• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.22.2-22.2
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• 2011

Si 나노와이어를 합성하는 다양한 방법들 중에서 Si 기판을 나노와이어 형태로 제작하는 무전해 식각법은 쉽고 간단하기 때문에 최근 많은 연구가 진행되고 있다. 무전해 식각법을 이용한 Si 나노와이어는 p 또는 n형의 전기적 특성을 갖는 Si 기판의 도핑농도에 따라 원하는 전기적 특성을 갖는 나노와이어를 얻을 수 있을 것이라는 기대가 있었지만 n형으로 제작된 나노와이어의 경우 식각에 의한 표면의 거칠기 때문에 그 특성을 나타내지 못하는 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 무전해 식각법을 이용하여 p와 n형 나노와이어를 합성하고 field-effect transistors (FETs) 소자를 제작하여 각각의 특성을 구현하였다. 나노와이어와 절연막 사이의 계면 결함을 최소화하기 위하여 poly-4-vinylphenol (PVP) 고분자 절연막에 나노와이어를 삽입시킨 형태로 소자를 제작하였고, 특히 n형 나노와이어의 표면을 보다 평평하게 하기 위하여 열처리를 진행 하였다. 이렇게 각각의 특성이 구현된 나노와이어를 이용하여 soft-lithography 공정을 통해 complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) 구조의 인버터 소자를 제작하였으며 그 전기적 특성을 평가하였다.

• 융합정보논문지
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• 제7권5호
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• pp.123-128
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• 2017

나노구조를 갖는 물질들은 나노구조물이 갖는 고유의 체적 대비 높은 표면적 비와 양자 갇힘 효과에 기인하는 독특한 전기적, 광학적, 광전기적, 자기적 특성으로 인하여 많은 주목을 받아왔다. 열화학 기상 증착 공정은 나노 구조물의 성장과정에서 다양한 구조를 갖는 나노소재의 합성 능력 때문에 더욱 주목을 받아왔다. 본 연구에서는 두 영역 열화학 기상 증착법과 소스 물질 $TiO_2$ 파우더를 이용하여 VLS 공정으로 Si\$SiO_2$(300 nm)\Pt(5~40 nm) 기판 위에 실리콘 옥사이드 나노와이어를 성장시켰다. 성장된 실리콘 옥사이드 나노와이어의 형상과 결정학적 특성을 전계방출 주사전자현미경과 투과전자현미경으로 분석하였다. 분석결과, 성장된 실리콘 옥사이드 나노와이어의 형상인 지름과 길이는 촉매 박막의 두께에 의존하여 다른 모양을 나타내었다. 또한 성장된 실리콘 옥사이드 나노와이어는 비정질 상을 갖는 것으로 분석되었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.38.1-38.1
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• 2011

최근 중동정세의 변화와 유류 소비의 증가에 따른 유가의 급등과, 일본 지진사태로 일어난 원자력 발전의 안정성에 대한 문제로 인하여 안전하고 깨끗하게 에너지를 생산할 수 있는, 저탄소 녹색성장을 구현할 수 있는 신재생 에너지에 관련된 연구에 많은 관심이 모아지고 있다. 특히 태양광 에너지를 전기로 변환하여 사용하는 것은 최근 가장 큰 관심사 중 하나이다. 나노결정 Si (nc-Si) 박막은 이러한 광전자 산업 및 태양 에너지 분야에서의 폭넓은 응용 가능성으로 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 nc-Si 박막의 발광 특성은 비정질 박막내 Si 나노결정에 기인한 양자제한효과(quantum confinement effect)에 의한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 증착시 기판에 AC (alternating current) Bias를 인가하여 PE CVD 기법으로 nc-Si:H 박막을 증착하였다. H2와 SiH4를 각기 45, 20 sccm으로, 100 W의 RF 전압을 주어 플라즈마를 생성하였으며, 60~900 Hz의 주파수 범위에서 60 V의 Bias를 인가하여 박막을 증착하였다. 이들 박막의 결정 크기, 결정화도, 나노 구조 및 광학적, 화학적, 기계적 특성을 XRD, FT-IR, Raman spectroscopey, AFM, PL, Nano indenter 등을 사용하여 조사하였으며, 기판에 인가된 전압과 주파수에 따른 결정크기와 박막의 광학적 특성과 상관관계를 고찰하였다. Bias 전압에 따라 ~1에서 ~4 nm의 크기를 갖는 나노 크리스탈이 생성 되었으며, 최고 10%의 나노결정 분율을 가지는 박막을 증착하였다. 이는 광학적 특성에도 영향을 주어 PL (photoluminescence)의 피크는 470~710 nm의 영역에서 관찰되었다. 또한 AC-Bias의 영향으로 박막 내 응력 해소에도 영향을 주어 박막내 존재하는 응력이 결정에 미치는 영향도 알 수 있었다. 이번 발표에선 증착 조건에 따른 박막의 나노구조 및 광학적 특성의 변화와 이들 간의 상관관계를 발표하고자 한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회
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• pp.1034-1037
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• 2005

