• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.323-323
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• 2012

We present ferroelectricity of Bi-doped ZnO film probed by piezoresponse force microscopy (PFM), which is one of the Scanning Probe Microscopy techniques. Perovskite ferroelectrics are limited to integration of devices into semiconductor microcircuitry due to hard adjusting their lattice structure to the semiconductor materials. Transition metal doped ZnO film is one of the candidate materials for replacing the perovskite ferroelectrics. In this study, ferroelectric characteristics of the Bi-doped ZnO grown by pulsed laser deposition were probed by PFM. The polarization switching and patterning of the ZnO films were performed by applying DC bias voltage between the AFM tips and the films with varying voltages and polarity. The PFM contrast before and after patterning showed clearly polarization switching for a specific concentration of Bi atoms. In addition, the patterned regions with nanoscale show clearly the local piezoresponse hysteresis loop. The spontaneous polarization of the ZnO film is estimated from the local piezoresponse based on the comparison with LiNbO3 single crystals.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.15 no.1
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• pp.65-70
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• 2006

Characteristics of thin-film NTC thermal sensors fabricated by micromachining technology were studied as a function of the thickness of membrane. The overall-structure of thermal sensor has a form of Au/Ti/NTC/$SiO_{X}$/(100)Si. NTC film of $Mn_{1.5}CoNi_{0.5}O_{4}$ with 0.5 mm in thickness was deposited on $SiO_{X}$ layer (1.2 mm) by PLD (pulsed laser deposition) and annealed at 873-1073 K in air for 1 hour. Au(200 nm)/Ti(100 nm) electrode was coated on NTC film by dc sputtering. By the results of microstructure, X-ray and NTC analysis, post-annealed NTC films at 973 K for 1 hour showed the best characteristics as NTC thermal sensing film. In order to reduce the thermal mass and thermal time constant of sensor, the sensing element was built-up on a thin membrane with the thickness of 20-65 mm. Sensors with thin sensing membrane showed the good detecting characteristics.

• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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• v.49 no.2
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• pp.120-124
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• 2000

In this paper, the effect of magnetic field was measured on NOx(NO+NO2) removal and consumption power for wire-plate plasma reactor with magnetic field applied to electric field vertically. NOx of the simulated diesel engine flue gas were removed by the corona discharge generated by DC, AC and Pulsed voltages in wire-plate reactor. Consumption power increased with discharge voltage. However, when magnetic field was applied to electric field vertically, consumption power slightly decreased. NOx removal rate and arc transition voltage for plasma reactor with magnetic field were higher than those for plasma reactor without magnetic field. Consumption power decreased, however NOx removal significantly increased, when water vapour bubbled by dry air was put into simulated flue gas.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.111.2-111.2
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• 2012

정보 기술 시대에 맞춰 광전소자의 연구가 활발해지면서 투명전극으로 사용될 수 있는 Transparent Conductive Oxide (TCO) 재료에 대한 관심이 높아지고 있다. 하지만 TCO의 대표적인 물질인 Indium Tin Oxide (ITO)의 경우 In의 가격 상승으로 인해 최근에는 낮은 전도도와 높은 투과도를 가질 수 있는 대체 물질에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중에서 3.2 eV 의 높은 밴드갭을 갖는 ZnO 는 가시광선 영역에서 높은 투과율을 나타낼 뿐만 아니라 Al, Ga을 도핑함으로써 낮은 전도도를 가질 수 있다. 이러한 TCO 재료는 surface texturing을 통하여 optical region 에서 반사를 억제 시킴으로서 빛을 모으는 역할을 하여 태양전지의 효율을 향상 시킬 수 있기 때문에 PV (Photovoltaics) Cell의 anti-reflective coating에 적용 할 수 있다. 본 연구에서는 pulsed DC magnetron sputtering을 이용하여 Ga-doped ZnO (GZO) 박막을 증착하였고, HCl 0.5 wt %로 wet etching을 통하여 surface texturing을 진행하였다. 결정성은 X-ray diffractometer (XRD)로 분석하였으며, 표면 형상은 Scanning Electron Microscope (SEM)을 통해 확인하였다. Van der Pauw 방법을 통해 resistivity, carrier concentration, hall mobility 등의 전기적 특성을 분석하였고 UV-Vis spectrophotometer 를 통해 투과도 및 반사도를 측정하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.12
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• pp.1058-1062
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• 1997

