• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.225-225
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• 2012

DLC (Diamind-Like Carbon) 코팅은 1970년대 이온주입기술을 통하여 개발된 것이 처음으로 알려져 있으며, 다이아몬드 구조인 SP3 구조와 그라파이트 구조인 SP2 구조가 혼재되어 있으면서 제조 방법에 따라 수소와 Si 및 다양한 금속을 내재시킬 수 있는 코팅 물질이다. DLC는 높은 경도, 내마모성, 윤활성, 표면조도 등 뛰어난 기계적 특성과 전기절연성, 화학적 안정성 그리고 높은 광학적 투과성을 가져 산업적 활용 잠재력이 높은 재료로 평가되고 있으며, 이외에도 낮은 공정 온도에서 증착할 수 있고, 고경도와 낮은 마찰계수를 가지고 있는 장점이 있다. 그러나, DLC가 열적으로 불안정하기 때문에 사용되는 환경이 $500^{\circ}C$ 이상이 되면 DLC는 자체의 성질을 잃고 거의 흑연에 가까운 물질이 되어버리는 문제가 있고, 또한 높은 압축응력과 기재와의 낮은 밀착력이 단점으로 나타나고 있다. 이에 본 연구는 그런 단점을 보완하고자 PECVD (Plasmas Enhanced Chemical Vapor Deposition) 방법으로 DLC박막에 여러 가지 첨가원소(F,Si,0)를 사용하여 증착시킨 후 400, 500, $600^{\circ}C$에서 1시간동안 열처리를 진행하였으며, 그에 따른 내열 특성을 평가하였다. 또한 염수분무 테스트를 통한 박막의 내식 특성을 평가하였다. DLC박막의 구조는 Raman Spectra을 통해, Sp3 (like diamond) peak와 Sp2 (like graphite) peak 의 혼재 여부를 분석하였고, FE-SEM을 이용하여 막의 표면 및 단면을 관찰하였다. 스크래치 테스트를 통해 DLC박막의 밀착력을 측정하였으며, 볼 온 디스크 타입의 Tribo-meter을 이용하여 마찰계수 변화를 관찰하였다. 또한 나노인덴터를 이용하여 미소경도를 측정하였다. 그 결과 일반 DLC 막에 비해 첨가원소가 함유된 DLC 박막에서 내식성 및 내열특성이 향상되었다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.7 no.6
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• pp.1056-1063
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• 2006

Thermal evaporated 10 nm-Ni/l nm-Ir/(or polycrystalline)p-Si(100) and 10 nm-$Ni_{50}Co_{50}$/(or polycrystalline)p-Si(100) films were thermally annealed using rapid thermal annealing fur 40 sec at $300{\sim}1200^{\circ}C$. The annealed bilayer structure developed into Ni(Ir or Co)Si and resulting changes in sheet resistance, microstructure, phase and composition were investigated using a four-point probe, a scanning electron microscopy, a field ion beam, an X-ray diffractometer and an Auger electron spectroscope. The final thickness of Ir- and Co-inserted nickel silicides on single crystal silicon was approximately 20$\sim$40 nm and maintained its sheet resistance below 20 $\Omega$/sq. after the silicidation annealing at $1000^{\circ}C$. The ones on polysilicon had thickness of 20$\sim$55 nm and remained low resistance up to $850^{\circ}C$. A possible reason fur the improved thermal stability of the silicides formed on single crystal silicon substrate is the role of Ir and Co in preventing $NiSi_2$ transformation. Ir and Co also improved thermal stability of silicides formed on polysilicon substrate, but this enhancement was lessened due to the formation of high resistant phases and also a result of silicon mixing during high temperature diffusion. Ir-inserted nickel silicides showed surface roughness below 3 nm, which is appropriate for nano process. In conclusion, the proposed Ir- and Co- inserted nickel silicides may be superior over the conventional nickel monosilicides due to improved thermal stability.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.274-274
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• 2016

