몬 공명을 통해 특정 파장대의 반사율을 높일 수 있으므로 많은 연구가 진행되고 있다. $TiO_2$는 고굴절률 및 낮은 광흡수성의 특성을 가지는 산화물반도체로 기존의 $In_2O_3$계 산화물에 비해 값이 싸고 높은 안정성과 광촉매특성을 보이므로 외부에 노출된 환경에 적합한 재료이다. Ag는 저굴절률과 낮은 광흡수성을 가지는 재료로 금속층에 적합하다. 본 연구에서는 fresnel 방정식을 통해 반사도 및 투과도를 예측하고 마그네트론 스퍼터링법으로 다층박막을 열선인 적외선 영역에서의 반사율 및 반사 효율을 평가하였다. Index-matching 시뮬레이션을 통해 $TiO_2/Ag/TiO_2$ 다층박막의 투과도와 반사도를 이론적으로 검토하였다. 시뮬레이션 프로그램은 Macleod프로그램을 이용하였고 재료 각각의 굴절률은 Ellipsometry를 이용하여 측정하였다. 두께 40 nm 와 8 ~ 16 nm를 가지는 $TiO_2$층과 Ag층을 각각 RF/DC 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 Glass기판 위에 증착하였다. 직경 3 in 의 $TiO_2$, Ag 소결체 타깃을 이용하였고 스퍼터링 파워는 각각 200 W, 50 W로 설정하였고, 스퍼터링 가스는 Ar가스의 유량을 20 sccm으로 설정하였다. 작업압력은 모두 1 Pa로 설정하였고 타깃 표면의 불순물 및 이물질 제거를 위해 Pre-sputtering을 10분 진행하였다. 박막의 두께는 reflectometer와 Alphastep을 이용하여 측정하였고 Hall effect measurement를 이용하여 비저항, carrier density, mobility등 전기적 특성을 측정하였다. 또한 UV-VIS spectrometer와 USPM-RU-W NIR Micro-Spectrophotometer를 통해 광학적 특성을 측정하였고 계산 값과 비교분석하였다. 또한 열반사 특성을 평가하기 위해 직접 set-up한 장비를 이용하였다. 단열 박스에 샘플을 장착해 적외선 램프를 조사하였을 때의 열 반사효율을 평가하였고, IR Camera를 이용하여 단열 박스 내부의 온도 변화를 관찰하였다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.3 no.2
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• pp.125-130
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• 1993

We has made 2-zone vertical electric furnace and has been grown CdS single crystal by sublimation method in crystal growth tube with tail tube without seed crystal for growth. While it has been growing, temperature difference ${\Delta}T$ of source and growth part has nearly agreed with theoritical value $14.7^{\circ}C$and experimental value $15^{\circ}C$ Then, crystal of best quality has been grown, when temperature of tail tube has been $110^{\circ}C$, in spite of quickly pulling up crystal growth tube a degree O.38mm per hour. The grown crystal have had hexagonal structure and single crystal with c-axis to length of crystal growth tube from X- ray diffraction pattern of powder method and Laue pattern of back reflection Laue method. Also, the mobility and carrier density from Hall effect measurement have been $316cm^2/V{\cdot}sec$ and $2.90{\times}10^{16}cm^{-3}$ at the room temperature, respectively.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.19 no.3
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• pp.224-229
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• 2010

Indium oxide $(In_2O_3)$ thin films have been prepared on glass substrate by using radio-frequency reactive magnetron sputtering with changing the oxygen flow ratio. The substrate temperature was kept at a fixed value of $400^{\circ}C$, and the sputtering gas and reactive gas were supplied with argon and oxygen, respectively. The oxygen partial flow ratio was varied by controlling the amount of oxygen with respect to the total mixed gases, 10%, 20%, 30%, 40%, and 50%. The optical, electrical, and structural properties of the deposited thin films were investigated by using ultraviolet-visible-near infrared spectrophotometer, Hall measurement, and X-ray diffractometer and scanning electron microscopy. The $In_2O_3$ thin film deposited at 20% of oxygen flow ratio showed an average transmittance of 86% in the wavelength range of 430~1,100 nm, an electrical resistivity of $1.1{\times}10^{-1}{\Omega}cm$. The results show that the transparent conducting films with optimum conditions can be achieved by controlling the oxygen flow ratio.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.14 no.4
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• pp.215-221
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• 2005

