• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권2호
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• pp.569-574
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• 2014

Inverted bulk hetero-junction polymer solar cells (iPSC) composed of P3HT/PC61BM blends on the ZnO modified with benzoic acid derivatives-based self-assembled monolayers (SAM) are fabricated. Compared with the device using the pristine ZnO, the devices with ZnO surface modified SAMs derived from benzoic acid such as 4-(diphenylamino)benzoic acid (DPA-BA) and 4-(9H-carbazol-9-yl)benzoic acid (Cz-BA) as an electron transporting layer show improved the performances. It is mainly attributed to the favorable interface dipole at the interface between ZnO and the active layer, the eective passivation of the ZnO surface traps, decrease of the work function and facilitating transport of electron from PCBM to ITO electrode. The power conversion eciency (PCE) of iPSCs based on DPA-BA and Cz-BA treated ZnO reaches 2.78 and 2.88%, respectively, while the PCE of the device based on untreated ZnO is 2.49%. The open circuit voltage values ($V_{oc}$) of the devices with bare ZnO and SAM treated ZnO are not much different. Whereas, higher the fill factor (FF) and lower the series resistance ($R_s$) are obtained in the devices with SAMs modification.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2005년도 International Meeting on Information Displayvol.II
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• pp.1343-1346
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• 2005

Self assembled monolayers (SAM) are generally used at the anode/organic interface to enhance the carrier injection in organic light emitting devices, which improves the electroluminescence performance of organic devices. This paper reports the use of SAM of 1-decanethiol (H-S(CH2)9CH3) at the cathode/organic interface to enhance the electron injection process for organic light emitting devices. Aluminum (Al), tris-(8-hydroxyquionoline) aluminum (Alq3), N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3 -methylphenyl)-1,1'- diphenyl-4,4'-diamine (TPD) and indium-tin-oxide (ITO) were used as bottom cathode, an emitting layer (EML), a hole-transporting layer (HTL) and a top anode, respectively. The results of the capacitancevoltage (C-V), current density -voltage (J-V) and brightness-voltage (B-V), luminance and quantum efficiency measurements show a considerable improvement of the device performance. The dipole moment associated with the SAM layer decreases the electron schottky barrier between the Al and the organic interface, which enhances the electron injection into the organic layer from Al cathode and a considerable improvement of the device performance is observed. The turn-on voltage of the fabricated device with SAM layer was reduced by 6V, the brightness of the device was increased by 5 times and the external quantum efficiency is increased by 0.051%.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.23.1-23.1
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• 2010

Alkanethiol (CH3(CH2)nSH) 자기 조립 박막은 금, 은, 팔라듐 그리고 구리와 같은 금속 물질과 결합하여 산화 방지 보호막, 생화학적 멤브레인 그리고 케미컬 센서로 널리 이용되었다. 전도성을 가진 많은 금속 분말 중에서, 구리는 뛰어난 열, 전기 전도성과 풍부한 양으로 다른 귀금속에 비교하여 경제성까지 갖춘 물질이다. 그러나 이러한 구리 나노 분말은 대기에 노출된 구리 분말이 쉽게 산화된다는 결정적인 단점 때문에 그동안 널리 이용되지 못하였다. 이러한 구리의 단점을 극복하고 뛰어난 전도성의 특징을 이용하고자, Langmuir-Blodgett (LB), layer by layer (LbL), electrophoretic deposition (EPD), self-assembled monolayer (SAM)과 같은 구리 나노 분말 위에 유기 박막을 형성하고자 하는 많은 방법이 시도되어왔다. 이러한 방법들 대부분은 습식 방법으로 진행되었으며, 약 2-nm 두께의 SAM 구조를 형성할 수 있음이 많은 연구를 통하여 확인되었다. 그러나 습식 기반의 SAM 구조는 단지 수일 동안만 유효하며, 이는 코팅을 수행하면서 점차 떨어지는 source solvent의 순도와 적합하지 않은 코팅 조건, 그리고 이러한 원인으로 형성된 부실한 막질 구조 때문으로 추측된다. 게다가 이러한 습식 기반 공정은 코팅 막의 두께 조절과 코팅 시 solvent의 순도를 일정하게 유지하는 것이 매우 복잡하고 어려운 작업으로 알려져 왔다. 본 실험에서는 고 진공 챔버 (< $4.0{\times}10-6$ torr) 시스템을 이용하여 습식 기반 공정의 문제점을 극복하고 구리 나노 분말의 산화를 막기 위한 실험을 진행하였다. 1-octanethiol (CH3(CH2)7SH)은 중간 길이의 hydrocarbon (n=7) 구조를 가진 특징 때문에 코팅 물질로 사용되었다. 게다가, alkanethiol 족 특유의 물질인 황(sulfur)은 구리와 결합하여 산화방지 보호막의 역할을 수행할 수 있다. 저 진공 조건에서는 10-nm의 multilayer가 일괄적으로 코팅됨을 확인할 수 있었다. 본 실험에서는 약 10-nm 두께의 자기 조립 박막(self assembled monolayers: SAMs)이 고 진공 조건에서 구리 나노 분말 표면 위에 코팅 조건의 변경을 통해서 5-nm에서 10-nm 두께의 1-octanethiol SAMs 구조를 얻어낼 수 있었다. 이는 고 진공 조건에서 1-octanethiol SAMs의 코팅 두께를 조절함으로 다양한 크기의 분말에 코팅 물질로 쓰일 수 있음을 알 수 있다.