터치스크린패널로 응용하기 위하여 80%이상의 높은 투과도와 낮은 저항이 요구된다. 그 중에서도 무반사 효과 (anti-reflective, AR) 를 크게하여 투과도를 향상시키는 방법으로 나노구조물, 증착시 경사각, 다층박막 방법 등이 연구 개발되고 있다. 단일 박막을 이용하여 무반사 코팅을 하는 경우, 정밀한 굴절률 조절이 어려우며 낮은 반사율 영역의 선폭이 좁은 단점이 있다. 반면, 저/고굴절률 다층박막의 경우 비교적 굴절률 조절이 용이하고 가시광영역 전반적으로 높은 투과도를 가질 수 있다. plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) 증착법을 이용하여 무반사 효과를 증대시키기 위해 저/고굴절률 다층구조의 박막을 두께조합에 따라 평가하였으며, 가장 널리 사용되고 있는 Sputtering증착법과 비교하여 연구하였다. 제작된 다층박막의 구조는 glass(sub.)/SiN/SiO2/ITO 이며, 무반사 코팅층인 SiN/SiO2층은 각각 PECVD와 Sputtering 증착법을 통해 성장되었고, ITO는 스퍼터링 증착법을 이용하여 동일하게 성장하였다. 그 결과 PECVD 증착법이 Sputtering 증착법에 비하여 가시광영역(400~800nm)에서 더 높은 투과도를 얻게 되었다. 결과의 차이에 대해서 PECVD 증착법과 Sputtering 증착법으로 성장된 SiN, SiO2 박막의 광학적 특성과 물리적 특성의 변화를 spectroscopic ellipsometry (SE), Rutherford backscattering (RBS), atomic force microscopy (AFM) 을 이용하여 비교, 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.293.1-293.1
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• 2013

탄소나노튜브(carbon nanotubes; CNTs)는 우수한 물성으로 인하여 전자소자, 에너지 저장매체, 투명전도막, 복합재료 등 매우 다양한 분야에 응용이 가능할 것으로 예측되고 있으며, 더욱이 이러한 특성은 구조변형, 화학적 도핑뿐만 아니라 표면처리를 통해서 제어가 가능하다고 알려져 있다. 이를 위해 기존에는 열처리를 통하여 CNTs를 표면처리한 결과들이 보고되었으나, 고온에서 장시간의 공정이 요구되는 열처리 공정의 단점을 보완하기 위하여 플라즈마 처리를 통해 상온에서 단시간의 공정으로 CNTs를 표면처리하는 방법이 제시되었다. 특히 최근에는, 향후 산업적 응용을 목적으로 종래의 진공 환경에서 벗어나 대기압 연속공정 개발을 위한 대기압 플라즈마 기반의 표면처리 공정에 대하여 관심이 집중되고 있는 상황이다. 본 연구에서는 대기압에서 플라즈마를 안정적으로 방전 및 유지 할 수 있는 플라즈마 토치 시스템을 구축하였고, 이를 이용하여 수직배향 CNTs를 표면 처리함으로써 그 영향을 살펴보았다. CNTs는 $SiO_2$ 웨이퍼 위에 증착한 철 촉매를 이용하여 $750^{\circ}C$에서 수직배향 합성하였으며, 원료가스로는 아세틸렌을 사용하였다. 대기압 플라즈마 장치의 경우 고전압 교류 전원장치를 이용하여 토치타입으로 제작하였다. 플라즈마는 아르곤과 질소가스를 시용하여 방전하고, 기판과의 거리 및 처리시간을 변수로 CNTs를 표면처리하였다. 플라즈마 처리 전후 접촉각 측정을 통하여 소수성이었던 CNTs 표면이 친수성으로 변화하는 것을 확인하였다. 또한 Raman 분석을 통하여 대기압 플라즈마의 처리조건에 따른 CNTs 의 구조적 결함 발생 정도를 정량화 시킬 수 있었다. 이를 통하여 대기압 플라즈마를 이용할 경우, CNTs의 구조적 손상을 최소화 하면서 효율적으로 표면특성을 변화시킬 수 있는 처리조건을 도출하였다.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.32 no.1
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• pp.63-69
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• 2019

The oxidation states of structural Fe in minerals reflect the paleo-depositional redox conditions for the biologically or abiotically induced mineral formation. Particularly, nano-scale analysis using high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and electron energy loss spectroscopy (EELS) is necessary to identify evidence for the microbial role in the biomineralization. HRTEM-EELS analysis of oxidation states of structural Fe and carbon bonding structure differentiate biological factors in mineralization by mapping the distribution of Fe(II)/Fe(III) and source of organic C. HRTEM-EELS technique provides geomicrobiologists with the direct nano-scale evidence of microbe-mineral interaction.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.39 no.9
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• pp.884-889
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• 2002

