• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.39 no.5
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• pp.433-437
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• 2002

Impact-collision ion scattering spectroscopy was applied to study the geometrical structure of epitaxially grown TiO layers on the MgO(100) surface. Hetero-epitaxial TiO layer was formed by thermal evaporation of titanium onto the MgO(100) surface followed by the exposure to oxygen at $400{\circ}$. The well-ordered TiO structure was confirmed by the impact-collision ion scattering spectroscopy and reflection high energy electron diffraction patterns. It is revealed that the Ti and O atoms are located on the on-top site of the MgO(100) surface and the TiO overlayers are composed of little three dimensional islands.

• Proceedings of the Korea Crystallographic Association Conference
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• 2002.11a
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• pp.17-17
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• 2002

Time-of-flight impact collision ion scattering spectroscopy (TOF-ICISS) was applied to study the geometrical structure of the epitaxially grown BaTiO₃ layers on the MgO(100) surface. Hetero-epitaxial BaTiO₃ layers can be deposited by the following steps: first thermal evaporation of titanium onto the MgO(100) surface in the atmosphere of oxygen at 400℃, secondly thermal evaporation of barium in the same manner, and finally annealing at 800℃. Well ordered perovskite BaTiO₃ was confirmed from the ICISS spectra and reflection high electron energy diffraction (RHEED) patterns. It was also revealed that BaTiO₃ had cubic structure with the same lattice parameter of bulk phase.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.43 no.1 s.284
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• pp.62-67
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• 2006

Time-of-flight impact-collision ion scattering spectroscopy (TOF-ICISS) using 2 keV $He^+$ ion was applied to study the geometrical structure of the $BaTiO_3$ thin film which was grown on the MgO(100) surface. Hetero-epitaxial $BaTiO_3$ layers were formed on the MgO(100) surface by thermal evaporation of titanium followed first by oxidation at $400^{\circ}C$, subsequently by barium evaporation, and finally by annealing at $800^{\circ}C$. The atomic structure of $BaTiO_3$ layers was investigated by the scattering intensity variation of $He^+$ ions on TOF-ICISS and by the patterns of reflection high energy electron diffraction. The scattered ion intensity was measured along the <001> and <011> azimuth varying the incident angle. Our investigation revealed that perovskite structured $BaTiO_3$ layers were grown with a larger lattice parameter than that of the bulk phase on the MgO(100) surface.

• Korean Journal of Crystallography
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• v.20 no.1
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• pp.1-8
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• 2009

이온산란 분광법(ISS: Ion Scattering Spectroscopy)은 표면 원자의 구조를 러더포드 후방산란법(RBS: Rutherford Backscattering Spectroscopy) 등과 같이 실공간에 대하여 직접 정보를 얻는 방법이다. 그 중에서도 산란각도를 $180^{\circ}$로 고정하여 산란이온 검출기를 설치한 직충돌 이온산란 분광법(ICISS: Impact Collision Ion Scattering Spectroscopy)은 산란된 이온의 궤적이 입사궤도와 거의 동일하기 때문에 산란궤적의 계산이 간단해지고, 최외층 뿐만 아니라 표면에서 수 층 깊이의 원자구조의 해석이 가능하다. 또한 비행시간형(TOF: Time-Of-Flight) 분석기를 채택하여 산란 이온 및 중성원자를 동시에 측정하면 입사 이온의 표면에서의 중성화에 관계 없이 산란 신호를 얻으므로 표면 원자의 결합 특성에 영향 받지 않고 사용할 수 있다. 본고에서는 ICISS의 원리, 장치, 측정방법 등을 소개한 제1편 및 반도체 표면구조, 금속/반도체 계면 등의 해석에 관하여 기술한 제2편에 이어서 세라믹 재료의 표면 원자 구조, 세라믹 박막의 원자 구조, 흡착 기체의 구조, 원소의 편석 등에 관한 연구 사례를 소개하고자 한다.

• Korean Journal of Crystallography
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• v.17 no.2
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• pp.51-54
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• 2006

BaO layers were formed on the Si(100) surface by thermal evaporation of barium metal with simultaneous oxidation. The atomic structure of BaO layers at the initial stage of the deposition was investigated by the scattering intensity variation of $He^+$ions on time-of-flight (TOF) impact-collision ion scattering (ICISS). The results show that several number of BaO layers are formed on the Si(100) surface with the lattice parameter of bulk phase, and the occupation of oxygen atoms of the BaO layers is on-top site of silicon atoms.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.40 no.8
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• pp.765-769
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• 2003

Time-Of-flight Impact-Collision Ion Scattering Spectroscopy (TOF-ICISS) using 2 keV He$\^$+/ ion was applied to study the geometrical structure of the Si(100) surface. The scattered ion intensity was measured along the [011] azimuth varying the incident angle. The focusing effects were appeared at the incident angles of 20$^{\circ}$, 28$^{\circ}$, 46$^{\circ}$, 63$^{\circ}$, and 80$^{\circ}$. The Si atomic position was simulated by calculating the shadow cone to explain the five focusing effects. The four focusing effects at 28$^{\circ}$, 46$^{\circ}$, 63$^{\circ}$, and 80$^{\circ}$ resulted from the {011} surface where no dimers existed on the outermost surface. On the contrary, the scattering between two Si atoms in a dimer resulted in the focusing peak at 20$^{\circ}$.

