• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.197-197
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• 2010

본 연구에서는 RF/DC dual 마그네트론 스퍼터 시스템을 이용하여 Glass 기판 상에 유기태양전지용 Nb-doped $TiO_2$ (NTO)/Ag/NTO 다층 투명전극을 성막하고 이 다층 투명전극을 $200^{\circ}C{\sim}700^{\circ}C$ 온도 범위에서 급속 열처리 (Rapid Thermal Annealing ; RTA)를 통하여 전기적, 광학적, 구조적 및 표면의 특성 변화를 연구하였다. Hall effect measurement, UV-Vis spectrometer, FESEM 분석을 통하여 다층투명전극의 전기적, 광학적, 표면분석을 하였고 Synchrotron 분석을 통하여 온도에 따른 구조변화를 분석하였다. 상온에서 성막된 다층투명전극은 30nm 두께의 NTO 박막 사이에 얇은 9nm의 얇은 Ag 층을 삽입한 구조로써 10ohm/square 이하의 매우 낮은 면저항과 ${\sim}10^{-5}\;ohm-cm$ 의 비저항, Anti-reflection 효과에 의해 85% 이상의 높은 광투과성을 나타내었다. RTA 온도가 증가함에 따라 전기적, 광학적 특성은 약간 향상되었고 비정질 구조를 유지함을 알 수 있었다. 그러나 높은 온도범위에서는 비정질 구조에서 Anatase 상으로 결정구조가 변화함을 알 수 있었고 전기적, 광학적 특성이 감소됨을 알 수 있었다. NTO/Ag/NTO 다층 투명전극을 유기태양전의 Anode로 적용하여 특성을 비교한 결과 RTA 온도가 증가함에 따라 유기태양전지의 효율 또한 증가하였고 최적화된 온도 조건에서 2.49% 의 높은 효율을 얻을 수 있었다. 이를 통해 우수한 특성을 나타내는 NTO/Ag/NTO 다층투명전극이 기존의 디스플레이 및 태양전지 등의 투명전극 재료로 주로 사용되어 온 ITO (Indium Tin Oxide) 를 대체 할 수 있는 재료로써의 가능성을 제시하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.183.2-183.2
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• 2013

저항이 낮고 투과도가 일정한 투명전도막(TCF)의 내구성을 향상 및 유지 시키는 연구는 상업화에 가장 필요한 연구 분야이다. 그 중 탄소나노튜브(CNT)와 실버나노와이어(AgNW)를 섞어 만든 CNT-AgNW는 우수한 광투과성과 내화학성 및 균일한 전기 전도성을 갖고 있고 그 기반의 투명전도막은 기존의 ITO 및 CNT 박막보다 우수한 유연성을 갖기 때문에 차세대 플렉시블 디스플레이 소재로서 많은 관심을 모으고 있다. 본 연구는 PET를 이용한 CNT-AgNW로 제작된 투명전도막 위에 물성 및 두께 따른 하드오버 코팅을 통한 내구성 개선 및 유지를 연구하였다. 하드오버 코팅 물질로는 실로콘계 하이브리드 투명 하드코팅 소재를 기본으로 하고 용매 및 용질의 합성 온도를 제어하고 코팅막의 두께(Thin, Thick)를 조절을 통해 내구성 개선을 증진시키려 하였다. 연구결과 물성 향상에 가장 많은 영향을 끼치는 것은 CNT-AgNW 코팅층과 하드오버 코팅층과의 젖음성으로, 그 젖음성이 증가할수록 투과도 및 전기전도도가 향상되는 것을 관찰하였다. 분석 결과, 용매의 비점 및 비중, 용질의 합성 온도가 하드오버코팅 젖음성에 가장 많은 영향을 주는 것을 확인하였다. 또한 항온 항습($85^{\circ}C/85%$) 환경에서 240시간 이상 내구성 테스트 결과 하드오버코팅 물질 중 고온합성 및 고비점 용매를 이용하고 thick 조건이 Thin조건보다 투명전도성 평가 지수(${\sigma}DC/{\sigma}OP$)가 향상 되었다. 또한 Thin에서 면저항(${\Omega}/{\square}$) 변화율이 10% 이상을 보인 반면, Thick에서는 10% 이내의 변화율 유지를 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.262.1-262.1
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• 2013

