• Toxicological Research
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• 제29권1호
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• pp.35-42
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• 2013

Quantum dots (QDs) have received considerable attention due to their potential role in photosensitization during photodynamic therapy. Although QDS are attractive nanomaterials due to their novel and unique physicochemical properties, concerns about their toxicity remain. We suggest a combination strategy, CdSe/ZnS QDs together with curcumin, a natural yellow pigment from turmeric, to reduce QD-induced cytotoxicity. The aim of this study was to explore a potentially effective cancer treatment: co-exposure of HL-60 cells and human normal lymphocytes to CdSe/ZnS QDs and curcumin. Cell viability, apoptosis, reactive oxygen species (ROS) generation, and DNA damage induced by QDs and/or curcumin with or without ultraviolet A (UVA) irradiation were evaluated in both HL-60 cells and normal lymphocytes. In HL-60 cells, cell death, apoptosis, ROS generation, and single/double DNA strand breaks induced by QDs were enhanced by treatment with curcumin and UVA irradiation. The protective effects of curcumin on cell viability, apoptosis, and ROS generation were observed in normal lymphocytes, but not leukemia cells. These results demonstrated that treatment with QD combined with curcumin increased cell death in HL-60 cells, which was mediated by ROS generation. However, curcumin acted as an antioxidant in cultured human normal lymphocytes.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.146-147
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• 2012

InP 기판위에 자발성장법으로 성장된 InAs 양자점은 $1.55{\mu}m$ 영역에서 발진하는 양자점 반도체 레이저 다이오드 및 광 증폭기를 제작할 수 있기 때문에 많은 관심을 받고 있다. 광통신 대역의 $1.55{\mu}m$ 반도체 레이저 다이오드 및 광 증폭기 분야에서 InAs/InP 양자점이 많은 관심을 받고 있으나, InAs/GaAs 양자점에 비해 제작이 어려운 단점을 가지고 있다. InAs/InP 양자점은 InAs/GaAs 양자점에 비해 격자 불일치가 작아 양자점의 크기가 크고 특히 As 계 박막과 P 계박막의 계면에서 V 족 원소 교환 반응으로 계면 특성 저하가 발생하여 성장이 까다롭다. As 과 P 간의 교환반응은 성장온도와 V/III 에 의해 크게 영향을 받는 것으로 보고되었다. 그러나, P계 InGaAsP 박막 위에 InAs 성장 시 발생하는 As/P 교환반응에 대한 연구는 매우 적다. 본 연구에서는 InGaAsP 박막 위에 InAs 양자점 성장 시 GI (growth interruption)에 의한 As/P 교환반응이 InAs 양자점의 형상 및 광학적 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 시료는 수직형 저압 Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD)를 이용하여 $520^{\circ}C$의 온도에서 성장하였다. 그림1(a) 구조의 양자점은 InP (100) 기판위에 InP buffer layer를 성장한 후 InP와 격자상수가 일치하는 $1.1{\mu}m$ 파장의 InGaAsP barrier를 50 nm 성장하였다. 그 후 As 분위기 하에서 다양한 GI 시간을 주었고 그 위에 InAs 양자점을 성장하였다. 양자점 성장 후 InGaAsP barrier를 50 nm, InP capping layer를 50 nm 성장하였다. AFM측정을 위해 InP capping layer 위에 동일한 GI 조건의 InAs/InGaAsP 양자점을 성장하였고 양자점 성장 후 As분위기 하에 온도를 내려주었다. 그림1(b) 구조의 양자점은 그림1(a) 와 모든 조건은 동일하나 InAs 양자점과 InGaAsP barrier 사이에 GaAs 2ML를 삽입한 구조이다. 양자점 형상 특성 평가는 Atomic force microscopy를 이용하였으며, 광특성 분석은 Photoluminescence를 이용하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.154-154
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• 2011

