Hyun S. Myung;Lee, Hyuk M.;Kim, Sang S.;Jeon G. Han
Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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2001.11a
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pp.37-37
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2001
TiN coatings were applied for VarIOUS application fields, because of a good wear-resistance and a high hardness. Typically, TiN thin films show the hardness of 25GPa and friction coefficient of 0.6. However, in many field, one is looking for a more improved tool which has low friction coefficient and high wear resistance. The main motivation of this study is to characterize the influence of copper dopant content on TiN thin films. Ti-Cu-N thin films were deposited onto D2 steel substrates by PVD processing with various magnetron current densities (Cu contents). In this work, we synthesized titanium nitride films similar with reported typical titanium nitride films and synthesized Ti-Cu-N thin films with the addition of elemental copper which is measured improved hardness more than pure TiN films with copper content variables. This films has preferred oriented films of (111) direction. In addition, It was found that there is a strong correlation between content of various metal and film characteristics such as preferred orientation, grain size, hardness and friction coefficient and so, in future study, improved mechanical properties of TiN films can be controlled by change in target current density. The Ti-Cu-N film will show apparent hardness improvement and mechanical properties enhancement, when doping element is added onto TiN thin films. Film structure, chemical composition, mechanical properties were investigated by means of X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM), transmission electron microscopy (TEM), energy dispersive spectroscopy(EDS), wear resistance tester and nanohardness tester.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2013.02a
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pp.642-642
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2013
Graphene, two dimensional single layer of carbon atoms, has tremendous attention due to its superior property such as high electron mobility, high thermal conductivity and optical transparency. Especially, chemical vapor deposition (CVD) grown graphene has been used as a promising material for high quality and large-scale graphene film. Unfortunately, although CVD-grown graphene has strong advantages, application of the CVD-grown graphene is limited due to ineffective transfer process that delivers the graphene onto a desired substrate by using polymer support layer such as PMMA(polymethyl methacrylate). The transferred CVD-grown graphene has serious drawback due to remaining polymeric residues generated during transfer process, which induces the poor physical and electrical characteristics by a p-doping effect and impurity scattering. To solve such issue incurred during polymer transfer process of CVD-grown graphene, various approaches including thermal annealing, chemical cleaning, mechanical cleaning have been tried but were not successful in getting rid of polymeric residues. On the other hand, lithographical patterning of graphene is an essential step in any form of microelectronic processing and most of conventional lithographic techniques employ photoresist for the definition of graphene patterns on substrates. But, application of photoresist is undesirable because of the presence of residual polymers that contaminate the graphene surface consistent with the effects generated during transfer process. Therefore, in order to fully utilize the excellent properties of CVD-grown graphene, new approach of transfer and patterning techniques which can avoid polymeric residue problem needs to be developed. In this work, we carried out transfer and patterning process simultaneously with no polymeric residue by using a metal etch mask. The patterned thin gold layer was deposited on CVD-grown graphene instead of photoresists in order to make much cleaner and smoother surface and then transferred onto a desired substrate with PMMA, which does not directly contact with graphene surface. We compare the surface properties and patterning morphology of graphene by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy(AFM) and Raman spectroscopy. Comparison with the effect of residual polymer and metal on performance of graphene FET will be discussed.
Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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v.29
no.4
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pp.63-69
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2022
Vanadium dioxide shows a unique and interesting property of metal-insulator transition, which has attracted great attention from the viewpoints of fundamental materials science and industrial applications. In this study, the effect of Mg and W addition on the metal-insulator transition of VO2 were investigated for the bulk materials that are prepared by spark plasma sintering. The X-ray diffraction analysis of the sintered specimens revealed that the lattice parameters barely change, and the secondary phases are present. The transition temperature of MIT appears in the range of 64.2-64.6℃, regardless of the impurity element and content. On the other hand, the addition of Mg and W alters the electrical conductivity, i.e., the electrical conductivity increases by a factor of up to 2.4 or decrease by a factor of up to 57.4 depending on the impurity type and its content. The thermal conductivity showed the values of 1.8~2.5 W/m·K below the transition temperature, and the values of 1.9~2.8 W/m·K above the transition temperature. These changes in electrical and thermal conductivities can be attributed to the combination of the change in charge carrier density, the impurities as scattering centers, and the change in microstructures.
