• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.151-151
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• 2009

Recently, there has been increasing interest in amorphous oxide semiconductors to find alternative materials for an amorphous silicon or organic semiconductor layer as a channel in thin film transistors(TFTs) for transparent electronic devices owing to their high mobility and low photo-sensitivity. The fabriction of amorphous oxide-based TFTs at room temperature on plastic substrates is a key technology to realize transparent flexible electronics. Amorphous oxides allows for controllable conductivity, which permits it to be used both as a transparent semiconductor or conductor, and so to be used both as active and source/drain layers in TFTs. One of the materials that is being responsible for this revolution in the electronics is indium-zinc-tin oxide(IZTO). Since this is relatively new material, it is important to study the properties of room-temperature deposited IZTO thin films and exploration in a possible integration of the material in flexible TFT devices. In this research, we deposited IZTO thin films on polyethylene naphthalate substrate at room temperature by using magnetron sputtering system and investigated their properties. Furthermore, we revealed the fabrication and characteristics of top-gate-type transparent TFTs with IZTO layers, seen in Fig. 1. The experimental results show that by varying the oxygen flow rate during deposition, it can be prepared the IZTO thin films of two-types; One a conductive film that exhibits a resistivity of $2\times10^{-4}$ ohm${\cdot}$cm; the other, semiconductor film with a resistivity of 9 ohm${\cdot}$cm. The TFT devices with IZTO layers are optically transparent in visible region and operate in enhancement mode. The threshold voltage, field effect mobility, on-off current ratio, and sub-threshold slope of the TFT are -0.5 V, $7.2\;cm^2/Vs$, $\sim10^7$ and 0.2 V/decade, respectively. These results will contribute to applications of select TFT to transparent flexible electronics.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.313-313
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• 2009

OLED 소자는 직접발광, 광시야각, 그리고 빠른 응답속도 때문에 동영상에 적합하여 최근 각광받고 있는 디스플레이장치 중의 하나이다. OLED 소자의 양극재료로는 높은 광투과율과 $\sim10^{-4}{\Omega}\;cm$ 수준의 낮은 전기 비저항을 갖는 ITO (Sn-doped $In_2O_3$)가 널리 사용되고 있다. 하지만 원료 물질인 인듐의 수급량 부족으로 인한 문제점과 독성, 저온증착의 어려움, 스퍼터링시 음이온 충격에 의한 막 손상으로 저항의 증가의 문제점이 있고, 또한 액정디스플레이의 투명전극으로 사용될 경우 $400\;^{\circ}C$정도의 높은 온도와 수소 플라즈마 분위기에서 장시간 노출 시 열화로 인한 광학적 특성변화가 문제가 된다. 반면에 Al이 도핑 된 ZnO (AZO)박막은 넓은 밴드갭 (3.37eV)와 400nm에서 700nm 사이의 가시광 영역에서 80% 이상의 우수한 투과성을 지니고 있다. 특히 Al이 도핑된 ZnO는 박막의 전기적 특성이 크게 향상되어 디스플레이나 태양전지로의 응용이 가능하다. 또한 비교적 낮은 비용과 플라즈마에서의 안정성, 무독성, 그리고 전기전도성과 같은 많은 이점이 있다. 그 결과 AZO 박막은 ITO기판을 대안하는 지원물질로 활발히 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 TCO 박막의 면 저항과 표면 거칠기에 따른 OLED 소자의 특성을 분석하였다. ITO와 AZO 박막은 챔버 내 다양한 가스 분위기(Ar, Ar+$O_2$ and Ar+$H_2$)에서 R.F Magnetron Sputtering방법으로 증착하였다. TCO 박막의 구조적인 이해를 돕기 위해서 X-ray diffraction 과 FESEM으로 분석하였다. 광학적 투과도와 박막의 두께는 ultraviolet spectrophotometer (Varian, cary-500)와 surface profile measurement system으로 각각 측정하였다. 면저항 charge carrier 농도, 그리고 TCO 박막의 이동도와 같은 전기적특성은 four-point probe와 hall effect measurement(HMS-3000)로 각각 측정하였다. TCO 박막의 표면 거칠기 조절을 위해 photo lithography 공정을 사용하여 TCO 박막을 화학에칭 하였다. 미세사이즈 패턴 마스크가 사용되었으며 에칭의 깊이는 에칭시간에 따라 조절하였다. TCO 박막의 표면 형태는 FESEM과 AFM으로 관찰하였다. 투명전극으로 사용되는 ITO 및 AZO 기판 상용화를 위해 ITO 및 AZO 기판 위에 ${\alpha}$-NPB, Alq3, LiF, Al 의 순서로 증착 및 패터닝함으로써 OLED 소자를 제작하였다. 전류밀도와 전압 그리고 발광휘도와 전압과 같은 전기적 특성은 spectrometer(minolta CS-1000A)를 이용하여 측정하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.327-327
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• 2009