Thermoelectric bismuth telluride thin films were prepared on $SiO_{2}$/Si substrate with co-sputtering of bismuth and tellurium targets. The effects of deposition temperature on surface morphology, crystallinity and electrical transport properties were investigated. Hexagonal crystallites were clearly visible at the surface of films deposited above $290 ^{\circ}C$. Change of dominant phase from rhombohedral $Bi_2Te_3$ to hexagonal BiTe was confirmed with X-ray diffraction analysis. The deviation from stoichiometric composition at high deposition temperature resulted in the change of structural and electrical characteristics. Seebeck coefficients of all samples have negative value, indicating the prepared $Bi_XTe_Y$ films are n-type thermoelectric. Optimum of Seebeck coefficient and power factor were obtained at the deposition temperature of $225 \^{circ}$C (about -55 $\mu$V/K and $3\times10^{-4}$ W/$k^{2}$m, respectively). Deterioration of thermoelectric properties at higher temperature.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.97-97
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• 2013

Recently, Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSS), which is one of the In- and Ga- free absorber materials, has been attracted considerable attention as a new candidate for use as an absorber material in thin film solar cells. The CZTSS-based absorber material has outstanding characteristics such as band gap energy of 1.0 eV to 1.5 eV, high absorption coefficient on the order of 104 cm-1, and high theoretical conversion efficiency of 32.2% in thin film solar cells. Despite these promising characteristics, research into CZTSS based thin film solar cells is still incomprehensive and related reports are quite few compared to those for CIGS thin film solar cells, which show high efficiency of over 20%. I will briefly overview the recent technological development of CZTSS thin film solar cells and then introduce our research results mainly related to sputter based process. CZTSS thin film solar cells are prepared by sulfurization of stacked both metallic and sulfide precursors. Sulfurization process was performed in both furnace annealing system and rapid thermal processing system using S powder as well as 5% diluted H2S gas source at various annealing temperatures ranging from $520^{\circ}C$ to $580^{\circ}C$. Structural, optical, microstructural, and electrical properties of absorber layers were characterized using XRD, SEM, TEM, UV-Vis spectroscopy, Hall-measurement, TRPL, etc. The effects of processing parameters, such as composition ratio, sulfurization pressure, and sulfurization temperature on the properties of CZTSS absorber layers will be discussed in detail. CZTSS thin film solar cell fabricated using metallic precursors shows maximum cell efficiency of 6.9% with Jsc of 25.2 mA/cm2, Voc of 469 mV, and fill factor of 59.1% and CZTS thin film solar cell using sulfide precursors shows that of 4.5% with Jsc of 19.8 mA/cm2, Voc of 492 mV, and fill factor of 46.2%. In addition, other research activities in our lab related to the formation of CZTS absorber layers using solution based processes such as electro-deposition, chemical solution deposition, nano-particle formation will be introduced briefly.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.18 no.4
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• pp.142-146
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• 2008

The angular dependence of the exchange bias($H_{ex}$) and coercivity($H_c$) in multilayer $[Pt/Co]_N-IrMn$ with applied measuring field rotated toward in-plane at angle $\theta$ from perpendicular-to-plane, has been measured. Multilayer films consisting of $Si/SiO_2/Ta(50)/Pt(4)/[Pt(15)/Co(t_{Co})]_N/IrMn(50)/Ta(50)(in\;{\AA})$ were prepared by magnetron sputtering under typical base pressure below $2{\times}10^{-8}$ Torr at room temperature. Magnetization measurements were performed on a vibrating sample magnetometer and extraordinary Hall voltage measurement systems after cooling from 550 K under a field of 2 kOe applied along the perpendicular to film direction. The hysteresis loop shifts from the origin not only along the field axis but also along the magnetization axis. $H_{ex}$ and $H_c$ show a $1/cos{\theta}$ and $1/|cos{\theta}|$ dependence on the angle($\theta$) between the applied measuring field and the perpendicular-film direction, respectively. This $1/cos{\theta}$ dependence can be accounted for by considering the angular dependence of strong out-of-plane magnetic anisotropy introduced during the field cooling.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.11 no.4
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• pp.138-147
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• 2001