This work reviews the effects of catalyst formulation and exhaust gas composition on soot oxidation in CDPF (Catalytic Diesel Particulate Filter). DOC's (Diesel Oxidation Catalysts) have been loaded with Pt catalyst (Pt/$Al_{2}O_3$) for reduction of HC and CO. Recent CDPF's are coated with the Pt catalyst as well as additives like Mo, V, Ce, Co, Fe, La, Au, or Zr for the promotion of soot oxidation. Alkali (K, Na, Cs, Li) doping of metal catalyst tends to increase the activity of the catalysts in soot combustion. Effects of coexistence components are very important in the catalytic reaction of the soot. The soot oxidation rate of a few catalysts are improved by water vapor and NOx in the ambient. There are only a few reports available on the mechanism of the PM (particulate matter) oxidation on the catalysts. The mechanism of PM oxidation in the catalytic systems that meet new emission regulations of diesel engines has yet to be investigated. Future research will focus on catalysts that can not only oxidize PM at low temperature, but also reduce NOx, continuously self-cleaning diesel particulate filters, and selective catalysts for NOx reduction.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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v.15
no.5
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pp.262-264
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2014
Pristine ZnO, 3 wt.% Ga-doped (3GZO) and 3 wt.% Ag-doped (3SZO) ZnO nanowires (NWs) were grown using the hot-walled pulse laser deposition (HW-PLD) technique. The doping of Ga and Ag in ZnO NWs was observed by analyzing the optical and chemical properties. We optimized the synthesis conditions, including processing temperature, time, gas flow, and distance between target and substrate for the growth of pristine and doped ZnO NWs. The diameter and length of pristine and doped ZnO NWs were controlled under 200 nm and several ${\mu}m$, respectively. Low temperature photoluminescence (PL) was performed to observe the optical property of doped NWs. We clearly observed the shift of the near band edge (NBE) emission by using low temperature PL. In the case of 3GZO and 3SZO NWs, the center photon energy of the NBE emissions shifted to low energy direction using the Burstein Moss effect. A strong donor-bound exciton peak was found in 3 GZO NWs, while an acceptor-bound exciton peak was found in 3SZO NWs. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) also indicated that the shift of binding energy was mainly attributed to the interaction between the metal ion and ZnO NWs.
Prakash, Y.;Somashekarappa, H.;Manjunath, A.;Mahadevaiah, Mahadevaiah;Somashekar, R.
Advances in materials Research
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v.2
no.1
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pp.37-49
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2013
The transition metal salt doped solid polymer electrolyte [TSPE] were prepared with HPMC as a host polymer. The virgin and doped films were prepared by solution-casting method and investigated using wide angle X-ray scattering method. Micro structural parameters like lattice strain (g%), stacking/twin faults, the average number of unit cells counted in a direction perpendicular to the Bragg's plane (hkl) spacing of (hkl) planes dhkl, crystallite size Ds, distortion width, standard deviation were determined by whole pattern powder fitting (WPPF) method, which is an extension of single order method. It is found that the crystallite size decreases with the increase in the content of $FeCl_3$. This decrease is due to increase in localized breaking of polymer network which also accounts for the amorphous nature of the material. The filler inorganic salt $FeCl_3$ acts as plasticizer. FTIR study also confirms and justifies the interaction between the polymer and in-organic salt in the matrix. Physical properties like mechanical stability and Ac conductivity in these films are in conformity with the X-ray results.
