• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제34권4호
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• pp.262-268
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• 2021

For the past several decades, various next-generation patterning methods have been developed to obtain well-designed nano-to-micro structures, such as imprint lithography, nanotransfer printing (nTP), directed self-assembly (DSA), E-beam lithography, and so on. Especially, nTP process has much attention due to its low processing cost, short processing time, and good compatibility with other patterning techniques in achieving the formation of high-resolution functional patterns. To transfer functional patterns onto desirable substrates, the use of soft materials is required for precise replication of master mold. Here, we introduce a simple and practical nTP method to create highly ordered structures using various polymeric replica materials. We found that polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene (PS), and polyvinylpyridine (PVP) are possible candidates for replica materials for reliable duplication of Si master mold based on systematic analysis of pattern visualization. Furthermore, we successfully obtained well-defined metal and oxide nanostructures with functionality on target substrates by using replica patterns, through deposition and transfer process. We expect that the several candidates of replica materials can be exploited for effective nanofabrication of complex electronic devices.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권2호
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• pp.53-58
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• 2022

One of the most promising emerging technologies for the next generation of nonvolatile memory devices based on resistive switching (RS) is the resistive random-access memory mechanism. To date, RS effects have been found in many transition metal oxides. However, no clear evidence has been reported that ZnO-based resistive transition mechanisms could be associated with strong correlation effects. Here, we investigated N, F-co-doped ZnO (NFZO), which shows bipolar RS. Conducting micro spectroscopic studies on exposed surfaces helps tracking the behavioral change in systematic electronic structural changes during low and high resistance condition of the material. The significant difference in electronic conductivity was observed to attribute to the field-induced oxygen vacancy that causes the metal-insulator Mott transition on the surface. In this study, we showed the strong correlation effects that can be explored and incorporated in the field of multifunctional oxide electrons devices.

• 전기화학회지
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• 제7권2호
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• pp.100-107
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• 2004

다공성 멤브레인 필터를 템플레이트로 이용하여 전도성 고분자를 중합하면 템플레이트의 형태대로 나노 또는 마이크로 사이즈의 전도성 고분자 구조물을 얻을 수 있다. 본 연구에서는 전기화학 중합법을 템플레이트 합성 과정에 이용하여 전극에 고착된 전도성 고분자 미세 구조물을 얻었다. 이 전기화학 템플레이트 합성 방법에서의 관건은 플라스틱 템플레이트를 ITO 또는 금속 전극위에 부착시키는 일이다, 이 때 전극은 전기화학 특성을 보지하여야 한다 이를 위하여 PEDiTT(poly-3,4-ethylenedithiathiophene) 용액과 PVA (polyvinyl alcohol) 용액을 블랜딩히여 얻은 복합체(composite)를 접착제로 이용하여 다공성 멤브레인 필터를 전극에 부착시켜 템플레이트 전극을 제작하였다. 이 전극을 피롤농도가 0.5M인 중합용액에 넣은 후 전해반응으로 템플레이트의 기공 안으로 폴리피롤이 합성되도록 하였다. 폴리피를 형성여부를 확인하기 위하여 템플레이트의 제거 전과 후의 전극 모습을 SEM이미지로 얻어서 확인하였다 또한 순환전압전류댑으로 전류 곡선을 얻어 확인하였다. 비교적 면적이 큰 작업 전극과 매우 작은 미소전극을 상대전극으로 구성한 전해 중합계를 이용하여 큰 작업 전극의 국소 부분에만 전도성 고분자의 전해중합을 시도하였다. 이를 위하여 마이크로 크기의 전극을 상대전극(Counter Electrode)으로, 그리고 템플레이트가 부착된 전극을 작업 전극(Working Electrode)으로 하는 2전극계를 구성하여 이용하였다. 이 전해계를 이용하여 얻은 미세구조물은 템플레이트의 동공 크기와 같은 크기로 성장하였고 형태는 튜브나 막대기 형태를 보였다. 특히 상대전극의 위치를 조정하여 원하는 위치에 튜브형태의 미세구조물을 합성하였다. 최종 합성조건으로는 $250{\mu}m$ 전극은 인가전위 4V로 100초간 중합시간, 그리고 $10{\mu}m$전극의 경우는 인가 전위 6V에 시간은 30초 동안 중합할 때 고분자가 멤브레인 동공 밖으로 넘쳐나지 않는 만큼 성장함을 알았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권2호
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• pp.149-154
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• 2007