ZnO 나노구조는 전기적 성질과 화학적인 안정성 때문에 가스센서, 투명 전극 및 태양전지와 같은 전자소자와 광소자에 널리 사용되고 있다. ZnO 박막을 증착하는 방법은 Physical Vapor Deposition과 Chemical Vapor Deposition이 있으나 나노 구조를 가진 SnO2를 형성하기 어렵다. 전기 화학적 증착(Electrochemical Deposition: ECD)은 낮은 온도에서 진공 공정이 필요하지 않기 때문에 경제적이며 빠른 성장 속도를 가지고 있기 때문에 ZnO 나노 구조를 효과적으로 형성 할 수 있다. 본 연구에서는 Indium Tin Oxide (ITO) 기판 위에 ZnO 나노 구조를 형성시켜 전기적 및 구조적 특성을 관찰하였다. 0.1 M zinc nitrate와 0.1 M potassium chloride를 용매에 각각 용해하여 ZnO 나노구조를 성장하였다. ZnO 나노구조를 성장하기 위하여 인가전압을 -0.75 V부터 -2.5 V까지 0.5 V 간격으로 변화하였다. X-선 회절 분석결과에서 ZnO의 피크의 크기가 큰 전기화적적 성장 전압구간과, 주사전자현미경 분석결과에서 나노 구조가 가장 잘 나타난 성장 전압구간을 다시 0.1 V 간격으로 세분화하여 최적화 조건을 분석하였다. X-선 회절 실험으로 형성한 ZnO 나노구조의 피크가 (110) (002)로 나타났다. X-선 회절 분석의 intensity의 값이 (002)방향이 가장 크게 나타났으므로 우선적으로 (002) 방향으로 ZnO 나노구조가 성장됨을 알 수 있었다. 주사전자현미경상은 grain size가 200~300 nm 사이의 ZnO 나노구조가 형성되며, grain size가 전기화학적 증착 장치의 성장전압이 커짐에 따라 커지는 것을 알 수 있었다.

• Journal of Powder Materials
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• v.26 no.1
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• pp.40-44
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• 2019

Tungsten trioxide ($WO_3$) is a promising candidate as a photocatalyst because of its outstanding electrical and optical properties. In this study, we prepare $WO_3$ thin films by electrodeposition and characterize the photocatalytic degradation of methylene blue using these films. Depending on the voltage conditions (static and pulse), compact and porous $WO_3$ films are fabricated on a transparent ITO/glass substrate. The morphology and crystal structure of electrodeposited $WO_3$ thin films are investigated by scanning electron microscopy, atomic force microscopy, and X-ray diffraction. An application of static voltage during electrodeposition yields a compact layer of $WO_3$, whereas a highly porous morphology with nanoflakes is produced by a pulse voltage process. Compared to the compact film, the porous $WO_3$ thin film shows better photocatalytic activities. Furthermore, a much higher reaction rate of degradation of methylene blue can be achieved after post-annealing of $WO_3$ thin films.

• Korean Journal of Metals and Materials
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• v.48 no.4
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• pp.320-325
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• 2010

NiO thin films were deposited by radio frequency magnetron sputtering on glass substrates. The processing variables of the oxygen content, sputtering power, and pressure were varied to investigate the electrical properties and surface morphology of NiO films. It was found that the resistivity of NiO films at $1.22{\times}10^2{\Omega}cm$ (2.5% $O_2$ in Ar gas) was greatly reduced to$ 2.01{\times}10^{-1}$ ${\Omega}cm$ (100% oxygen) under a typical sputtering condition of 6 mTorr and 200 watts. In an effort to observe the resistivity variances, the sputtering power was varied from 80 to 200 watts at 6 mTorr with 100% $O_2$. However, the resistivity of the NiO films changed in the range of $10^{-1}-10^{-2}$ ${\Omega}cm$. The dependence on the sputtering power was therefore found to be weak in this experiment. When the sputtering pressure was changed from 3 to 60 mTorr at 200 watts with 100% $O_2$, the resistivity of the NiO films showed the lowest value of $5.8{\times}10^{-3}$ ${\Omega}cm$ at 3 mTorr, which is close to that of commercial ITO films (${\sim}10^{-4}$ ${\Omega}cm$). As the sputtering pressure increased, the resistivity also increased to 4.67 cm at 60 mTorr. The surface morphology of the NiO films was also checked by Atomic Force Microscopy. It was found that the RMS surface roughness values ranged from 0.6 to 1.5 nm and thtthe dependence on the sputtering parameters was weak.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.22 no.1
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• pp.23-27
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• 2023