In order to investigate the calcium phosphate forming ability of nanocrystalline $ZrO_2$ film, we prepared $ZrO_2/Si$ structure by using a chemical solution deposition with a zirconium naphthenate as a starting material. Precursor sol was spin-coated onto the (100)Si substrate and prefired at 500$^{\circ}C$ for 10 min in air, followed by final annealing at 800$^{\circ}C$ for 30 min in air. Crystallinity of the annealed film was examined by X-ray diffraction analysis. Surface morphology and surface roughness of the film were characterized by field emission-scanning electron microscope and atomic force microscope. After annealing, nanocrystalline $ZrO_2$ grains were obtained on the surface of the film with a homogeneous interface between the film and substrate. After immersion for 1 or 5 days in a simulated body fluid, formation of calcium phosphate was observed on $ZrO_2$ film annealed at 800$^{\circ}C$ by energy dispersive X-ray spectrometer. The fourier transform infrared spectroscopy revealed that carbonate was substituted into the calcium phosphate.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.388.2-388.2
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• 2014

최근 그래핀 연구와 더불어 2차원 구조의 나노소재에 대한 관심이 급증하면서 육각형의 질화붕소(hexagonal boron nitride; h-BN) 박막(nanosheet) [1]이나 붕소 탄화질화물(boron caronitride; BCN) 박막 [2,3]와 같은 2차원 구조체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 BCN은 반금속(semimetal)인 흑연(graphite)과 절연체인 h-BN이 결합된 박막으로 원소의 구성 비율에 따라 전기적 특성을 제어할 수 있다는 장점이 있다. 따라서 다양한 나노소자로의 응용을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 폴리스틸렌(polystyrene, PS)과 보레인 암모니아(borane ammonia)를 고체 소스로 이용하여 열화학기상증착법을 이용하여 BCN 박막를 SiO2 기판 위에 직접 합성하였다. SEM과 AFM 관측을 통해 합성된 BCN 박막을 확인하였으며, RMS roughness가 0.5~2.6 nm로 매우 낮은 것을 확인하였다. 합성과정에서 PS의 양을 조절하여 BCN 박막의 탄소의 밀도를 성공적으로 제어하였으며, 이에 따라 전기적인 특성이 제어되는 양상을 확인하였다. 또한 합성온도 변화에 따른 BCN 박막의 전기적인 특성이 제어되는 양상을 확인하였다. 추가적으로 같은 방법을 이용하여 BCN 박막을 Ni 위에서 합성하여 SiO2 기판위에 전사 하였다. 합성된 BCN 박막의 구조적 특징과 화학적 조성 및 결합 상태를 투과전자현미경(transmission electron microscopy), X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)을 통해 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.37-37
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• 2008

Hydrogenated nanocrystalline Si (nc-Si:H) thin films were prepared by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). The films were deposited with a radio frequency power of 100 W, while substrates were exposed to direct current (DC) biases in the range from 0 to -400 V. The effects of the DC bias on the formation of nanoscale Si crystallites in the films and on their optical characteristics were investigated. The size of the Si crystallites in the films ranges from ~ 1.9 to ~ 4.1 nm. The relative fraction of the crystallites in the films reached up ~ 56.5 % when the DC bias of -400 V was applied. Based on the variation in the structural, chemical, and optical features of the films with DC bias voltages, a model for the formation of nanostructures of the nc-Si:H films prepared by PECVD was suggested. This model can be utilized to understand the evolution in the size and relative fraction of the nanocrystallites as well as the amorphous matrix in the nc-Si:H films.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.28 no.11
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• pp.711-714
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• 2015

In this paper, high quality AlN layers were regrown on AlN nanopillar structure with $SiO_2$-dots by HVPE. Surface morphology of AlN layer regrown exhibited flatter than a conventional AlN template. The laterally overgrown AlN regions would consist of a continuous well coalesced layer with lower dislocation density than in the template because of the dislocation blocking and dislocation bending effects. Moreover, result of Raman spectroscopy suggest that the AlN nanopillar structure with $SiO_2$-dots relieves the strain in the AlN layer regrown by HVPE.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.18 no.12
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• pp.1069-1074
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• 2005

In this work, nano-needle structures ate formed to solve problem, related to low density of quantum dots for nano floating gate memory. Such structures ate fabricated and electrical properties' of MIS devices fabricated on the nano-structures are studied. Nano floating gate memory based on quantum dot technologies Is a promising candidate for future non-volatile memory devices. Nano-structure is fabricated by reactive ion etching using $SF_6$ and $O_2$ gases in parallel RF plasma reactor. Surface morphology was investigated after etching using scanning electron microscopy Uniform and packed deep nano-needle structure is established under optimized condition. Photoluminescence and capacitance-voltage characteristics were measured in $Al/SiO_2/Si$ with nano-needle structure of silicon. we have demonstrated that the nano-needle structure can be applicable to non-volatile memory device with increased charge storage capacity over planar structures.