Si (111) 기판 상에 전자빔 증착법으로 Ni, Cr 금속 패턴을 형성시킨 후, 그 금속 패턴 위에 대기 중에서 열 증착법으로 Zn powder를 사용하여 ZnO 나노 구조를 형성시켰다. 형성 시 기판의 온도는 500 ${\sim}$ 700 $^{\circ}$C의 범위에서 설정하였다. 금속 촉매 상에 형성된 ZnO 나노 구조와, Si 기판 상에 형성된 ZnO 나노 구조에서 각각의 형성된 나노 구조의 형상과 이에 따른 나노 구조의 특성 변화를 관찰하였다. 형성된 시료의 발광 특성은 실온에서 He-Cd laser (325 nm)를 이용하여 조사하였고, 금속 패턴 상에 형성된 나노 구조와 Si 기판 상에 형성된 나노 구조의 형상 차이를 광학 현미경과 Scanning Electron Microscope (SEM)을 이용하여 관찰하였다. 그 결과 기판의 온도가 비교적 저온일 때에는 촉매에 의한 영향을 관찰할 수 없었으나 성장 온도가 700 $^{\circ}$ 이상의 고온에서는 금속 촉매가 발광 특성 및 나노 구조의 형상에 영향을 주는 것을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.301-301
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• 2011

최근 고밀도 메모리 반도체의 재료와 빠른 응답을 요구하는 나노입자를 이용한 비휘발성 메모리 소자의 제작에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그에 따른 기존의 플래쉬 메모리가 가지는 문제점을 개선하기 위해서 균일하고 규칙적으로 분포하는 새로운 나노소재의 개발과 비휘발성, 고속 동작, 고집적도, 저전력 소자의 공정기술이 요구되고 있다. 또한 부유게이트에 축적되는 저장되는 전하량을 증가시키기 위한 새로운 소자구조 개발이 필요하다. 한편, 실리 사이드 계열의 나노입자는 금속 나노입자와 달리 현 실리콘 기반의 반도체 공정에서 장점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 화합물 중에서 비휘발성 메모리 장치의 전기적 특성을 향상 시킬 수 있는 실리사이드 계열의 바나듐 실리사이드(V3Si) 박막을 열처리 과정을 통하여 수 nm 크기의 나노입자로 제작하였다. 소자의 제작은 p-Si기판에 실리콘산화막 터널층(5 nm 두께)을 건식 산화법으로 성장 후, 바나듐 실리사이드 금속박막을 RF 마그네트론 스퍼터 시스템을 이용하여 4~6 nm 두께로 터널 베리어 위에 증착하고, 그 위에 초고진공 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 SiO2 컨트롤 산화막층 (20 nm)을 형성시켰다. 여기서 V3Si 나노입자 형성을 위해 급속 열처리법으로 질소 분위기에서 800$^{\circ}C$로 5초 동안 열처리하여 하였으며, 마지막으로 열 기화 시스템을 통하여 알루미늄 전극(직경 200 ${\mu}m$, 두께 200 nm)을 증착하여 소자를 제작하였다. 제작된 구조는 금속 산화막 반도체구조를 가지는 나노 부유게이트 커패시터이며, 제작된 시편은 투사전자현미경을 이용하여 나노입자의 크기와 균일성을 확인했다. 소자의 전기적인 측정을 E4980A capacitor parameter analyzer와 Agilent 81104A pulse pattern generator system을 이용한 전기용량-전압 측정을 통해 전하저장 효과 및 메모리 동작 특성들을 분석하고, 열처리 조건에 따라 형성되는 V3Si 의 조성을 엑스선 광전자 분광법을 이용하여 확인하였다.

