• Journal of the Korean Society for Heat Treatment
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• v.22 no.6
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• pp.354-360
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• 2009

This paper reports the oxidation mechanism of epitaxial Ni thin films grown on GaN/sapphire(0001) substrates, investigated by real-time x-ray diffraction and scanning electron microscopy. At the initial stage of oxidation process, a thin NiO layer with a thickness of ${\sim}50\;{\AA}$ was formed on top of the Ni films. The growth of such NiO layer was saturated and then served as a passive oxide layer for the further oxidation process. For the second oxidation stage, host Ni atoms diffused out to the surfaces of initially formed NiO layer through the defects running vertically to form NiO grains, while the sites that were occupied by host Ni, became voids. The crystallographic properties of resultant NiO films, such as grain size and mosaic distribution, rely highly on the oxidation temperatures.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.19 no.6
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• pp.475-482
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• 2010

Polycrystalline NiO thin films were deposited on glass substrate by RF magnetron sputtering using only Ar as a plasma sputter gas. based on the analysis of x-ray diffraction (XRD), NiO films had a polycrystalline cubic (NaCl type) structure. NiO thin films grown below and above $200^{\circ}C$ showed preferred orientation of (111) and (220) respectively. It showed colossal change in electrical resistivity as much a ${\sim}10^7$ order form an insulating state of $105\;{\Omega}cm$ below $200^{\circ}C$ to a conducting state of $10^{-2}{\sim}10^{-1}\;{\Omega}cm$ above $300^{\circ}C$ such a Mott metal-insulator transition (MIT) in polycrystalline.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.425-425
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• 2009

그라핀을 금속 촉매를 이용하여 상압 혹은 저진공 CVD로 성장할 경우 대형 기판을 쉽게 얻을 수 있으므로 최근 들어 금속 촉매를 이용한 CVD 기술이 재 각광받고 있다. 최근 MIT의 Jing Kong 그룹, Purdue 대학의 Yong P. Chen 그룹, 국내에서는 성균관대학에서 이에 대한 논문을 발표한 바 있다. CVD 방법의 가장 큰 장점은 그라핀 박막의 가장 큰 문제점 중 하나인 대형 기판에 매우 유리하다는 점이다. 본 연구에서는 결함 없는 대형 그라핀기판을 얻기위해 Si/$SiO_2$/Ni 박막위에 그라핀을 LPCVD로 성장하는 실험을 진행하였다. 우선 시료는 Si위에 $SiO_2$를 Sputtering으로 증착하였고, 그 위에 250nm, 300nm두께의 Ni 박막을 e-beam evaporator로 증착하였다. $0.5-1cm^2$ 크기의 샘플을 Thermal CVD 장비를 이용하여 그라핀을 성장하는 실험을 진행하였다. 성장 압력은 95 torr, 성장온도는 $800^{\circ}C$, $850^{\circ}C$, $900^{\circ}C$에서 Hydrocarbon ($C_2H_2$)을 5min, 10min으로 성장시간을 split하였다. Hydrocarbon을 흘리기 전에 Ni grain을 성장하기 위해 성장온도에서 30~60min정도 $H_2$분위기에서 Ni 산화막의 환원 및 어닐링을 진행하였다. 그림.1은 $850^{\circ}C$, 5분간 성장한 그라핀/Ni 샘플의 광학사진이다. 그림.2는 $850^{\circ}C$에서 5min, 10min 성장한 샘플의 Raman spectrum이다. (파장은 514.532nm). 850C 10min 샘플은 G>G' peak 이지만, 5min으로 성장한 샘플의 경우 G'>G peak 임을 알 수 있고, 따라서 5min의 조건에서는 층 두께가 4층 미만의 그라핀 박막을 얻을 수 있음을 보여준다. 또한 G' peak의 위치가 두께가 감소할수록 내려감을 확인할 수 있다. 다만 D peak가 실험한 대부분의 샘플에서 보여서 아직 성장한 그라핀의 결합이 많은 것으로 보인다. 이러한 이유는 성장온도가 낮은 것이 일차 원인으로 생각되며 박막의 균일도 향상과 결함을 줄이기 위한 추가적인 개선 실험을 진행 중이다.