• Korean Journal of Crystallography
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• v.20 no.1
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• pp.9-14
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• 2009

직충돌 이온산란 분광법(ICISS: Impact Collision Ion Scattering Spectroscopy)을 이용한 고체표면 해석의 마지막 개설로서 금속 표면에 대한 연구를 소개하기로 한다. 금속은 도체이기 때문에 전하 축적을 방지하려는 별도의 장치가 필요 없다. 또한 결정구조가 간단하여 금속재료 자체보다는 표면의 흡착구조 및 반응, 박막 구조 등과 같은 분야에서 ISS를 이용하고 있다. 세라믹이나 반도체와 구별되는 응용 분야로서는 첫째 금속의 높은 표면 반응성을 이용하는 촉매와 같은 분야에 있어서 표면에서 일어나는 반응을 추적하기 위한 수단으로 사용된다. 둘째 표면 용융 현상을 표면 원자의 위치 결정을 통하여 연구할 수 있다. 마지막으로 자성재료의 표면 자성 특성을 스핀분극 ISS를 이용하여 접근할 수 있다. 이상과 같은 금속 표면물성 분야에 대하여 ICISS를 적용한 연구 사례를 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2001.02a
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• pp.92-92
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• 2001

• Korean Journal of Crystallography
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• v.19 no.1
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• pp.7-13
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• 2008

고체 표면의 구조해석 방법에는 LEED(저에너지 전자선 회절법)나 RHEED(반사 고에너지 전자선 회절법) 등과 같이 표면의 2차원적 회절상을 해석하는 방법이 있고(역격자 공간의 해석), 또는 ISS(이온산란 분광법), RBS(러더포드 후방산란법) 등과 같이 표면 원자의 실공간에 대한 정보를 직접 얻는 방법이 있다. 실제로는 두 가지 종류의 분석법을 상호 보완적으로 조합하여 효율적인 구조해석을 수행한다. 본고에서는 직충돌 이온산란 분광법(ICISS: Impact Collision Ion Scattering Spectroscopy)에 대한 원리, 장치, 측정방법 등을 소개한 전고에 이어서 이를 이용한 반도체 표면구조 해석에 관하여 기술하고자 한다. 표면의 원자구조를 알아내기 위해서는 산란된 입자의 강도를 입사각도와 출사각도에 대하여 조사하여야 하는데, 이온이 원자와 충돌하여 산란될 때 원자의 후방으로 형성되는 shadow cone에 의하여 생성되는 집속 효과(focusing effect) 및 가리움 효과(blocking effect) 중에서 ICISS는 집속 효과만을 고려하여 해석하면 실공간에서의 원자구조를 해석할 수 있다. 본 고에서는 ICISS를 이용하여 금속 또는 절연체 물질이 반도체 표면 위에서 흡착 또는 성장될 때 초기의 계면 구조 해석, 금속/반도체 계면에서 시간에 따른 동적변화 해석, III-V족 반도체의 표면구조 해석, 반도체 기판 위에서 박막 성장 과정 해석 등에 관한 연구 사례를 소개하고자 한다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.7
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• pp.559-563
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• 1997

Ta을 2MeV의 에너지로 가속시켜 1x$10^{17}$atoms/$\textrm{cm}^2$의 농도로 TiC(001)면에 이온 주입시킨 후 비행시간형 직충돌이온산란 분광법(time-of-flight impact-collision ion scattering spectroscopy; TOF-ICISS)을 사용하여 TiC(001)면의 Ta표면 편석을 연구하였다. TOF-ICISS는 표면 수층 깊이까지 원자구조를 측정할 수 있는 수법으로, 이온주입된 시편을 1$600^{\circ}C$에서 300sec동안 진공 가열하여 Ta 원자를 편석시킨 후 스펙트럼의 입사각도 의존성을 구함으로써 Ta원자의 편석 위치 및 농도구배를 조사하였다. [110]및 [100]방위에서 Ta과 Ti의 focusing peak가 서로 같은 입사각도에서 나타나며 편석된 Ta원자는 TiC의 Ti-site에 위치한다. Ta원자는 표면 최외층에만 편석되는 것이 아니라 수층에 걸쳐 Ti-site에 자리하고 있으며, Ta 원자의 농도는 표면 최외층에서 내부 층으로 깊어질수록 작아진다. 이온주입시 생성된 표면층의 탄소 격자 결함은 시편 가열시 벌크에 자리하는 탄소가 확산되어 없어진다.다.