The stochiometric mixtures mixture of evaporating materials for the $ZnIn_{2}S_{4}$ single crystal thin film was prepared from horizontal furnace. To obtain the $ZnIn_{2}S_{4}$ single crystal thin film, $ZnIn_{2}S_{4}$ mixed crystal was deposited on throughly etched semi-insulting GaAs(100) in the Hot Wall Epitaxy(HWE) system. The sourceand substrate temperature were $610^{\circ}C$ and $450^{\circ}C$, respectively and the growth rate of the $ZnIn_{2}S_{4}$ single crystal thin film was about 0.5$\mu\textrm{m}$/hr. The crystalline structure of $ZnIn_{2}S_{4}$ single crystal thin film was investigated by photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD) measurement. The carrier density and mobility of $ZnIn_{2}S_{4}$ single crystal thin film measured from Hal effect by van der Pauw method are $8.51{\times}10^{17}{\textrm}{cm}^{-3}$, 291$\textrm{cm}^2$/V.s at $293^{\circ}$K, respectively. From the photocurrent spectrum by illumination of perpendicular light on the c-axis of the $ZnIn_{2}S_{4}$ single crystal thin film, we have found that the values of spin orbit splitting $\Delta$So and the crystal filed splitting DCr were 0.0148eV and 0.1678 eV at $10^{\circ}$K, respectively. From the photoluminescence measurement of $ZnIn_{2}S_{4}$ single crystal thin film, we observed free excition($E_{X}$) typically observed only in high quality crystal and neutral donor bound exicton ($D^{\circ}$, X) having very strong peak intensity. The full width at half maximum and binding energy of neutral donor bound excition were 9meV and 26meV, respectively. The activation energy of impurity measured by Haynes rule was 130meV.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.368-370
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• 2013

투명 전극은 전기전도도를 갖는 동시에 가시광선을 투과하는 소재를 말하며, 구체적으로는 빛의 파장이 400~700 nm 영역대의 가시광선을 80% 이상 투과하며 전기전도도가 비저항으로 $10^{-3}{\Omega}cm$이하이거나 면저항이 $10^3{\Omega}$/${\Box}$소재를 의미한다. 투명 전극은 전기전도도에 따라 사용되는 용도가 다양하다. LCD, PDP, OLED 와 같은 평판디스플레이 및 3D 디스플레이의 투명전극으로 사용되는 핵심재료일 뿐만 아니라 터치스크린, 투명필름, 대전방지막, 열반사막, EMI 방지막, 태양전지 분야에 광범위하게 이용되고 있다. 일반적으로, 투명전극 박막에 가장 많이 사용되고 있는 소재는 ITO (indium tin oxide)이나, 주성분인 In의 사용량 증가로 상용 ITO 타겟 가격이 급등하고 있음으며, 고가의 ITO 타겟을 대체하기 위한 저가의 투명전극 소재 개발이 절대적으로 요구되며, 신규 소재 개발을 통한 기술력 우위 선점이 필수적으로 요구되는 상황이다. 본 연구에서는 기존에 디스플레이 분야에서 널리 활용되는 고가의 ITO를 대체하기 위한 다성분 금속산화물 투명전극 스퍼터링 타겟 제조기술을 개발하기 위한 연구로서, Metal이 첨가된 In-Ga-Zn-O기반의 3성분계 투명도전성 소재를 조성설계, 고밀도 균질 타겟 제조 및 투명전극 박막을 형성하는 연구를 실시하였다. 고체산화물 산화인듐(In2O3)분말, 산화갈륨(Ga2O3) 분말그리고 산화아연(ZnO)분말과 Metal을 몰비로 칭량한 후 분말을 폴리에틸렌제 포트에 넣고 에탄올을 충분히 채운 후 지르코니아(ZrO2) 볼(ball)을 이용하여 24 h 동안 볼 밀링(ball milling) 방법으로 혼합한 뒤, $120^{\circ}C$의 플레이트위에서 마그네틱 바로 stirring하면서 건조하였다. 이 분말을 건조기에서 완전히 건조한 후 알루미나 유발을 이용해서 pulverizing한 후 sieving기를 이용하여 분말의 조립화를 하였다. 이 분말을 금형에 넣고 300 kg/$cm^2$의 압력으로 press하여 성형한 뒤 대기중에서 소결하였다 소결을 위한 승온 온도는 $10^{\circ}C$/min이었고 소결은 $1,450^{\circ}C$에서 6 h 동안 하였다. IGZO target의 조성 비율은 1:1:12 (mol%)를 사용하였으며, 첨가한 Metal은 Boron (B), Germanium (Ge), Barium (Ba)을 사용하여 타겟을 제작하였다. M-IGZO 박막은RF magnetron Sputter를 이용하여 증착하였으며, 앞선 실험에서 제작한 타겟을 사용하여 M-IGZO박막을 투명전극으로 사용하기 위한 각각의 특성을 파악하였다. 모든 박막은 상온에서 증착을 하였으며, 증착된 박막두께를 측정하기 위해 ${\alpha}$-step IQ를 사용하였고, 광학적 특성을 분석하기 위해 UV-Visible spectrophotometer 로 투과율을 측정하였다. 그리고 전기적 특성을 측정하기 위해 Hall effect measurement 및 4-probe를 사용하였으며, 결정성 분석을 위하여 XRD를 이용하여 분석하였다. 표1은 M-IGZO타겟을 사용하여 증착시간에 따른 면저항 특성을 나타내었다. Ge, B, Ba이 첨가된 IGZO 박막은 증착시간이 증가할수록 면저항이 낮아짐을 알 수 있었다. 또한, Ge이 첨가된 IGZO 박막이 다른 금속이 첨가된 IGZO 박막의 면저항보다 현저히 낮음을 알 수 있었다. Fig. 1(a), (b), (c)는 각 타겟을 동일한 조건으로 증착을 하여 광학적특성을 나타내는 그래프이다. GZO 박막의 광학적 특성을 보면 가시광 영역에서 평균 투과율은 모두 80% 이상으로 우수한 광투과 특성을 보여 투명전자소자로 사용가능하다. 특히, 자외선 영역을 모두 차단하는 UV cut 능력이 우수함을 알 수 있었다. 따라서, 금속이 첨가된 IGZO 박막을 태양전지용 투명전극으로 사용할 경우, 자외선에 의하여 수명이 단축되는 현상을 줄여줄 수 있음을 기대할 수 있으며 내구성 향상에 크게 기여할 것으로 보인다. Fig. 2는 Ge=0, 0.5, 5%인 IGZO 투명전극을 총 40회 반복하여 증착을 실시한 후 각각의 면저항을 측정한 결과이다. 실험결과에 따르면 Ge가 0%, 5%인 IGZO 투명전극은 증착을 거듭할수록 면저항이 증가하는 결과를 나타내었으며, 0.5%인 IGZO 투명전극은 점차 안정화되어가는 결과를 나타내었다. 따라서 안정화 되었을 때 평균 면저항은 26ohm/sq.로 나타났으며, 광투과율은 Fig. 3과 같이 가시광영역에서 평균 80%이상의 결과를 보였으며, 550 nm에서는 86.36%의 우수한 특성을 나타내었다. 본 연구에서는 Metal이 첨가된 In-Ga-Zn-O기반의 3성분계 투명도전성 소재 target을 제작하여 RF magnetron sputter로 박막을 형성한 후 특성을 비교하였다. M-IGZO target 중 Ge (0.5%)을 첨가한 IGZO 타겟을 사용한 투명전극이 가장 우수한 특성을 보였으며, 제작된 M-target의 In 비율이 30% 정도로 기존의 ITO (90%) 대비하여 투명전극 제작 단가를 절감할 수 있다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.17 no.4
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• pp.359-364
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• 2008

