• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.465-466
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• 2006

서로 다른 굴절률을 갖는 유전재료를 주기적으로 배열함으로써 광자금지대(PBG)를 형성시킬 수 있는 2 차원(2D)광자결정배열에 선결함(line defects)을 줌으로써 기존의 평판형광도파로(PLC)와는 다른 개념의 광자결정도파로를 제작할 수 있다. 특히, 광자결정도파로는 급격한 굽힘(bending)에도 저손실의 효과를 갖도록 할 수 있기 때문에 광집적회로에 효과적으로 적용된다. 본 연구에서는 정방형 격자구조의 2차원 광자결정에 대한 광자밴드구조를 구하고 이로부터 추출된 구조매개변수를 이용하여 광자결정도파로를 설계하고 그의 특성을 평가하였다. 특히, 광자결정도파로와 PLC형도파로 특성을 비교하였다. 설계된 광자결정 도파로를 전자빔 및 홀로그래픽 리소그라피를 이용하여 제작, 평가할 것이다.

• 한국정밀공학회지
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• 제28권12호
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• pp.1419-1424
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• 2011

Nanoimprint lithography is a next generation lithography technology, which enables to fabricate nano to micron-scale patterns through simple and low cost process. Nanoimprint lithography has been applied in various industry fields such as light emitting diodes, solar cells and display. Functional patterns, including anti-reflection moth-eye pattern, photonic crystal pattern, fabricated by nanoimprint lithography are used to improve overall efficiency of devices in that fields. For these reasons, in this study, sub-micron-scaled functional patterns were directly fabricated on Si and glass substrates by thermal imprinting process using ZnO nano-particles dispersion resin. Through the thermal imprinting process, arrays of sub-micron-scaled pillar and hole patterns were successfully fabricated on the Si and glass substrates. And then, the topography, components and optical property of the imprinted ZnO nano-particles/resin patterns are characterized by Scanning Electron Microscope, Energy-dispersive X-ray spectroscopy and UV-vis spectrometer, respectively.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제37권5호
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• pp.547-553
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• 2024

Precise control over the morphology of nanostructures is critical for tailoring their physical and chemical properties. This study addresses the challenge of developing a simple, integrated method for synthesizing both 1D and 2D colloidal Cu nanostructures in a single system, achieving successful tuning of their localized surface plasmon resonance (LSPR) properties. A facile hydrothermal synthesis utilizing potassium iodide (KI) and hexadecylamine (HDA) is presented for controlling Cu nanostructure morphologies. The key to achieving 1D nanowires (NWs) and 2D nanoplates (NPs) depends on the controlled adsorption of HDA molecules and iodide (I-) ions on specific crystal facets. Depending on the morphologies, the resultant Cu nanostructures exhibit tunable LSPR peaks from 558 nm [nanoplates (NPs)] to 590 nm [nanowires (NWs)]. These results pave the way for the scalable and cost-effective production of plasmonic Cu nanostructures with tunable optical properties, holding promise for applications in sensing, catalysis, and photonic devices.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.8.1-8.1
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• 2011

Nanocrystalline titanium dioxide ($TiO_2$) materials have been widely used as an electron collector in DSSC. This is required to have an extremely high porosity and surface area such that the dye can be sufficiently adsorbed and be electronically interconnected, resulting in the generation of a high photocurrent within cells. In particular, their geometrical structures and crystalline phase have been extensively investigated as important issues in improving its photovoltaic efficiency. In this study, we present a new strategy to fabricate a photoelectrode having a periodic structured $TiO_2$ film templated from 1D or 3D polystyrene (PS) microspheres array. Monodisperse PS spheres of various radiuses were used for colloidal array on FTO glasses and two types of photoelectrode structures with different $TiO_2$ materials were investigated respectively. One is the igloo-shaped electrode prepared by $TiO_2$ deposition by RF-sputtering onto 2D microsphere-templated substrates. At the interface between the film and substrate, there are voids formed by the decomposition of PS microspheres during the calcination step. These holes might be expected to play the predominant roles as scattering spherical voids to promote a light harvesting effect, a spacious structure for electrolytes with higher viscosity and effective paths for electron transfer. Additionally the nanocrystalline $TiO_2$ phase prepared by the RF-sputtering method was previously reported to improve the electron drift mobility within $TiO_2$ electrodes. This yields solar cells with a cell efficiency of 2.45% or more at AM 1.5 illumination, which is a very remarkable result, considering its $TiO_2$ electrode thickness (<2 ${\mu}m$). This study can be expanded to obtain higher cell efficiency by higher dye loading through the increase of surface area or multi-layered stacking. The other is the inverse opal photonic crystal electrode prepared by titania particles infusion within 3D colloidal arrays. To obtain the enlargement of ordered area and high quality of crystallinity, the synthesis of titania particles coated with a organic thin layer were applied instead of sol-gel process using the $TiO_2$ precursors. They were dispersed so well in most solvents without aggregates and infused successfully within colloidal array structures. This ordered mesoporous structure provides the large surface area leading to the enough adsorption of dye molecules and have an light harvesting effect due to the photonic band gap properties (back-and-forth reflection effects within structures). A major advantage of this colloidal array template method is that the pore size and its distribution within $TiO_2$ photoelectrodes are determined by those of latex beads, which can be controlled easily. These materials may have promising potentials for future applications of membrane, sensor and so on as well as solar cells.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.1838-1843
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• 2014