ZnO with a large band gap (~3.37 eV) and exciton binding energy (~60 meV), is suitable for optoelectronic applications such as ultraviolet (UV) light emitting diodes (LEDs) and detectors. However, the ZnO-based p-n homojunction is not readily available because it is difficult to fabricate reproducible p-type ZnO with high hall concentration and mobility. In order to solve this problem, there have been numerous attempts to develop p-n heterojunction LEDs with ZnO as the n-type layer. The n-ZnO/p-GaN heterostructure is a good candidate for ZnO-based heterojunction LEDs because of their similar physical properties and the reproducible availability of p-type GaN. Especially, the reduced lattice mismatch (~1.8 %) and similar crystal structure result in the advantage of acquiring high performance LED devices. In particular, a number of ZnO films show UV band-edge emission with visible deep-level emission, which is originated from point defects such as oxygen vacancy, oxygen interstitial, zinc interstitial[1]. Thus, defect-related peak positions can be controlled by variation of growth or annealing conditions. In this work, the undoped ZnO film was grown on the p-GaN:Mg film using RF magnetron sputtering method. The undoped ZnO/p-GaN:Mg heterojunctions were annealed in a horizontal tube furnace. The annealing process was performed at $800^{\circ}C$ during 30 to 90 min in air ambient to observe the variation of the defect states in the ZnO film. Photoluminescence measurements were performed in order to confirm the deep-level position of the ZnO film. As a result, the deep-level emission showed orange-red color in the as-deposited film, while the defect-related peak positions of annealed films were shifted to greenish side as increasing annealing time. Furthermore, the electrical resistivity of the ZnO film was decreased after annealing process. The I-V characteristic of the LEDs showed nonlinear and rectifying behavior. The room-temperature electroluminescence (EL) was observed under forward bias. The EL showed a weak white and strong yellowish emission colors (~575 nm) in the undoped ZnO/p-GaN:Mg heterojunctions before and after annealing process, respectively.

• 전기화학회지
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• 제3권2호
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• pp.115-120
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• 2000

양극 물질로 산화바나듐 박막, 고체전해질로는 LiPON 박막 그리고 음극 물질로는 리튬 금속 박막을 선택하여 $Li/LiPON/V_2O_5/Pt$ 구조의 전고상 박막 전지를 제작하였고 전지 특성을 평가하였다. 산화바나듐 박막은 여러 산소 분압에서 직류 반응성 스퍼터링으로 증착하여 전기화학적 특성을 분석한 결과 $20\%\;O_2/Ar$비에서 가장 우수한 가역 특성을 나타내었다. 직류 반응성 스퍼터링에 의해 산화바나듐 박막을 제작한 후 진공을 그대로 유지한 상태에서 r.f. 반응성 스퍼터링에 의해 LiPON 고체전해질 박막을 증착하였다. 그 후 dry room내에서 진공 열증착법에 의해 리튬 금속 박막을 증착하여 전고상의 박막 전지를 제작하였다. $Li/LiPON/V_2O_5$ 박막 전지를 전압 범위와 전류 밀도를 변화시켜 충방전 시험을 행한 결과 $7{\mu}A/cm^2$의 전류 밀도와 3.6-2.7 V의 전압범위에서 가장 우수한 가역 특성을 나타내었다. $Li/LiPON/V_2O_5$박막 전지로 초시계를 구동 시켰으며 이는 in-situ공정에 의해 제작된 박막 전지가 소자 에너지원으로의 응용 가능성을 보여 주었다.