We have investigated optical and structural properties of $Al_{0.3}Ga_{0.7}N$/GaN and $Al_{0.3}Ga_{0.7}N/GaN/Al_{0.15}Ga_{0.85}N/GaN$ heterostructures (HSs) grown by metal-organic chemical vapor deposition, by means of Hall measurement, high-resolution X-ray diffraction, and temperature- and excitation power-dependent photoluminescence (PL) spectroscopy. A strong GaN band edge emission and its longitudinal optical phonon replicas were observed for all the samples. At 10 K, a 2DEG-related PL peak located at ${\sim}\;3.445\;eV$ was observed for $Al_{0.3}Ga_{0.7}N$/GaN HS, while two 2DEG peaks at ${\sim}\;3.42$ and ${\sim}\;3.445\;eV$ were observed for $Al_{0.3}Ga_{0.7}N/GaN/Al_{0.15}Ga_{0.85}N/GaN$ HS due to the additional $Al_{0.15}Ga_{0.85}N$ layers. Moreover, the emission intensity of the 2DEG peak was higher in $Al_{0.3}Ga_{0.7}N/GaN/Al_{0.15}Ga_{0.85}N/GaN$ HS than in $Al_{0.3}Ga_{0.7}N$/GaN HS probably due to an effective confinement of the photo-excited holes by the additional $Al_{0.15}Ga_{0.85}N$ layers. The 2DEG-related emission intensity decreased with increasing temperature and disappeared at temperatures above 150 K. To investigate the origin of the new 2DEG peaks, the energy-band structure for multiple AlGaN/GaN HSs were simulated and compared with the experimental data. As a result, the observed high- and low-energy peaks of 2DEG can be attributed to the spatially-separated 2DEG emissions formed at different AlGaN/GaN heterointerfaces.