• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.123-123
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• 2011

알루미늄은 경량 금속으로 부식 저항력이 높아 철을 부식으로부터 보호하기 위한 표면처리 소재로 사용되고 있다. 철의 부식을 방지하기 위해서 알루미늄을 코팅하는 경우, 코팅 방법은 용융도금법이 주로 사용되고 있으며, 알루미늄을 빛의 반사막으로 활용하는 경우 진공 중에서 물리기상증착(physical vapor deposition; PVD)법을 사용하기도 한다. 알루미늄 박막을 물리기상 증착으로 코팅하면 박막성장 초기에 핵(nucleus)을 형성하고, 형성된 핵을 중심으로 주상정(column)으로 박막이 성장하는 것이 일반적이다. 알루미늄 박막의 주상정과 주상정 사이에 공극(pore)이 존재하기 때문에 알루미늄 박막을 부식방지 막으로 이용하기 위해서는 두께를 증가시켜야 한다. 본 연구에서는 스퍼터링(unbalanced magnetron sputtering)을 이용하여 치밀한 조직을 갖는 알루미늄 박막을 코팅할 수 있는 공정변수를 도출하고, 치밀한 알루미늄 조직이 철의 부식에 미치는 영향을 평가하였다. 기판은 냉연강판(cold rolled steel sheet)이 사용되었으며, 알루미늄 타겟의 크기는 직경 4 inch이었다. 알루미늄 박막의 미세조직과 밀도에 영향을 주는 공정변수를 확인하기 위해서 스퍼터링 파워, 공정 압력, 외부 자기장 세기 등의 조건을 변화시켜 코팅을 실시하였다. 알루미늄 박막의 밀도 변화에 가장 큰 영향을 준 공정변수는 외부 자기장의 세기와 방향이었다. 알루미늄 박막이 약 3 ${\mu}m$의 두께로 코팅된 냉연강판을 염수분무시험(salt spray test, 5% NaCl)으로 부식특성을 평가한 결과, 시험을 시작한 후 120시간 후에도 적청이 발생하지 않았다. 이러한 결과는 기존의 동일한 두께를 갖는 알루미늄이 코팅된 강판의 내부식 특성의 2배의 성능을 보여준다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.121-121
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• 2011

Graphene formed by chemical vapor deposition was exposed to the various plasmas of Ar, O2, N2, and H2 to examine its effects on the bonding properties of graphene to metal. Upon the Ar plasma exposure of patterned graphene, the subsequently deposited metal electrodes remained intact, enabling successful fabrication of field effect transistor (FET) arrays. The effects of enhancing adhesion between graphene and metals were more evident from O2 plasmas than Ar, N2, and H2 plasmas, suggesting that chemical reaction of O radicals induces hydrophilic property of graphene more effectively than chemical reaction of H and N radicals and physical bombardment of Ar ions. From the electrical measurements (drain current vs. gate voltage) of field effect transistors before and after Ar plasma exposure, it was confirmed that the plasma treatment is very effective in controlling bonding properties of graphene to metals accurately without requiring buffer layers.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.365-365
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• 2012

본 연구에서는 X-ray 영상을 얻기 위한 검출기 중 직접 검출방식에 쓰이고 있는 광도전체(Photoconductor)의 전극으로 Au를 사용하여 전기적인 특성을 파악하였다. Au는 유기물에 대한 반응이 적고 전기 전도도가 좋은 물질로서 투명전극으로 많이 쓰이고 있는 인듐 주석 산화물(ITO)을 대체할 수 있는 물질로 각광받고 있다. 우선 시편 제작을 위해 투명한 기판(Corning Glass, 0.7t)위에 하부전극으로 Au를 $3cm{\times}3cm$의 크기로 Physical Vapor Deposition(PVD) 방식을 이용하여 증착하였다. 이 때 챔버 내 저진공은 Rotary Pump를 이용하여 $3.9{\times}10-2Torr$ 이하를 유지하고 고진공은 Diffusion Pump를 이용하여 $5.3{\times}10-5Torr$ 이하를 유지하였다. 완성된 하부전극 위에 광도전체인 $HgI_2$를 폴리머 물질에 교반하여 메탈 폴리머 결합을 가진 Paste를 제조하고 이 Paste를 Screen Printing Method를 이용하여 증착 후 건조하였다. 마지막으로 시편위에 상부전극을 하부전극과 같은 조건으로 증착함으로서 시편을 완성한다. 상하부 전극으로 쓰이는 Au의 증착 조건을 변화시키면서 그에 따른 시편의 전기적인 특성 변화를 관찰하였다. 그 결과, Au의 증착온도와 질량에 따라 특성이 변화함을 알 수 있었다. 본 연구의 결과를 통해 디지털 방사선 검출기에서 Au 전극의 적용 가능성을 확인하였으며, 추후 Au 증착 조건의 최적화를 통해 방사선 검출기의 효율 향상을 위한 연구를 하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.150-150
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• 2012