• 전기화학회지
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• 제4권4호
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• pp.172-175
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• 2001

마그네트론 스퍼터링 방법에 의하여 Nanophase 촉매층을 형성하여 Direct Methanol Fuel Cell(DMFC)에 적용하였다. 일반적인 박막 증착 방법보다 높은 압력 (Ar/He혼합기체)에서 금속 Target과 탄소 Target을 동시에 스퍼터링하여 내피온막 위에 직접 코팅함으로써 기공성 있는 PtRu혹은 Pt및 탄소입자를 포함한 새로운 구조의 촉매층을 형성하였다. 본 방법에 의하여 $1.5mg/cm^2$의 PtRu(Anode) 및 $1mg/cm^2$ Pt(Cathode) 로딩으로 2M Methanol, 1 Bar공기, $80^{\circ}C$조건에서 $45mW/cm^2$의 출력을 얻을 수 있었으며, 이는 기존의 상용방법에 의하여 제조된 전극보다 같은 조건에서 $30\%$의 성능향상을 제시한 것이다. 이는 Nanophase촉매층 구조로 인하여 초미세 분말을 적용하였고, 많은 량의 원자들이 입계에 배열하게 됨으로써 촉매반응을 원활하게 하고,연료의 공급을 효율적으로 해준 것에 기안한 것으로 판단된다. 그러므로, 본 연구의 결과를 응용할 경우 DMFC를 휴대용 전자기기에 적용함에 있어서 성능향상 및 가격경쟁력 확보에 도움을 줄 것으로 기대된다.

• 한국광학회지
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• 제13권4호
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• pp.363-369
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• 2002

디스플레이 기기에 사용할 수 있는 전도성 투과필터를 저방출(low-emissivity) 코팅인 [유전체|Ag|유전체] 구조를 이용하여 설계하였다. [$TiO_{2}$|Ti|Ag|$TiO_{2}$] 구조를 반복하고 어드미턴스 방법을 이용하여 가시광선 영역의 투과율을 높이고, 근적외선의 투과율은 낮게 하였다. 전도성 투과필터를 radio frequency(RF) 마그네트론 스퍼터링 방법으로 증착하고 설계한 스펙트럼과 비교하였으며, 필터의 광학적, 구조적, 전기적 특성들을 조사하였다. Ag 박막의 두께는 전기전도성을 높이기 위해 13㎚ 이상으로 증착하고, $TiO_{2}$박막은 가시광선 영역에서 투과율이 최대가 되는 24㎚로 증착하였다. 또한 Ag 박막의 산화를 막기 위해 매우 얇은 Ti 산화방지막을 증착하였으며, 다층구조로 갈수록 산화방지막의 두께를 더 두껍게 증착해야 하는 것을 확인하였다. 최종적으로 [$TiO_{2}$|Ti|Ag|$TiO_{2}$] 기본구조를 3번 반복하여 증착한 필터는 근적외선 차단 효과가 우수하고, 전자파 장해(electromagnetic interference; EMI)를 효과적으로 방지할 수 있는 2Ω/□ 이하의 낮은 면저항을 보였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권6호
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• pp.618-629
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• 2001

본 논문은 고압 커패시터의 고장분석과 신뢰성 예측 결과를 다루고 있다. 부품의 수명과 고장률을 예측하기 위해서 두 가지 방법으로 고장 모드와 고장 메커니즘을 연구하였다 에폭시 수지로 성형된 고압 커패시터가 절연내압 시험 하에서 저항이 제로로 되는 고장에 대하여, 근본원인 고장분석 체계를 효과적으로 수립함으로써 고장 메커니즘의 원인을 분석하였다. 특히 세라믹-에폭시 계면에서의 절연파괴 고장 현상이 강조되었으며, 본 연구에서 얻어진 결과의 타당성은 마그네트론에 장착된 고압 커패시터의 열사이클 시험 수행에 의한 가속시험 결과로부터 입증되었다. 시험 결과들은 결함이 있는 로트를 신속히 규명하고 $B_{10}$ 수명을 결정하는데 유용하게 사용할 수 있다. 또한, 유전체의 절연파괴에 대해서 부하-강도 간섭모델을 이용하여 고장률을 예측하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권10호
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• pp.935-942
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• 2002