나노임프린트 공정기술은 나노구조물이 패턴된 스템프(혹은 몰드)를 이용하여 적절한 기판 위에 나노구조물을 복제하여 패턴을 전사하는 기술이다. 효과적인 나노임프린트 공정을 위해서는 몰드의 이형처리뿐 아니라 반대쪽의 기질과 레지스트 사이에 접착력 증가(adhesion promoter) 처리가 매우 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 자기조립 실란커플링제의 기상증착을 이용하여 나노임프린트 공정에서 사용되는 접착 증가막 및 표면처리 방법을 비교 분석 하였다. 이를 위해서 평탄화층(DUV-30J), 산소 플라즈마 처리, 실란커플링제 자기조립막이 비교되었다. 실란커플링제 자기조립막이 형성된 실리콘 표면은 전체적으로 나노 두께의 균일한 막이 형성되며 임프린트시 구조물들을 정밀하게 전사하였으며 3-acryloxypropyl methyl dichlorosilane(APMDS)을 이용한 자기조립막(SAMs) 처리가 평탄화층과 산소 플라즈마 처리보다 강한 접착력을 가지고 있어 나노임프린트 공정에 적합함을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제10권7호
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• pp.985-989
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• 1999

유기 실란화합물을 사용하여 실리카($SiO_2$)박막을 감압 유기금속 화학증착법(LPMOCVD)으로 제조하였다. 원료로는 triethyl orthosilicate(TRIES)를 사용하였다. 실험조건은 반응기의 출구압력을 1~100 torr, 반응온도는 $600{\sim}900^{\circ}C$로 하였다. 높은 반응온도와 원료농도에서는 $SiO_2$가 빠른 성장속도를 나타내었다. 마이크로 스케일 트랜치에서 층덮임이 좋게 나타났는데, 이것은 응축된 다량체들이 트랜치쪽으로 유동하는 현상 때문으로 생각되었다. 원료가스가 중합반응을 하여 다량체(2량체, 3량체, 4량체 등)들이 생성되고, 그 다량체들이 확산하여 고체표면에서 응축되는 반응경로를 따를 것으로 추정된다. 반응관의 출구에서 기상중의 화학종들을 사극질량분석기로 분석한 결과, 반응온도 $650{\sim}700^{\circ}C$에서는 단량체, 원료가스의 2량체, 고분자들의 피크가 관측되었다. 고온($900^{\circ}C$)에서는 거의 모든 원료가스와 중간체(중합된 다량체) 분자들이 산화되었거나 차가운 관벽에 응축되어 고분자들의 피크가 없어졌다.

• 한국결정성장학회지
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• 제21권3호
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• pp.110-113
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• 2011

본 논문에서는 금속촉매를 이용하여 육각형 GaN 피라미드의 꼭지점 부분에만 마이크로 크기의 GaN 구조를 선택적으로 성장시킬 수 있는 결정 성장 방법에 대하여 연구하였다. GaN Template 위에 $SiO_2$ 막을 증착하고 3 ${\mu}m$의 원형 패턴을 형성하여 metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE) 방법으로 선택적 결정 성장에 의해 GaN 피라미드를 성장한 후, photolithography 공정을 이용하여 피라미드 꼭지점 부분에만 Au화 Cr을 각각 증착하였다. GaN 피라미드 구조의 꼭지점 부근에만 금속이 증착된 시료를 MOVPE 반응관에 장착하고 10분 동안 GaN 마이크로 구조를 성장하였다. 성장 온도는 650, 700, $750^{\circ}C$로 변화를 주어 특성 변화를 알아보았다. 막대 형상의 마이크로 GaN 구조들은 {1-101} 결정면들을 구성하는 6개의 결정면에 대해 각각 수직한 방향으로 성장되었으며 이들 구조들의 형성조건과 모양은 성장온도와 금속의 종류에 의해 영향을 받는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.351-352
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• 2011