나노 임프린트 리소그래피는 수십 나노미터에서 수십 마이크론에 이르는 패턴을 간단하고 저비용으로 대면적 기판에 제작할 수 있어 차세대 패터닝 기술로 주목 받고 있다. 특히, 발광소자, 태양전지, 디스플레이 등의 분야에서는 저반사 나노패턴, 광결정 패턴 등 기능성 패턴을 제작하고 이를 적용하는 연구가 활발히 진행 중에 있다. NIL공정을 통해 성공적으로 패턴을 전사시키기 위해서는 적절한 공정조건의 선택이 필요하다. 이에 본 연구에서는 열 나노임프린트를 이용하여 모스아이 패턴을 전사할 때, 충전과정 및 잔류층 형성을 수치 해석하여 폴리머 레지스트의 점탄성 거동을 살펴 보았고, 레지스트 초기 코팅 두께의 변화 및 가압력의 변화가 충전과정 및 잔류층에 미치는 영향을 조사하였다. 해석결과 본 논문에서 고려된 PMMA의 경우, 4MPa 이상의 압력에서 100초 내로 충전공정이 완료되는 것으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.507-507
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• 2013

유리기판으로 투과되는 빛들 중에는 내부 전반사나 wave-guided mode로 인하여 손실이 일어나 일반적으로 20%의 광추출 효율을 가진다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 연구에는 Photonic Crystal과 같은 주기적인 나노 구조물이 있는데 이러한 구조물을 제작하기 위한 마스크 공정 과정은 대부분 복잡하거나 비싼 단점이 있다. 이에 본 발표에서는 마스크 없이 비정질소다라임 유리의 구조물 생성으로 광 추출 효율이 상승하는지 보고자 하였다. M-ICP (Magnetized-Induced Coupled Plasma)란 용량 결합형 플라즈마와 유도 결합형 플라즈마 두 가지 방식의 플라즈마를 이용한 것인데 용량 결합형 플라즈마를 이용해 이온이 sheath에 의해 가속되어 유리표면에 부딪히고 그에 따라 유리가 식각되는 물리적 식각을 이용하였다. 또한 이온의 밀도를 조절하기 위해 유도결합형 플라즈마 방식을 이용하여 식각률을 높였다. 화학적 식각을 위해서는 CF4와 O2혼합 가스를 이용해 F가 Si와 결합하여 SiF4가 되어 사라지고 탄소잔여물인 C는 O2와 반응하여 제거하였다. 그 결과, 랜덤한 분포를 가지는 미세한 구조물(stochastic sub-wavelength structure)을 유리 표면에 형성할 수 있었고, 또한 다양한 가스 종류와 압력, source power와 bias power, 그리고 시간을 바꿔가며 미세 구조물들을 관찰하였다. 실험 결과, 가시광선 파장 이하의 높이를 갖고 수 마이크로미터의 너비를 갖는 구조물이 전반사되는 빛을 효율적으로 추출하는 것을 산란되는 빛의 정도인 diffusive transmittance 가 기존 0%에서 15% 정도로 증가하는 것으로 스펙트로포토미터 측정을 통해 확인하였다. 이러한 유리 기판 위 구조물 생성방법을 OLED에 적용한다면 적은 비용으로 소자의 효율을 크게 향상 시킬 수 있을 것이다. 또한 본 처리 과정의 장점은 기존의 방법에 필요한 스퍼터링이나 RTA 처리 과정이 필요 없어 공정 단가 절감과 제조 공정의 단순화로 높은 생산성을 얻을 수 있으며 대면적화에도 유리하다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.2
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• pp.976-979
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• 2003

In this study, we formed the 2-dimensional holographic grating in order to mamufactured 2-dimensional photonic crystal in amorphous $As_{40}Ge_{10}Se_{15}S_{35}$ and $Ag/As_{40}Ge_{10}Se_{15}S_{35}$ thin film which have the excellent optical sensetivity using by He-Ne laser(632.8nm). The intensity of incident beam was 2.5mW and incident angle that $2{\theta}$ is $20^{\circ}$. We formed the holographic grating after had formed the 1-dimansional holographic grating and then rotate the sample. We confirmed that 2-dimensional holographic grating result of the figure of diffracted beam and AFM(Atomic Forced Microcopy) image.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권6호
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• pp.362-368
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• 2006