자발형성법(Self-assembled)을 이용한 InAs 양자점(Quantum dots)은 성장법의 고유한 물리적 한계로 길이방향에 대한 수직방향 비율(Aspect ratio, AR)이 상대적으로 작은 값을 갖는다. 기존에 보고된 바에 따르면 GaAs 기판에 형성한 InAs 양자점은 일반적으로 AR이 0.3 정도를 보인다. 이러한 높이가 상대적으로 낮은 InAs 양자점은 수직방향으로 운반자(Carrier)의 파동함수 (Wave-function) 구속이 작게 되어 나노 양자점 구조의 0차원적 특성이 저하되게 된다. 본 논문에서는 Arsenic 차단법(Interruption technique)을 이용한 수정자발형성법(Modified self-assembled method, MSAM)으로 InAs 양자점(MSAM-InAs 양자점)을 형성하고 성장 변수에 따라 광 및 구조적 특성을 평가하여 0차원 순도를 분석하였다. MSAM InAs 양자점을 성장하고 12 nm 두께의 GaAs spacer 층을 증착한 후 $600^{\circ}C$에서 30초 동안 Arsenic 분위기에서 열처리(Annealing)를 수행 한 후 다시 InAs을 증착 하였다. 이러한 과정을 5번 반복하여 높이 방향으로 형상을 개선시킨 InAs 양자점을(Vetically-controlled MSAM, VCMSAM) 성장하였다. 기존 자발형성법을 이용한 InAs 양자점과 MSAM-InAs 양자점 단일층 구조를 기준시료로 성장하였다. 상온 포토루미네슨스(Photoluminescence, PL) 실험에서 단일 MSAM InAs 양자점 및 VCMSAM 양자점 시료의 발광에너지는 각각 1.10 eV와 1.13 eV를 나타내었다. VCMSAM InAs 양자점 시료의 PL세기는 단일 MSAM 양자점보다 3.4배 증가되어, 확연히 높게 나타나는 결과를 보였다. 이러한 결과는 높이 방향으로 운반자의 파동함수 구속력이 증가하여 구속준위 (Localized states)의 전자-정공의 파동함수중첩(Overlap integral)이 개선된 것으로 설명할 수 있다. 투과전자현미경(Transmission electron microscopy) 및 원자력간 현미경(Atomic force microscopy)을 이용하여 구조적 특성을 평가하고 이를 비교 분석한 결과를 보고한다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제7권10호
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• pp.895-903
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• 2017

양자점 셀룰라 오토마타(QCA)는 CMOS의 근본적인 한계에 대한 대체 해결책으로 제안된 기술 중 하나이다. QCA는 최근 실험 결과와 함께 다양한 연구가 진행해오고 있으며 나노 규모의 크기와 낮은 전력 소비로 각광 받고 있다. 기존 논문에서 제안된 XOR 게이트는 최소한의 면적과 셀의 개수를 이용하여 설계 할 수 있음에도 불구하고 안정성 및 결과의 정확성 때문에 추가된 셀의 개수가 많았다. 본 논문에서는 기존의 XOR 게이트의 단점을 보완한 게이트를 제안한다. 본 논문의 XOR 게이트는 정사각형 구조로 AND 게이트와 OR게이트를 배치함으로써 셀 배선의 개수를 줄인다. 그리고 제안한 XOR 게이트를 이용하여 단순 인버터 역할을 하는 셀 2개를 추가해 반가산기를 제안한다. 또한 본 논문은 입력과 결과의 정확성을 위해 QCADesginer을 이용한다. 따라서 제안한 반가산기는 기존의 반가산기에 비해 더 적은 수의 셀, 전체 면적으로 구성됨으로 큰 회로에 사용할 때 혹은 작은 면적에 반가산기가 필요할 때 효율적이다.