• 폴리머
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• 제29권4호
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• pp.331-337
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• 2005

일반적으로 꼬리부분에 카복실산을 갖는 알칸티올레이트는 바이오 물질의 고정화 활성물질로 사용되고 있다. 본 연구에서는 알칸티올레이트의 전기적 성질과 물리적 안정성을 향상시키기 위해 공액구조를 갖는 방향족계 티올레이트를 사용하여 cytochrome c와 같은 단백질을 고정화시켰다. 방향족계 자기조립 단분자막의 패턴 형성은 다음과 같은 공정으로 행하였다. 4'-Mercapto-biphenyl-4-carboxylic acid와 4-mercapto-[1,1';4',1']terphenyl-4'-carboxylic acid와 같은 방향족 티올레이트 분자를 금 기판에 흡착시킨 다음 네거티브 마스크를 가지고 원자외선 조사에 의해 산화반응을 시킨 후 deioniz water로 현상하였다. 공액계 자기조립 단분자막의 패턴형성과 전기적 성질은 STM과 AFM 측정을 통해 조사하였다. 또한 cytochrome c 또는 ferrocene amide를 패턴이 형성된 금 기판에 고정화시킨 다음 cyclic voltammeoy 측정을 통해 공액계 방향족 티올레이트의 전기적 활성을 검토하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.1582-1584
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• 2008

This paper reports a simple fabrication method for creating the superhydrophobic polymer surface using a plasma etching. Generally, it is necessary for the superhydrophobic surfaces to have a rough structure on surface with the composition of the low surface energy. In this study, Poly(methyl methacrylate) (PMMA), poly(ethylene terephthalate) (PET), acrylonitrile butadiene styrene (ABS) with superhydrophobic surface were fabricated using $O_2$ plasma etching and vapor deposition with the fluoroalkylsilane self-assembled monolayers. The plasma treated polymer surfaces are covered with the nano-pillar shaped structures after treatment for $1{\sim}2min$. And these samples with FOTS SAMs coating are showed the superhydrophobicity having the water contact angle of around $150^{\circ}$ and sometimes around $180^{\circ}$ depending on the treatment time. Furthermore the nanostructured polymer is transparent for the visible light.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.360-360
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• 2011

We demonstrated the fabrication method of superhydrophobic nanocoating through a facile spin-coating and the chemical modification. The resulting coating showed a tremendous water repellency with a static water contact angle (CA) of 158$^{\circ}$ and a hysteresis of 1$^{\circ}$. The number of ZnO nanoparticle (NP) coating cycles affected on the surface roughness, which is key role for superhydrophobic surface, and thus the CA can be modulated by changing the ZnO NP coating cycles. The CA can be controlled by changing the carbon length of Self-Assembled Monolayers(SAM). This simple ZnO coating is substrate-independent including flexible surfaces, papers and cotton fabrics, which can effectively be used in various potential applications. We also observed the thermal and dynamic stabilities of SAM on ZnO nanoparticles. The superhydrophobicic surface maintained its superhydrophobic properties below 250$^{\circ}C$ and under dynamic conditions.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.448-448
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• 2011

We investigated the fabrication method of superhydrophobic nanocoating prepared by a simple spin-coating and the chemisorption of fatty acid. The resulting coating showed a tremendous water repellency (static water contact angle = $154^{\circ}$) and the water contact angle can be modulated by changing the number of deposition cycles of ZnO and the carbon length of Self-Assembled Monolayers (SAM). Varying the number of deposition cycles of ZnO controlled the surface roughness, and affected to the superhydrophobicity. This simple coating method can be universally applicable to any substrates including flexible surfaces, papers and cotton fabrics, which can effectively be used in various potential applications. We also observed the thermal and dynamic stabilities of SAM on ZnO nanoparticles. The superhydrophobicic surface maintained its superhydrophobic properties below $250^{\circ}C$ and under dynamic conditions.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.282-282
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• 2013