진공증착을 이용하여 제조된 알루미늄 박막은 증착 조건에 따라 그 특성이 현저히 달라지는 것으로 알려져 있다. 특히, 진공도와 증착율에 따라 비저항과 반사율, 표면 색상 등이 크게 달라지며 이에 따라 적절한 증발원 및 증착 방법의 선택이 박막의 특성을 좌우하게 된다. 알루미늄은 융점이 낮은 반면 증기화되는 온도가 높을 뿐만 아니라 고온에서는 대부분의 내화물 금속과 반응하기 때문에 저항가열 증발원을 이용하여 증발시키기가 매우 까다로운 물질중의 하나이다. 또한 전자빔으로 증발시킬 경우에는 열전도도가 커서 수냉 도가니를 통해 열이 빠져나가기 때문에 효과적인 증발을 위해서는 고전력을 투입해야 하는 어려움이 있다. 한편, 스퍼터링 증발원을 이용하여 알루미늄을 증착하면 낮은 증착율로 인해 반사율과 같은 제반 특성이 현저히 떨어지는 단점이 있다. 본 논문에서는 알루미늄 박막의 제조를 위한 최적의 증발원과 증착 방법을 소개하고 증착 조건과 박막 특성의 상관성 자료를 소개하였다. 이를 위해 각종 저항가열 및 전자빔 증발원 그리고 스퍼터링을 이용한 증발 실험 결과를 소개하고 증발원에 따른 알루미늄 박막의 특성 변화 그리고 제반 증착 조건이 박막의 특성에 미치는 영향을 소개하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.4 no.2
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• pp.227-232
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• 1994

Diamondlike carbon thin film has been fabricated with low discharging frequency, 450KHz by plasma enhanced chemical vapor deposition. Its physical properties such as optical band gap, microhardness and internal stress have been compared with 13.56MHz film. Optical band gap of 450KHz DLC thin film was less than 13.56MHz film and it was found that C-H bond concentration and total hydrogen contents in the film decreased greatly as the result of FT-IR and CHN analysis. Also, when DLC thin film was fabricated with low discharging frequency, it was expected that the adhesion of the film to the substrate was improved by the great decrease of internal stress without any considerable decrease of microhardness.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.352-352
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• 2015

PVD(Physical Vapor Deposition)법은 제작 조건에 따라 그 특성이 변하므로 원하는 재료 특성을 얻기 위해서는 모폴로지, 결정배향성 등에 따른 코팅막의 특성을 이해하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 친환경 프로세스 방법인 PVD법 중 하나인 스퍼터링(Sputtering)을 이용하여 Al-Mg 막을 제작하였고, 제작된 막들에 대한 형성 메커니즘과 내식성 상관관계 해명을 위해 막의 조성분포, 표면 및 단면의 모폴로지 관찰 및 결정구조 분석을 진행하였다. 또한 염수분무 및 전기화학적 양극분극 시험을 통해 Al-Mg 막의 표면 및 단면 모폴로지가 내식특성에 미치는 영향을 고찰하였다. Al-Mg 막의 모폴로지 관찰결과 Mg 함량 및 열처리 조건에 의해 단면의 주상정 형태는 입상정 또는 무형태로 변화하였고, 표면의 모폴로지는 미세하고 치밀해지는 것으로 나타났다. 결과적으로 무형태의 단면 모폴로지와 미세하고 치밀한 표면 모폴로지를 갖는 막이 우수한 내식성을 나타내었다.