Ga 첨가된 ZnO(GZO) 박막을 5.7 wt%의 $Ga_2O_3$를 ZnO에 첨가된 세라믹 GZO 타켓을 사용하여 직류 마그넷 스퍼터에 의해 실온의 유리 기판위에 제작했다. 각각 질량이 서로 다른 Ne, Ar, Kr 가스의 다양한 전압(total gas pressure)에서 제작한 GZO 박막에 대하여, 타켓의 에로젼 영역(B영역)과 비에로젼 영역(A영역)에 대향하는 박막 영역의 전기적 특성을 조사했다. 가스 종류와 관계없이 B 영역의 대향부분은 비에로젼 영역과 비교해서, 홀 이동도와 캐리어 밀도의 감소에 의해 상대적으로 높은 비저항값을 보였다. Ne 가스를 사용한 경우, GZO 박막은 가장 높은 비저항값을 나타낸 반면, Kr 가스를 사용하여 제작한 GZO 박막은 상대적으로 가장 낮은 비저항값을 보였다. GZO 박막의 전기적 특성은 박막의 결정성에 크게 의존하고 있음을 알았으며 박막의 전기적 특성과 결정성의 저하를 일으키는 인자로서 성장중의 박막의 결정성에 크게 의존하고 있음을 알았으며 박막의 전기적 특성과 결정성의 저하를 일으키는 인자로서 성장중의 박막표면에 충돌하여 박막에 손상을 입히는 고에너지 입자를 들 수 있다. Ne, Ar, Kr 가스의 반사 중성 원자들의 에너지를 Monete Carlo simulation에 의한 계산한 결과는 실험 결과와 잘 일치함을 알 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제9권2호
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• pp.146-152
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• 2000

고주파 마그네트론 스퍼터링법으로 Li이 도핑된 ZnO(ZnO:Li) 박막을 코닝 7059 글라스 기판상에 증착하였다. 도핑량은 스퍼터링용 ZnO타겟내의 $Li_2CO_3$의 첨가량을 달리하여 조절하였다. 타겟내의 $Li_2CO_3$의 첨가량에 따른 구조적 특성을 XRD, AFM 및 SEM으로 조사하였으며 기판온도, 고주파출력 및 $O_2/Ar$ 가스비에 따른 Li이 도핑된 ZnO박막의 전기적 특성을 조사하였다. 타겟내의 $Li_2CO_3$의 첨가량과 증착조건이 막의 구조적 및 전기적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. $Li_2CO_3$의 첨가량이 1wt%이하인 타겟으로 기판온도 $200^{\circ}C$, $O_2$/Ar 가스비 100%, 고주파 출력 100W에서 스퍼터된 ZnO:Li 박막이 표면거칠기가 낮은 우수한 표면형상, 강한 c-축 우선배향성 및 $10^8{\Omega}cm$ 이상의 큰 비저항을 보였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.195-195
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• 2016

Titanium and its alloys are widely used as implants in orthopedics, dentistry and cardiology due to their outstanding properties, such as high strength, high level of hemocompatibility and enhanced biocompatibility. Hence, recent works showed that the synthesis of new Ti-based alloys for implant application involves more biocompatible metallic alloying element, such as, Nb, Hf, Zr and Mo. In particular, Nb and Hf are one of the most effective Ti ${\beta}-stabilizer$ and reducing the elastic modulus. Plasma electrolyte oxidation (PEO) is known as excellent method in the biocompatibility of biomaterial due to quickly coating time and controlled coating condition. The anodized oxide layer and diameter modulation of Ti alloys can be obtained function of improvement of cell adhesion. Silicon (Si) and magnesium (Mg) has a beneficial effect on bone. Si in particular has been found to be essential for normal bone and cartilage growth and development. In vitro studies have shown that Mg plays very important roles in essential for normal growth and metabolism of skeletal tissue in vertebrates and can be detected as minor constituents in teeth and bone. The aim of this study is to research Si and Mg doped hydroxyapatite film formation by plasma electrolytic oxidation. Ti-29Nb-xHf (x= 0, 3, 7 and 15wt%, mass fraction) alloys were prepared Ti-29Nb-xHf alloys of containing Hf up from 0 wt% to 15 wt% were melted by using a vacuum furnace. Ti-29Nb-xHf alloys were homogenized for 2 hr at $1050^{\circ}C$. Each alloy was anodized in solution containing typically 0.15 M calcium acetate monohydrate + 0.02 M calcium glycerophosphate at room temperature. A direct current power source was used for the process of anodization. Anodized alloys was prepared using 270V~300V anodization voltage at room. A Si and Mg coating was produced by RF-magnetron sputtering system. RF power of 100W was applied to the target for 1h at room temperature. The microstructure, phase and composition of Si and Mg coated oxide surface of Ti-29Nb-xHf alloys were examined by FE-SEM, EDS, and XRD.