그래핀(Graphene)은 열 전도도가 높고 전자 이동도(200 000 cm2V-1s-1)가 우수한 전기적 특성을 가지고 있어 차세대 전자재료로써 유망한 후보로 간주되어 왔다. 최근에는 아크 방출(Arc discharge method), 화학적 기상 증착법(Chemical vapor deposition; CVD), 이온-조사법(Ion-irradiation) 등을 이용한 이종원자(Hetero atom)도핑과 화학적 처리를 이용한 기능화(Functionalization)등의 방법으로 그래핀의 전도도를 향상시킬 수 있었다. 그러나 이러한 방법들은 기판의 표면을 거칠게 하며, 그래핀에 많은 결함들이 발생한다는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 자가 조립 단층막법(Self-Assembled Monolayers; SAMs)을 이용하여 기판을 기능화한 후 그 위에 그래핀을 전사하면, 자가 조립 단층막의 기능기에 따라 그래핀의 일함수를 조절 가능하고 운반자 농도나 도핑 유형을 변화시켜 소자의 전기적 특성을 최적화 할 수 있다 [1-3]. 본 연구에서는 PET(polyethylene terephthalate) 기판에 SAMs를 이용하여 유연하고 투명한 그래핀 전극을 제작하였다. 자외선 오존처리 (UV ozone treatment)를 이용하여 PET 기판 표면 위에 하이드록실 기(Hydroxyl group; -OH)를 기능화 화였고 이를 접촉각 측정(Contact angle measurement)을 통해 확인하였다. 또한 3-Aminopropyltriethoxysilane(APTES)와 톨루엔 (toluene)을 이용하여 PET 기판 표면 위의 하이드록실 기 위에 아민 기(Amine group; -NH2)를 기능화 하였고 이를 X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy: XPS)으로 분석하였다. 이렇게 만들어진 PET기판 표면 위에 화학적 기상 증착법을 이용하여 합성한 대면적의 균일한 그래핀을 전사하였다. NH2그룹에 의해 그래핀에 도핑 효과가 나타난 것을 라만 분광법(Raman spectroscopy)과 전류-전압 특성곡선(I-V characteristic curve)을 이용하여 확인하였다. 본 연구 결과는 유연하고 투명한 기판 위에 안정적이면서 패턴이 가능하기 때문에 그래핀을 기반으로 하는 반도체 소자에 적용 가능할 것이라 예상된다.

• 접착 및 계면
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• 제23권2호
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• pp.53-58
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• 2022

본 연구는 AlO_x유전체 표면에 유기 자립조립 단분자막 (self-assembled monolayer, SAM) 중간층을 도입함으로써 유전체의 표면특성을 제어하고, 최종적으로 유기전하변조트랜지스터 (Organic charge modulated field-effect transistor, OCMFET)의 전기적 특성을 향상시킨 결과를 제시하였다. 유기 중간층을 적용함으로써, OCMFET의 컨트롤 게이트(CG, Control gate)와 플로팅 게이트 (FG, Floating gate) 사이 커패시터 플레이트로 작용하는 산화알루미늄 게이트 유전체의 표면 에너지를 제어하였으며, FET의 가장 중요한 성능변수인 전계효과 이동도(field-effect transistor, μ_FET)를 향상시켰다. 사용된 SAMs은 네가지의 PA (Octadecylphosphonic acid, Butylphosphonic acid, (3-Bromopropyl)phosphonic acid, (3-Aminopropyl) phosphonic acid)를 사용하여 형성하였으며, 각각 0.73, 0.41, 0.34, 0.15 cm2V^-1s^-1의 μ_OCMFET를 나타내었다. 이 연구를 통해 유기 SAM 중간층의 알킬 체인(Alkyl chain)의 길이 및 말단기의 특성이 소자의 전기적 성능을 제어하는데 중요한 요인임을 확인하였으며, 이 결과를 통해 향후 최적의 센서 플랫폼으로서의 OCMFET 소자성능 최적화에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

• 공업화학
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• 제16권4호
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• pp.542-548
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• 2005

몇 가지 금속 산화물에 플루오르르 치환된 카르복시산의 자기조립박막을 제조하였다. 사슬 길이의 영향을 비교하기 위하여 퍼플루오르도테칸 산과 퍼플루오르옥타데칸 산을 사용하였다. 사용된 금속 산화물은 알루미나, 탄탈리아, 티타니아, 지르코니아였다. 자기조립박막의 형성은 DRIFT (Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform) 분광법으로 확인하였다. 퍼플루오르탄화수소는 소수성을 가지므로 형성된 자기조립박막도 소수성을 지닐 것으로 예측된다. 형성된 자기조립박막의 DRIFT 스펙트럼의 품질은 금속산화물의 성분 원소뿐만 아니라 분말으 크기에 따라서도 달라졌다.