• ETRI Journal
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• 제34권6호
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• pp.950-953
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• 2012

Schottky barrier single electron transistors (SB-SETs) and Schottky barrier single hole transistors (SB-SHTs) are fabricated on a 20-nm thin silicon-on-insulator substrate incorporating e-beam lithography and a conventional CMOS process technique. Erbium- and platinum-silicide are used as the source and drain material for the SB-SET and SB-SHT, respectively. The manufactured SB-SET and SB-SHT show typical transistor behavior at room temperature with a high drive current of $550{\mu}A/{\mu}m$ and $-376{\mu}A/{\mu}m$, respectively. At 7 K, these devices show SET and SHT characteristics. For the SB-SHT case, the oscillation period is 0.22 V, and the estimated quantum dot size is 16.8 nm. The transconductance is $0.05{\mu}S$ and $1.2{\mu}S$ for the SB-SET and SB-SHT, respectively. In the SB-SET and SB-SHT, a high transconductance can be easily achieved as the silicided electrode eliminates a parasitic resistance. Moreover, the SB-SET and SB-SHT can be operated as a conventional field-effect transistor (FET) and SET/SHT depending on the bias conditions, which is very promising for SET/FET hybrid applications. This work is the first report on the successful operations of SET/SHT in Schottky barrier devices.

• 한국안광학회지
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• 제7권2호
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• pp.155-161
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• 2002

전도성 혹은 비전도성 지지체에서 전기변색이 가능한 수 nm에서 수액 nm 두께의 금속 니켈 박막 형성에 대한 연구를 수행하였다. 광학렌즈나 혹은 LCD에 사용되는 ITO, 실리콘 웨이퍼에 박막 형성에 대한 연구는 다양한 두께의 니켈 박막은 자체로서의 응용 가능성 뿐 아니라, 광전기화학 소자, 특히 선글라스로 대변되는 변색 소자에의 응용 가능성이 아주 크다. 이러한 소자들은 나노 기술 응용과 양자점의 응용 등으로 경박단소형의 렌즈나 전지, 유리 그리고 태양 선지 등에 응용이 가능하다. 전기화학적으로 니켈 금속을 ITO 유리위에 코팅한 후, AFM, XRD을 이용하여 미세구조를 확인하고, 순환전압전류법, 시간대전류법, 임피던스를 이용하여 이들의 전기화학적 박막 특성을 조사하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.175-175
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• 2009

양자점 (quantum dot) 기반의 반도체 레이저 다이오드(laser diode)는 낮은 문턱전류와 높은 미분 이득 및 높은 특성온도 등과 같은 장점을 갖는다. 이러한 레이저 다이오드의 특성은 양자점 활성층 품질에 의해 큰 영향을 받기 때문에 고품위 양자점 성장에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 양자점 구조 성장시 발생하는 변형 (strain)은 레이저 다이오드의 문턱전류, 발진 파장, 내부양자효율 등과 같은 특성에 영향을 미치는 중요한 요소이다. 특히, 레이저 다이오드의 고출력 동작을 위해서는 양자점 적층 기술이 중요한데, 이때 양자점 활성층 영역에 많은 변형이 발생한다. 따라서, 양자점 성장후 변형을 감소하기 위한 변형 완화층(strain released layer)에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 변형 완화층 연구의 일환으로 비대칭 변형 완화층의 조성 및 두께 변화에 따른 양자점 파장 변화에 대한 연구를 수행하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.196-196
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• 2012