• 한국초전도학회:학술대회논문집
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• v.11
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• pp.69-69
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• 2001

• Tribology and Lubricants
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• v.28 no.2
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• pp.56-61
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• 2012

In order to investigate the possibility of Ni-Al based intermetallics coating onto aluminum substrate, the coating process for induction heating has been evaluated by microscopically analyzing the intermetallic layers coated at temperatures lower than the melting temperature of aluminum. The coating layers were divided into two parts with different microstructure along the depth. Hard $NiAl_3$ layer was found at lower parts of the coatings near the interface with aluminum substrate. This layer was formed by the diffusion of aluminum atoms from the substrate into the coating layer across the interface during the induction heating. Meanwhile, at the upper parts of the coating near the surface, a large amount of un-reacted Ni was still remained and surrounded by several Ni-Al based intermetallic compounds, such as $Ni_3Al$, NiAl and $Ni_2Al_3$ formed by the lattice diffusion.

• Progress in Superconductivity
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• v.3 no.1
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• pp.125-129
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• 2001

NiO buffer layers were deposited on texture Ni tapes fur YBCO coated conductors by MOCVD(metal organic chemical vapor deposition) method, using a single solution source. Variables were deposition temperature and flow rate of $0_2$carrier gas. At higher temperatures, The NiO(111) texture was well developed, but the NiO(200) texture was developed at low temperatures. The best result was obtained at the deposition temperature of$ 470^{\circ}C$ and the gas flow rate of 200 sccm. FWHM value of $\omega$-scan fur NiO(200) of the film and $\Phi$-scan for NiO(111) of the film was $4.2^{\circ}$ and $7^{\circ}$, respectively.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.115.2-115.2
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• 2011

실리콘 박막 태양전지는 기판의 표면형상에 따라 셀 내부에서 이동하는 빛의 광학적인 경로가 크게 증가하여 변환효율의 향상을 기대할 수 있다. 금속 기판은 다양한 표면형상으로 가공이 용이하고 강도와 인성이 우수하며 가격이 저렴하여 실리콘 박막 태양전지의 기판재로 활발한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 금속 기판의 표면형상이 반사특성에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 금속 기판재의 표면형상은 기계적 연마 방식을 응용하여 다양하게 제작하였다. 반사특성을 보기 위하여 UV-visible spectrometer를 사용하여 총 반사율과 산란 반사율을 측정하였고, 표면 형상에 따른 Fe-Ni 기판과 Ag 후면반사막의 반사 특성이 태양전지 셀 내부의 광포획의 증가에 어떠한 영향을 주는지 비교 분석하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.46.2-46.2
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• 2009

휴대전화, 랩톱 컴퓨터 등 각종 모바일기기 및 디스플레이 기기의 경박단소화 및 고기능화에 따라 연성회로기판(FPCB)의 사용량이 증가하고있다. 연성회로기판의 핵심소재인 동박적층필름(FCCL)은 폴리이미드필름과 접착층, Cu 층으로 구성되는데, 이 중접착층으로 사용되는 Ni-20Cr합금은 에칭공정 후 Cr의 잔류에 의해 불량률 증가가 문제되고 있어, Ni-Cr합금 스퍼터링 타깃의 Cr 함량 저감 또는 Cr-free Ni합금 개발 등이 요구되고 있다. 본 연구에서는 차세대 FCCL 본드층에 적합한 Ni기 합금을 개발하기 위한 기초연구로써 Cr 함량 및 가공열처리조건에 따른 미세조직과 집합조직 변화를 조사하였다. 4N급의 고순도Ni과 Cr을 진공 플라즈마 용해장치로 용해하여Ni-xCr (x=5, 10, 15, 20wt.%)합금 잉곳을 만들고, 이를 두께감소율 90%로 냉간압연한 후, $600^{\circ}C$ 및 $800^{\circ}C$에서 10~120분 동안 어닐링하여 시편을 준비하였다. 광학현미경으로 미세조직을 관찰하고, Micro-Vickers 경도시험을 통해 어닐링 조건에 따른 경도변화를 조사하였다. 또한 SEM-EBSD를 이용하여 집합조직 및 입계특성을 분석하였다. $600^{\circ}C$ 어닐링 시 Cr함량이 증가할수록 재결정 완료시간이 증가하여 Ni-20Cr합금의 경우 2시간이상 어닐링에도 재결정이 일어나지 않았다. $800^{\circ}C$ 어닐링 시 10분 어닐링 조건에서 4종류 합금 모두 재결정이 완료되었으며, 동일한 어닐링 조건에서 Cr함량이 증가할수록 결정립이 작아지는 것으로 나타났다. $800^{\circ}C$ 2시간 어닐링 조건에서 Ni-5Cr 합금의 주요 집합조직은 {223}<113>과 {122}<112>로 나타났으며, 이중 {223}<113>은Cr 함량이 증가함에 따라 점차 {122}<112>에 가까운 방향으로 변화되어 Ni-20Cr 합금의 경우 {123}<112>만이 형성되었다. 이러한 집합조직의 변화는 적층결함에너지 감소에 의한 ${\Sigma}3$ 입계의 분율 증가와 밀접한 관련이 있는 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.81-81
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• 2018