Epitaxial $Ba_{0.5}Sr_{0.5}TiO_3$ (BSTO) thin films have been grown on TiN buffered Si (001) substrates by Pulsed Laser Deposition (PLD) method and the effects of substrate temperature and oxygen partial pressure during the deposition on their dielectric properties and crystallinity were investigated. The crystal orientation, epitaxy nature, and microstructure of oxide thin films were investigated using X-Ray Diffraction (XRD) and Transmission Electron Microscopy (TEM). Thin films were prepared with laser fluence of $4.2\;J/cm^2\;and\;3\;J/cm^2$, repetition rate of 8 Hz and 10 Hz, substrate temperatures of $700^{\circ}C$ and ranging from $350^{\circ}C\;to\;700^{\circ}C$ for TiN and oxide respectively. BSTO thin-films were grown on TiN-buffered Si substrates at various oxygen partial pressure ranging from $1{\times}10^{-4}$ torr to $1{\times}10^{-5}$ torr. The TiN buffer layer and BSTO thin films were grown with cube-on-cube epitaxial orientation relationship of $[110](001)_{BSTO}{\parallel}[110](001)_{TiN}{\parallel}[110](001)_{Si}$. The crystallinity of BSTO thin films was improved with increasing substrate temperature. C-axis lattice parameters of BSTO thin films, calculated from XRD ${\theta}-2{\theta}$ scans, decreased from 0.408 m to 0.404 nm and the dielectric constants of BSTO epitaxial thin films increased from 440 to 938 with increasing processing oxygen partial pressure.

• 분석과학
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• 제23권3호
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• pp.225-232
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• 2010

본 연구에서 종래의 졸-겔법을 사용하여 Fe-ACF/$TiO_2$ 광촉매 복합체를 제조하였고, 이들 광촉매의 분해능은 메틸렌블루 (MB) 용액의 분해에 의하여 나타내었다. 제조된 이들 복합체에 대한 입자크기, 표면구조, 결정상 및 원소분석을 BET, SEM, XRD 및 EDX에 의하여 각각 특성화 하였다. 가시광선 조건에서 분해된 MB 농도에 대한 스펙트라는 UV/Vis 분광기에 의하여 얻어 졌다. 이와 같이 얻어진 스펙트라는 MB의 제거된 농도로부터 광촉매 활성을 입증하였다. 이들 광촉매 활성은 가시광선 조건에서 복합체 광촉매 내에 존재하는 ACF, $TiO_2$ 및 Fe 사이에 강력한 시너지 반응에 의해 유도된 것으로 여겨진다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.231-231
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• 2008

최근 인터넷의 보급과 함께 고화질 및 양방향 TV, VOD 방송, 화상 전화 등의 멀티미디어 시대가 열리면서 초고속 통신 시스템에 대한 관심이 증가되고 있다. 특히 화상이나 동영상 같은 대량의 정보가 졸은 품질 및 빠른 속도로 전달될 수 있는 통신 시스템의 필요성이 대두됨에 따라 가장 효율적인 고속 전송 수단으로 광통신이 이용되고 있으며 그에 따른 광통신 능 수동 소자 개발에 관한 연구도 활발히 이루어지고 있다. 이러한 광통신 소자 중 원하는 빛을 선택적으로 투과하고 반사할 수 있는 flat-band pass(FP) filter의 역할이 중요한 부분을 차지하고 있다. 본 논문에서는 IR 영역에서 투과성이 우수한 칼코게나이드 물질을 이용해 l 차원 광자결정구조의 FP-filter를 설계, 제작하고 그에 대한 특성을 평가하였다. 시료는 5N의 순도를 갖는 As, Se, Te 물질을 준비하고 $As_xSe_yTe_z$를 조성비에 맞추어서 석영관에 진공 봉입한 후 용융 혼합하여 $As_{33}Se_{67}$과 $As_{40}Se_{25}Te_{35}$ 조성의 두 가지 비정질 벌크를 제작하였다. 제작된 시료의 굴절률은 ellipsometer을 사용하여 측정하였고, 본 연구진이 자체 개발한 계산툴에 따라 다중층막 구조를 설계하였다. 열 증착법을 이용하여 설계된 구조에 맞게 기판에 올리는 방법으로 1차원 광자결정 구조의 다중층막 샘플을 제작하였고 UV-Vis-IR Spectroscopy를 사용하여 반사도와 투과도를 측정하였다. 광통신용 L/C 밴드 주파수 범위에서 투과성이 우수한 칼코게나이드 박막의 1차원 광자결정 구조는 FP-filter등의 소자로써 유용하게 사용될 수 있다.