강유전체 전계효과를 관찰하기 위해 LaCoO$_{3}$/Pb(Zr, Ti)O$_{3}$(La, Sr)CoO$_{3}$ 다층구조를 LcOo$_{3}$가 기판 위에 pulsed laser deposition(PLD)법으로 에피택셜하게 성장시켰다. 이러한 다층구조에서는 전도성 채널층으로 Si대신 반도성 LaCoO$_{3}$가 사용 되었다. LaCoO$_{3}$(LCO)의 비저항은 산소 분위기에 의하여 변화되었는데 특히 증착시 산소 분위기에 의존함을 보였다. LCO의 비저항은 0.1-100Ωcm범위에서 변화되었다. LCO층에 유도되는 강유전체 전계효과는 Pb(Zr, Ti)O$_{3}$(PZT)의 분극 상태에 따른 LCO의 저항 변화를 측정함으로써 관찰되었는데 1020$\AA$ 두께를 가진 LCO층에서는 4%의 저항 변화를 얻었으며 680$\AA$의 LCO에서는 9%의 증가된 저항 변화를 얻었다. DC 바이어스(-5V)를 가한 후에는 저항 변화가 45%까지 증가하였다. 이러한 결과는 적당한 비저항을 갖는 LCO를 사용한 LCO/PZT/LSCO다층구조가 강유전체 전계효과 트랜지스터로 사용될 수 있다는 가능성을 제시하고 있다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.43 no.9 s.292
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• pp.532-536
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• 2006

The annealing temperature effect of transparent conducting oxide film grown on glass substrate for solar cell application was studied in this paper. Using pulsed DC magnetron sputtering with 1 at% Al-doped ZnO target, TCO films were deposited on coming 7059 glass at room temperature. Al:ZnO thin films were annealed at 200, 400, Al $600^{\circ}C$ for 10 min and annealing resulted in lower biaxial compressive stress of about 1GPa and increased average crystallite size in all films. The as-grown film shows the resistivity of $1{\times}10^{-2}{\Omega}{\cdot}cm$ and transmittance under 80%, whereas the electrical and optical properties of film annealed at $400^{\circ}C$ are enhanced up to $5{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ and 85%, respectively.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.48-50
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• 2018

본 논문은 광물 탐사용 25kW 양극성 펄스전원장치에 대해 기술한다. 고효율 LCC 공진형 컨버터와 풀 브리지 기반 바이폴라 펄스 스위칭부로 구성된 500V, 12.5A 단위 모듈을 설계한다. LCC 공진형 컨버터는 도전 손실을 줄이기 위해 사다리꼴 모양의 공진 전류를 갖도록 하고, 높은 전력 밀도를 달성하기 위해 변압기의 누설 인덕턴스를 공진 인덕턴스로 활용한다. 또한, 반복적인 짧은 펄스 기반으로 설계된 게이트 구동 회로는 DC에서 8kHz의 주파수 범위를 동작시키고 게이트 변압기의 사이즈를 줄이기 위해 제안된다. 개발된 양극성 펄스전원장치는 4개의 모듈이 직병렬로 결선되어 부하 조건에 따라 Grounded dipole mode (2kV, 12.5A) 또는 Loop mode (500V, 50A)로 동작한다. 네 모듈의 출력 전압 밸런싱을 충족시키기 위해 LCC 공진형 컨버터의 변압기에 보상권선이 감긴다. 본 논문에서는 양극성 펄스전원 장치의 상세설계에 대해 기술하고, 시뮬레이션 및 실험 결과를 통해 이를 검증한다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• v.33 no.6
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• pp.1989-1992
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• 2012