그래핀(Graphene)은 2차원 평면구조의 $sp^2$ 탄소 결합으로 이루어진 물질이다. 일반적으로 그래핀은 탄소 원자 한층 정도의 얇은 두께를 가지면서 강철의 100배 이상 높은 강도, 다이아몬드보다 2배 이상 뛰어난 열 전도성, 그리고 규소보다 100배 이상 빠른 전자이동도 등의 매우 우수한 특성을 지닌다. 그래핀을 합성하거나 얻는 방법에는, 기계적 박리법(Micro mechanical exfoliation), 산화흑연(graphite oxide)을 이용한 reduced graphene oxide(RGO)방법과 탄화 규소(SiC)를 이용한 epitaxial growth 방법 등이 있지만, 대 면적화가 어렵거나 구조적 결함이 큰 문제점이 있다. 반면, 탄화수소(hydrocarbon)를 탄소 공급원으로 하는 열화학 기상 증착법(Thermal chemical vapor deposition, TCVD)은 구조적 결함이 상대적으로 적으면서 대 면적화가 가능하다는 이점 때문에 최근 가장 많이 이용되고 있는 방법이다. TCVD를 이용, 니켈, 몰리브덴, 금, 코발트 등의 금속에서 그래핀 합성연구가 보고되었지만, 대부분 수 층(fewlayer)의 그래핀이 합성되었다. 하지만, 구리 촉매를 이용하는 것이 단층 그래핀 합성에 매우 효율적이라는 연구결과가 보고되었다. 구리의 경우, 낮은 탄소융해도(solubility of carbon) 때문에 표면에서 self limiting 과정을 통하여 단층 그래핀이 합성된다. 그러나 단층 그래핀 일지라도 면저항(sheet resistance)이 매우 높고, 이론적 계산값에 비해 전자이동도(electron mobility)가 낮게 측정된다. 이러한 원인은 구조적 결함에서 기인된 것으로써 산업으로의 응용을 어렵게 만들기 때문에 양질의 단층 그래핀 합성연구는 필수적이다[1,2]. 본 연구에서는 TCVD를 이용하여 구리 포일(25 ${\mu}m$, Alfa Aeser) 위에 메탄가스를 탄소공급원으로 하여 수소를 함께 주입하고, 메탄가스의 양과 합성시간, 열처리 시간을 조절하면서 균일한 단층 그래핀을 합성하였다. 합성된 그래핀을 $SiO_2$ (300 nm)기판위에 전사(transfer)후 라만 분광법(raman spectroscopy)과 광학 현미경(optical microscope)을 통하여 분석하였다. 그 결과, 열처리 시간이 증가할수록 촉매로 사용된 구리 포일의 grain size가 커짐을 확인하였으며, 구리 포일 위에 합성된 그래핀의 grain size는, 구리 포일의 grain size에 의존하여 커짐을 확인하였다. 또한 동일한 grain 내의 그래핀은 균일한 층으로 합성되었다. 이는 기계적 박리법, RGO 방법, epitaxial growth 방법으로 얻은 그래핀과 비교하여 매우 뛰어난 결정성을 지님이 확인되었다. 본 연구를 통하여 면적이 넓으면서도 결정성이 매우 뛰어난 양질의 단층 그래핀 합성 방법을 확립하였다.

• 한국표면공학회지
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• 제46권2호
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• pp.68-74
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• 2013

For the coating of diamond films on WC-Co tools, a buffer interlayer is needed because Co catalyzes diamond into graphite. W and Ti were chosen as candidate interlayer materials to prevent the diffusion of Co during diamond deposition. W or Ti interlayer of $1{\mu}m$ thickness was deposited on WC-Co substrate under Ar in a DC magnetron sputter. After seeding treatment of the interlayer-deposited specimens in an ultrasonic bath containing nanometer diamond powders, $2{\mu}m$ thick nanocrystalline diamond (NCD) films were deposited at $600^{\circ}C$ over the metal layers in a 2.45 GHz microwave plasma CVD system. The cross-sectional morphology of films was observed by FESEM. X-ray diffraction and visual Raman spectroscopy were used to confirm the NCD crystal structure. Micro hardness was measured by nano-indenter. The coefficient of friction (COF) was measured by tribology test using ball on disk method. After tribology test, wear tracks were examined by optical microscope and alpha step profiler. Rockwell C indentation test was performed to characterize the adhesion between films and substrate. Ti and W were found good interlayer materials to act as Co diffusion barriers and diamond nucleation layers. The COFs on NCD films with W or Ti interlayer were measured as less than 0.1 whereas that on bare WC-Co was 0.6~1.0. However, W interlayer exhibited better results than Ti in terms of the adhesion to WC-Co substrate and to NCD film. This result is believed to be due to smaller difference in the coefficients of thermal expansion of the related films in the case of W interlayer than Ti one. By varying the thickness of W interlayer as 1, 2, and $4{\mu}m$ with a fixed $2{\mu}m$ thick NCD film, no difference in COF and wear behavior but a significant change in adhesion was observed. It was shown that the thicker the interlayer, the stronger the adhesion. It is suggested that thicker W interlayer is more effective in relieving the residual stress of NCD film during cooling after deposition and results in stronger adhesion.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권8호
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• pp.17-27
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• 2000