염료감응 태양전지는 실리콘 태양전지에 비해 단가가 낮고 반투명하며 친환경적 특성으로 차세대 태양전지로 주목을 받았으나 염료의 안정성의 문제와 특정 파장대의 빛만 흡수하는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 양자구속 효과에 의해 크기에 따라 밴드갭 조절이 용이하여 다양한 파장대의 빛을 흡수 할 수 있는 양자점 감응태양전지가 많은 관심을 받고 있다. 하지만 양자점 감응 태양 전지의 활성층으로 사용되는 반도체 산화물인 이산화티타늄의 두께는 $13{\sim}18{\mu}m$로 짧은 확산거리로 인해 전하수집의 한계를 가지고 있다. 이를 극복하기 위해 인듐 주석 산화물 나노선을 합성하여 전자가 광전극에 직접유입이 가능하도록 해 빠른 전하이동 및 전하수집을 가능하게 한다. 인듐 주석 산화물 나노선은 증기수송 방법(VTM)을 이용하여 인듐 주석 산화물 유리 기판 위에 $5{\sim}30{\mu}m$ 길이로 합성하였다. 전해질과 전자가 손실되는 것을 방지하기 위해 원자층 증착법(ALD)을 이용하여 이산화 티타늄 차단층을 20 nm 두께로 코팅한 후 화학증착방법(CBD)을 이용하여 인듐 주석 산화물 나노선-이산화 티타늄 코어-쉘 구조를 만든다. 마지막으로 황화카드뮴, 카드늄셀레나이드, 황화아연을 증착시킨 후 다황화물 전해질을 이용하여 양자점 감응 태양전지를 제작하였다. 특성 평가를 위해 전계방사 주사전자현미경, X-선 회절, 고분해능 투과 전자 현미경을 이용하며 intensity modulated photocurrent spectroscopy (IMPS), intensity modulated voltage spectroscopy (IMVS)를 이용하여 전하수집 특성평가를 하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제1권1호
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• pp.40-49
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• 2001

We have developed a repeatable process of forming uniform, small-size and high-density self-assembled Si nano-crystals. The Si nano-crystals were fabricated in a conventional LPCVD (low pressure chemical vapor deposition) reactor at $620^{\circ}c$ for 15 sec. The nano-crystals were spherical shaped with about 4.5 nm in diameter and density of $5{\times}l0^{11}/$\textrm{cm}^2$. More uniform dots were fabricated on nitride film than on oxide film. To take advantage of the above-mentioned characteristics of nitride film while keeping the high interface quality between the tunneling dielectrics and the Si substrate, nitride-oxide tunneling dielectrics is proposed in n-channel device. For the first time, the single electron effect at room temperature, which shows a saturation of threshold voltage in a range of gate voltages with a periodicity of ${\Delta}Ｖ_{GS}\;{\approx}\;1.7{\;}V$, corresponding to single and multiple electron storage is reported. The feasibility of p-channel nano-crystal memory with thin oxide in direct tunneling regime is demonstrated. The programming mechanisms of p-channel nano-crystal memory were investigated by charge separation technique. For small gate programming voltage, hole tunneling component from inversion layer is dominant. However, valence band electron tunneling component from the valence band in the nano-crystal becomes dominant for large gate voltage. Finally, the comparison of retention between programmed holes and electrons shows that holes have longer retention time.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.44-44
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• 2011

Unipolar 구조의 양자점 발광소자는 소자에 주입되는 전자로 구동 가능하게 설계되어 bipolar 구조와 달리 직류뿐만 아니라 교류로도 구동이 가능하다. 소자의 구조는 패턴된 ITO 유리기판 위에 Radio frequency magnetron sputter로 성장시킨 투명한 금속산화층 사이에 콜로이드로 분산된 양자점이 포함되어 있다. 본 연구에서는, 전하 수송층으로 사용되는 Zinc Tin Oxide (ZTO)가 전압 인가 시 발생하는 과부하로 인해 낮은 전계발광(electroluminescence, EL)특성이 나타나는 문제점이 있다. 이를 해결하고자 ZTO층의 비저항과 EL특성 사이의 관계를 알아보고, ZTO의 비저항 값을 변화시키기 위해 sputter 공정 중 인가 전력과 작업압력, 산소 분압 등의 성장 조건을 변화시켰다. ZTO의 조성비에 따른 비저항 및 전기적 특성을 홀 측정 장비로 측정하였다. 인가전력이 낮고 작업압력이 낮을수록 비저항 값이 낮았으며, 그에 따라 소자의 동작전압이 낮아지고 EL특성 또한 우수하게 나타났다.