Organic light-emitting diode(OLED) is very thin organic films which are hundreds of nanometers. Unlike bottom-emission OLED(BEOLED), top-emission OLED(TEOLED) emits light out the front, opaque moisture absorbents or metal foils can't be used to prevent moisture and oxygen. And it is difficult to have flexible characteristics with glass encapsulation, so thin film encapsulation which can compensate for those two disadvantages is mainly used. In this study, Al₂O₃ thin films by atomic layer deposition(ALD) were examined by changing the argon gas purge flow rate and we applied this Al₂O₃ thin films to the encapsulation of TEOLED. Ag / ITO / N,N'-Di-[(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl]-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine / tris-(8-hydroxyquinoline) aluminum/ LiF / Mg:Ag (1:9) were used to fabricate OLED device. The characteristics such as brightness, current density, and power efficiency are compared. And it was confirmed that with a thickness of 40 nm Al₂O₃ thin film encapsulation process did not affect OLED properties. And it was enough to maintain a proper OLED operation for about 9 hours.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.28 no.spc
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• pp.30-36
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• 2022

A sensor is needed to continuously and automatically measure the change in HNS concentration in industrial facilities that directly discharge to the sea after water treatment. The basic function of the sensor is to be able to detect ppb levels even at room temperature. Therefore, a method for increasing the sensitivity of the existing sensor is proposed. First, a method for increasing the conductivity of a film using a conductive carbon-based additive in a nanoparticle thin film and a method for increasing ion adsorption on the surface using a catalyst metal were studied.. To improve conductivity, carbon black was selected as an additive in the film using ITO nanoparticles, and the performance change of the sensor according to the content of the additive was observed. As a result, the change in resistance and response time due to the increase in conductivity at a CB content of 5 wt% could be observed, and notably, the lower limit of detection was lowered to about 250 ppb in an experiment with organic solvents. In addition, to increase the degree of ion adsorption in the liquid, an experiment was conducted using a sample in which a surface catalyst layer was formed by sputtering Au. Notably, the response of the sensor increased by more than 20% and the average lower limit of detection was lowered to 61 ppm. This result confirmed that the chemical resistance sensor using metal oxide nanoparticles could detect HNS of several tens of ppb even at room temperature.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.21 no.4
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• pp.435-439
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• 2010

Pt-$MoO_3$ electrodes were fabricated on ITO-coated glass by electrodeposition method using 20 mM hydrogen hexachloroplatinate ($H_2PtCl_6$) and 10 mM Mo-peroxo electrolyte. Deposition order was varied, and catalytic activities of synthesized electrodes were compared with that of pure Pt electrode. Scanning Electron Microscopy (SEM) was utilized to examine surface morphology. The crystallinity of synthesized films was analyzed by X-ray Diffraction (XRD), and the oxidation state of both the platinum and molybdenum were determined by X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) analyses. The catalytic activity and stability for methanol oxidation were measured using cyclic voltammetry (CV) and chronoamperometry (CA) in a mixture of 0.5 M $H_2SO_4$ and 0.5 M $CH_3OH$ aqueous solution. $MoO_3$ electrodeposited on the surface of Pt showed much higher catalytic acitivity and stability than pure Pt electrode due to the good contact between Pt and $MoO_3$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.264-264
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• 2016