• Corrosion Science and Technology
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• v.12 no.4
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• pp.171-178
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• 2013

In a polymer membrane fuel cell stack, the bipolar plate is a key element because it accounts for over 50% of total costs of the stack. In order to lower the cost of bipolar plates, 316L stainless steels coated with nitrides such as TiN and CrN by physical vapor deposition were investigated as alternative materials for the replacement of traditional brittle graphite bipolar-plates. For this purpose, interfacial contact resistances were measured and electrochemical corrosion tests were conducted. The results showed that although both TiN and CrN coatings decreased the interfacial contact resistances to less than $10m{\Omega}{\cdot}cm^2$, they did not significantly improve the corrosion resistance in simulated polymer electrolyte membrane fuel cell environments. A CrN coating on 316L stainless steel showed better corrosion resistance than a TiN coating did, indicating the possibility of using modified CrN coated metallic bipolar plates to replace graphite bipolar plates.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.462-462
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• 2013

Gallium Oxide (Ga2O3) has been widely investigated for the optoelectronic applications due to its wide bandgap and the optical transparency. Recently, with the development of fabrication techniques in nanometer scale semiconductor materials, there have been an increasing number of extensive reports on the synthesis and characterization of Ga2O3 nano-structures such as nano-wires, nanobelts, and nano-dots. In contrast to typical vaporliquid-solid growth mode with metal catalysts to synthesis 1-dimensional nano-wires, there are several difficulties in fabricating the nanostructures by using sputtering techniques. This is attributed to the fact that relatively low growth temperatures and higher growth rate compared with chemical vapor deposition method. In this study, Ga2O3 chestnut burr were synthesized by using radio-frequency magnetron sputtering method. In contrast to typical sputtering method with sintered ceramic target, a Ga2O3 powder (99.99% purity) was used as a sputtering target. Several samples were prepared with varying the growth parameters, especially he growth time and the growth temperature to investigate the growth mechanism. Samples were characterized by using XRD, SEM, and PL measurements. In this presentation, the details of fabrication process and physical properties of Ga2O3 nano chestnut burr will be reported.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• v.31 no.10
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• pp.2909-2912
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• 2010

Hydrogenated microcrystalline silicon (${\mu}c$-Si:H) thin film for solar cells is prepared by plasma-enhanced chemical vapor deposition and physical properties of the ${\mu}c$-Si:H p-layer has been investigated. With respect to stable efficiency, this film is expected to surpass the performance of conventional amorphous silicon based solar cells and very soon be a close competitor to other thin film photovoltaic materials. Silicon in various structural forms has a direct effect on the efficiency of solar cell devices with different electron mobility and photon conversion. A Raman microscope is adopted to study the degree of crystallinity of Si film by analyzing the integrated intensity peaks at 480, 510 and $520\;cm^{-1}$, which corresponds to the amorphous phase (a-Si:H), microcrystalline (${\mu}c$-Si:H) and large crystals (c-Si), respectively. The crystal volume fraction is calculated from the ratio of the crystalline and the amorphous phase. The results are compared with high-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM) for the determination of crystallinity factor. Optical properties such as refractive index, extinction coefficient, and band gap are studied with reflectance spectra.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.9 no.3
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• pp.303-308
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• 1999

As a semiconductor material for electronic devices operated under extreme environmental conditions, silicon carbides(SiCs) have been intensively studied because of their excellent electrical, thermal and other physical properties. The growth characteristics of single-crystalline 4H-SiC homoepitaxial layers grown by a thermal chemical vapor deposition (CVD) were investigated. Especially, the successful growth condition of 4H-SiC homoepitaxial layers using a SiC-uncoated atmospheric pressure chamber and carried out using off-oriented substrates prepared by a modified Lely method. In order to investigate the crystallinity of grown epilayers, Nomarski optical microscopy, Raman spectroscopy, photoluninescence(PL), scanning electron microscopy(SEM) and other techniques were utilized. The best quality of 4H-SiC homoepitaxial layers was observed in conditions of growth temperature $1500^{\circ}C$ and C/Si flow ratio 2.0 of $C_{3}H_{8}\;0.2\;sccm\;&\;SiH_{4}\;0.3\;sccm$. The growth rate of epilayers was about $1.0\mu\textrm{m}/h$ in the above growth condition.