We present a low temperature (${\approx}70^{\circ}C$) method to prepare anatase, vertically aligned feather-like $TiO_2$ (VAFT) nanowire arrays $via$ reactive pulsed DC magnetron sputtering. The synthesis method is general, offering a promising strategy for preparing crystalline nanowire metal oxide films for applications including gas sensing, photocatalysis, and 3rd generation photovoltaics. As an example application, anatase nanowire films are grown on fluorine doped tin oxide coated glass substrates and used as the photoanode in dye sensitized solar cells (DSSCs). AM1.5G power conversion efficiencies for the solar cells made of 1 ${\mu}m$ thick VAFT have reached 0.42%, which compares favorably to solar cells made of the same thickness P25 $TiO_2$ (0.35%).

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.100-100
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• 2000

Aluminium oxide (Al2O3) films have been investigated for many applications such as insulating materials, hard coatings, and diffusion barriers due to their attractive electrical and mechanical properties. In recent years, application of Al2O3 films for dielectric materials in integrated circuits as gates and capacitors has attracted much attention. Various deposition techniques such as sol-gel, metalorganic decomposition (MOD), sputtering, evaporation, metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD), and pulsed laser ablation have been used to fabricate Al2O3 thin films. Among these techniques, reactive sputtering has been widely used due to its high deposition rate and easy control of film composition. It has been also reported that the sputtered Al2O3 films exhibit superior chemical stability and mechanical strength compared to the films fabricated by other processes. In this study, Al2O3 thin films were deposited on Pt/Ti/SiO/Si2 and Si substrates by DC reactive sputtering at room temperature with variation of the Ar/O2 ratio in sputtering ambient. Crystalline phase of the reactively sputtered films was characterized using X-ray diffractometry and the surface morphology of the films was observed with Scanning election microscopy. Effects of Th Ar/O2 ratio characteristics of Al2O3 films were investigated with emphasis on the thickness dependence of the dielectric properties. Correlation between the dielectric properties and the microstructure was also studied

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.194-194
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• 2010

태양전지용 투명전도막에 사용되는 Al-doped ZnO (AZO) 막은 저가이면서도 가시광역 영역에서 갖는 우수한 투과율과 낮은 비저항을 갖는 특성 때문에 ITO의 대체 재료로서 최근 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 양산 현장에서는 in-line type의 대형 sputtering system에서 증착하고 있으며 높은 증착 속도와 박막 특성의 균일도가 중요한 과제다. 본 연구에서는 $2\;m\;{\times}\;1\;m\;{\times}\;0.2\;m$의 sputtering system에서 기판 캐리어를 이용해서 커다란 기판을 좁고 긴 타겟의 양쪽으로 왕복 운동을 하는 swing dynamic deposition 방법으로 $272\;mm\;{\times}\;500\;mm$ 크기의 AZO target (Al 2 wt%)을 이용하여 bipolar pulsed dc로 증착하였다. 이 시스템의 배기는 TMP와 cryo pump를 이용해서 $5\;{\times}\;10^{-7}\;Torr$의 기본 진공도를 얻으며, 공정 중에는 TMP만 사용하였다. 하지만, 본 시스템의 TMP는 비대칭 적으로 한쪽에 치우쳐 설치되어 있는데, 이것이 챔버 내에서 공정 가스인 Ar의 유동의 불균일도를 초래하게 되며, 그것이 증착되는 박막의 두께 균일도 및 특성 균일도에 영향을 주고 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서는 다른 기본 진공도에서 증착된 AZO 박막의 특성 차이를 알아보고 비대칭 배기 구조가 in-line type 시스템에서 어떠한 두께 및 특성 불균일도를 가져오는지, 그리고 시스템 내부에 발생시키는 압력 불균일도를 상용 3차원 전산 유체해석 프로그램인 CFD-ACE+를 이용하여 분석하였다.