최근에 charge trap flash (CTF) 기술은 절연막에 전하를 트랩과 디트랩 시킬 때 인접한 셀 간의 간섭현상을 최소화하여 오동작을 줄일 수 있으며 낸드 플래시 메모리 소자에 적용되고 있다. 낸드 플래시 메모리는 고집적화, 대용량화와 비휘발성 등의 장점으로 인해 핸드폰, USB, MP3와 컴퓨터 등에 이용되고 있다. 기존의 실리콘 기반의 플래시 메모리 소자는 좁은 밴드갭으로 인해 투명하지 않고 고온에서의 공정이 요구되는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 문제점을 개선하기 위해 실리콘의 대체 물질로 산화물 반도체 기반의 플래시 메모리 소자들이 연구되고 있다. 산화물 반도체 기반의 플래시 메모리 소자는 넓은 밴드갭으로 인한 투명성을 가지고 있으며 저온에서 공정이 가능하여 투명하고 유연한 기판에 적용이 가능하다. 다양한 산화물 반도체 중에서 비정질 In-Ga-Zn-O (a-IGZO)는 비정질임에도 불구하고 우수한 전기적인 특성과 화학적 안정성을 갖기 때문에 많은 관심을 받고 있다. 플래시 메모리의 고집적화가 요구되면서 절연막에 high-k 물질을 atomic layer deposition (ALD) 방법으로 적용하고 있다. ALD 방법을 이용하면 우수한 계면 흡착력과 균일도를 가지는 박막을 정확한 두께로 형성할 수 있는 장점이 있다. 또한, high-k 물질을 절연막에 적용하면 높은 유전율로 인해 equivalent oxide thickness (EOT)를 줄일 수 있다. 특히, HfOx와 AlOx가 각각 trap layer와 blocking layer로 적용되면 program/erase 동작 속도를 증가시킬 수 있으며 넓은 밴드갭으로 인해 전하손실을 크게 줄일 수 있다. 따라서 본 연구에서는 ALD 방법으로 AlOx와 HfOx를 게이트 절연막으로 적용한 a-IGZO 기반의 thin-film transistor (TFT) 플래시 메모리 소자를 제작하여 메모리 특성을 평가하였다. 제작 방법으로는, p-Si 기판 위에 열성장을 통한 100 nm 두께의 SiO2를 형성한 뒤, 채널 형성을 위해 RF sputter를 이용하여 70 nm 두께의 a-IGZO를 증착하였다. 이후에 소스와 드레인 전극에는 150 nm 두께의 In-Sn-O (ITO)를 RF sputter를 이용하여 증착하였고, ALD 방법을 이용하여 tunnel layer에 AlOx 5 nm, trap layer에 HfOx 20 nm, blocking layer에 AlOx 30 nm를 증착하였다. 최종적으로, 상부 게이트 전극을 형성하기 위해 electron beam evaporator를 이용하여 platinum (Pt) 150 nm를 증착하였고, 계면 결함을 최소화하기 위해 퍼니스에서 질소 가스 분위기, $400^{\circ}C$, 30 분의 조건으로 열처리를 했다. 측정 결과, 103 번의 program/erase를 반복한 endurance와 104 초 동안의 retention 측정으로부터 큰 열화 없이 메모리 특성이 유지되는 것을 확인하였다. 결과적으로, high-k 물질과 산화물 반도체는 고성능과 고집적화가 요구되는 향후 플래시 메모리의 핵심적인 물질이 될 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.15 no.1
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• pp.64-72
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• 2006

We demonstrated organic light-emitting devices (OLEDs) based on the organic thin-film materials such as tris-(8-hydroxyquinoline) aluminum $(Alq_3)$. The structure of OLEDs was vacuum deposited upon transparent and thin glass substrates pre-coated with a transparent, conducting indium tin oxide thin film. The luminance characteristics, current, capacitance, and dispersion factor for degraded OLEDs, which were made by various bias currents $(0.5mA\;{\leq}\;I_{Bias}\;{\leq}9mA)$, are studied. The current dependences of lifetime were divided at approximately 2mA, and they represented nearly linear behaviors but had different slopes in a logarithmic plot of lifetime versus bias current. With lighting OLEDs, the anomaly of capacitance, as shown in the CV curve, occurred because of two factors, polarization in the bulk of organic materials and the interface between the metal and organic layers. In decayed OLEDs that had lower bias currents of less than 2mA, it was found that the degradation of luminance was related to both the decrease of polarization and to the lowering of the injection barrier.