열선 CVD(Hot Wire CVD)를 이용해 유리기판에 미세결정 실리콘(${\mu}c$ -Si:H) 박막을 증착시키고, 증착 조건에 따른 막의 특성변화를 관찰하였다. 열선 CVD법에 의한 ${\mu}c$ -Si:H막의 증착률은 조건변화에 따라 0.2nm/sec에서 3.5nm/sec사이의 값을 가졌으며, 기존의 PECVD법에 비해 10배 이상 높은 값이었다. Raman 특성으로부터 ${\mu}c$ -Si:H막은 비정질과 결정질의 두상이 혼합된 상태임을 알 수 있었으며, 평균 결정 립의 크기는 6-10nm, 결정체적분율은 37~63%범위였다. 막의 전도대와 Fermi 준위의 차를 나타내는 전도 활성화에너지(conductivity activation energy)는 30mTorr에서 0.22eV로 나타났으며, 압력에 따라 증가하여 300mTorr에서는 0.68eV의 값을 가졌다. 막의 활성화 에너지 증가는 높은 압력에서 증착된 막의 특성이 진성(intrisic)에 가까움을 의미하며, 이는 압력증가에 따른 암 전도도의 감소특성으로부터 확인할 수 있었다. 또한 이차이온질량분석으로부터 열선온도 1800$^{\circ}C$에서 증착시킨 막의 텅스텐 함유량은 $6{\times}10^{16}atoms/cm^3$임을 알 수 있었다.

• Animal Bioscience
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• 제35권9호
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• pp.1327-1339
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• 2022

Objective: Fat deposition in poultry is an important factor in production performance and meat quality research. miRNAs also play important roles in regulating adipocyte differentiation process. This study was to investigate the expression patterns of miRNAs in duck adipocytes after differentiation and explore the role of miR-214 in regulating carnitine palmitoyltransferases 2 (CPT2) gene expression during duck adipocyte differentiation. Methods: Successful systems for the isolation, culture, and induction of duck primary fat cells was developed in the experiment. Using Illumina next-generation sequencing, the miRNAs libraries of duck adipocytes were established. miRanda was used to predict differentially expressed (DE) miRNAs and their target genes. The expression patterns of miR-214 and CPT2 during the differentiation were verified by quantitative real-time polymerase chain reaction and western blot. Luciferase reporter assays were used to explore the specific regions of CPT2 targeted by miR-214. We used a miR-214 over-expression strategy in vitro to further investigate its effect on differentiation process and CPT2 gene transcription. Results: There were 481 miRNAs identified in duck adipocytes, included 57 DE miRNA candidates. And the 1,046 targets genes of DE miRNAs were mainly involved in p53 signaling, FoxO signaling, and fatty acid metabolism pathways. miR-214 and CPT2 showed contrasting expression patterns before and after differentiation, and they were selected for further research. The expression of miR-214 was decreased during the first 3 days of duck adipocytes differentiation, and then increased, while the expression of CPT2 increased both in the transcriptional and protein level. The luciferase assay suggested that miR-214 targets the 3'untranslated region of CPT2. Overexpression of miR-214 not only promoted the formation of lipid droplets but also decreased the protein abundance of CPT2. Conclusion: Current study reports the expression profile of miRNAs in duck adipocytes differentiated for 4 days. And miR-214 has been proved to have the regulator potential for fat deposition in duck.