We developed a high-performance methane gas sensor based on a $SnO_2$ hollow hemisphere array structure of nano-thickness. The sensor structures were fabricated by sputter deposition of Sn metal over an array of polystyrene spheres distributed on a planar substrate, followed by an oxidation process to oxidize the Sn to $SnO_2$ while removing the polystyrene template cores. The surface morphology and structural properties were examined by scanning electron microscopy. An optimization of the structure for methane sensing was also carried out. The effects of oxidation temperature, film thickness, gold doping, and morphology were examined. An impressive response of ~220% was observed for a 200 ppm concentration of $CH_4$ gas at an operating temperature of $400^{\circ}C$ for a sample fabricated by 30 sec sputtering of Sn, and oxidation at $800^{\circ}C$ for 2 hr in air. This high response was enabled by the open structure of the hemisphere array thin films.
Dopants and defects can be introduced as well as the intercalation of metals into single wall carbon nanotubes (SWCNTs) to modify their electronic and magnetic properties, thus significantly widening their application areas. Through spinpolarized density functional theory (DFT) calculations, we have systemically studied the following: (i) (10,0) and (5,5) SWCNT doped with nitrogen ($CN_xNT$), (ii) (10,0) and (5,5) SWCNT with pyridine-like defects (3NV-$CN_xNT$), and (iii) chemical functionalization of (10,0) and (5,5) 3NV-$CN_xNT$ with 12 different transition metals (TMs) (Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, and Pt). Attention was done in searching for the most stable configurations, deformation, calculating the formation energies, and exploring the effects of the doping concentration of nitrogen and pyridine-like nitrogenated defects on the electronic properties of the nanotubes. Also, calculating the corresponding binding energies and effects of chemical functionalization of TMs on the electronic and magnetic properties of the nanotubes has been made. We found out that the electronic properties of SWCNT can be effectively modified in various ways, which are strongly dependent not only on the concentration of the adsorbed nitrogen but also to the configuration of the adsorbed nitrogen impurities, the pyridine-like nitrogenated defects, and the TMs absorbed; due to the strong interaction between the d orbitals of TMs and the p orbitals of N atoms, the binding strengths of TMs with the two 3NV-$CN_xNT$ are significantly enhanced when compared to the pure SWCNTs.
Journal of information and communication convergence engineering
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v.14
no.1
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pp.40-44
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2016
The device coupling between the stacked top/bottom field-effect transistors (FETs) in two types of monolithic 3D inverter (M3INV) with/without a metal layer in the bottom tier is investigated, and then the regime of the thickness TILD and dielectric constant εr of the inter-layer distance (ILD), the doping concentration Nd (Na), and length Lg of the channel, and the side-wall length LSW where the stacked FETs are coupled are studied. When Nd (Na) < 1016 cm-3 and LSW < 20 nm, the threshold voltage shift of the top FET varies almost constantly by the gate voltage of the bottom FET, but when Nd (Na) > 1016 cm-3 or LSW > 20 nm, the shift decreases and increases, respectively. M3INVs with TILD ≥ 50 nm and εr ≤ 3.9 can neglect the interaction between the stacked FETs, but when TILD or εr do not meet the above conditions, the interaction must be taken into consideration.
The thermoluminescent phosphors of LiYSi$O_4$ containing rare earth metal(La) dopants of 1 wt.%5 wt.% were prepared, and their TL characteristics have been investigated as a function of parameters such as the doping level and the heating rate. The grain size and cooling temperature of the highly sensitive LiYSi$O_4$: La phosphors have been investigated. The glow curve of LiYSi$O_4$: La has two peaks ($P_1,\;P_2$), and the peak height ratio of the two peaks is called $P_2/P_1$; here, the main peak is $P_2$. Experimental results indicate that the peak height ratios of the glow curve for LiYSi$O_4$: La are clearly correlated with the grain size and cooling temperature. The maximum $P_2/P_1$ ratio 3.25, the maximum sensitivity was observed for a grain size between 100-150 ${\mu}m$. The intensity of the TL peak of the phosphors was linearly proportion to the dose of X-rays.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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