Bi-Te계 열전소자는 상온에서의 열전 효율이 우수하기 때문에 항공, 컴퓨터 등의 열전발전 또는 열전냉각 모듈에 널리 사용된다. 이 열전소자를 활용한 열전모듈은 다수의 n형 및 p형 열전소자가 세라믹 위에 형성된 Cu 전극에 전기적으로 직렬이 되도록 서로 솔더링 접합이 되어 있는 구조를 가지고 있다. 이처럼 직렬 연결된 방식에서는 높은 접합강도를 필요로 한다. 열전모듈 제작 시 Bi-Te 계 소자를 바로 Cu 기판에 접합시키면 솔더에 들어있는 Sn과 기판의 Cu가 접합하는 과정에서 소재 내로 확산하여 접합강도를 저하시킨다. 이러한 열전모듈의 접합강도 저하를 막기 위해 무전해 Ni-W-P 도금층을 확산 방지층으로 적용하였다. 본 연구에서는 Ni-W-P 도금이 Bi-Te 계 열전 모듈의 접합강도에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구에서는 Bi-Te계 열전소자에 양호한 밀착성을 가지는 Ni-W-P 도금층을 형성시키기 위해서 알루미나 분말을 이용한 sand-blasting 방법을 사용하여 Bi-Te 소재 표면에 분사하는 방법으로 표면을 거칠게 하였다. 그 후 무전해 Ni-W-P 도금을 $85^{\circ}C$에서 20분간 실시하여 약 4um의 Ni-W-P 도금층을 형성시켰다. 열전 모듈은 Sn-Ag-Cu 솔더를 사용하여 제작하였으며 접합강도는 Bonding tester를 사용하여 측정하였다. 제작한 열전 모듈의 단면 및 파단면 관찰을 통하여 접합강도가 변하는 요인을 조사하였다. 제작한 열전 모듈의 단면을 FE-EPMA로 관찰한 결과 Ni-W-P 도금층이 Bi-Te 소자와 Sn과 Cu사이의 확산을 방지하는 확산방지층 역할을 하는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 열처리 전 열전모듈과 200도, 150시간 열처리 후 접합강도를 각각 측정해 본 결과, 열처리 후의 접합강도가 상승하는 것을 확인 할 수 있었다. 따라서 Bi-Te계 열전모듈 제작에 무전해 Ni-W-P 도금층을 형성시키므로 인해 확산방지층의 생성과 접합강도의 상승에 도움을 주었다.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.6 no.4
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• pp.65-68
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• 2007

An epitaxial NiSi structure on Si (001) substrate was studied by using density functional theory (DFT). Orhorhombic and B2-NiSi structures were compared first. B2 structure was further considered as it has same crystal structure as Si and the lattice mismatch between B2 and Si is small, compared to orthorhombic-NiSi. The lattice parameters of x- and y-direction in B2-NiSi structure were modified to match with those in Si (001). The size reduction of the lattice parameter of B2-NiSi to match with that of Si increased the lattice parameter of z-direction by 10.5%. Therefore, we propose that an optimum structure of NiSi for epitaxial growth on Si (001) is a tetragonal structure.