• Applied Microscopy
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• 제34권1호
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• pp.23-29
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• 2004

본 연구에서는 에너지 여과장치와 직접 고온 가열 장치를 이용하여 실리카 나노입자의 비정질 구조 분석과 가열실험을 통한 구조변화에 대해 연구하였다. 실리카 나노입자의 전자회절도형은 세 개의 diffuse한 ring으로 구성이 되어 있으며, $900^{\circ}C$의 온도에서 실리카 나노입자는 서서히 결정화가 이루어짐을 알 수가 있었다. 세 개의 diffuse한 ring은 비정질 실리카 구조가 $SiO_4$ tetrahedra가 구조의 기본 단위로 이루어졌으며, 가열에 의해 이들이 점이적으로 tridymite 이상적인 층상 구조로 결정화되어 간다는 것을 이해할 수 있었다. 또한 전자현미경 내의 고진공하에서 $850^{\circ}C$ 이상의 온도 가열로 인해 $SiO_2$로부터 증발된 SiO가 grid에 재증착되는 것을 관찰할 수 있었고, 남아 있는 $SiO_2$는 전기로를 이용한 가열 실험결과와 같이 비정질 구조에서 orthorhombic trydimite로의 결정화가 이루어짐을 알 수 있었다.

• 폴리머
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• 제35권6호
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• pp.605-609
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• 2011

전기방사법과 열처리 공정을 통하여 PVDF-$SiO_2$ 복합나노섬유를 제조하였으며, 얻어진 나노섬유는 서로 연결된 기공으로 이루어진 적층 구조를 하고 있었다. 즉, 전기방사로 제조된 나노섬유는 직경이 380 nm, 기공도가 80% 이상인 다공성막을 형성하였다. TEM 사진과 EDX 스펙트라의 분석 결과로부터 $SiO_2$가 나노섬유에 균일하게 분산되어 존재한다는 것이 확인되었다. 또한 전기방사법의 도입에 의해 나노섬유의 기공도가 현저히 개선되었다. ATR-FTIR 및 XRD 분석 결과 복합나노섬유 상에서 PVDF는 ${\alpha}$-phase와 ${\beta}$-phase가 혼재되어 있는 결정구조를 가지고 있었으며, 열처리에 의해서 PVDF의 ${\alpha}$-phase가 증가하였으며, 이로 인해 결정화도가 증가하였다. 특히, 기계적 강도, 열적 특성 및 소수성은 열처리 공정에 의해서 매우 증가되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제14권3호
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• pp.105-108
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• 2004

나노크기의 기공을 갖는 AAO(Anodic Aluminum Oxide)를 이용하여 Si 기판 위에 열 증착 방식으로 Ni 나노구조체를 제작하였다. 제작된 나노구조체는 직경과 높이가 80nm정도로 거의 비슷한 원기둥 형태를 보였다. Ni 나노구조체의 자기적 특성은 광자기효과(Magneto-Optic Kerr effect)를 이용하여 측정하였고, 함께 성장시킨 박막(continuous film)과 비교하였다. 종횡비(aspect ratio)가 1 : 1 정도인 나노구조체의 자화용이축은 평면방향으로 자화용이축을 보이는 박막과는 달리 수직자기이방성을 보여주었으며, 수직 및 수평방향으로 자기장을 가하면서 얻은 자기이력곡선(hysteresis loop)으로부터 나노구조체의 포화자기장(saturation field)과 보자력(coercivity)이 박막과는 많은 차이를 보였다. 박막에서 거의 무시할 만한 값을 갖는 수직방향의 자기이력곡선에서 측정된 잔류자화(remanent magnetization) 나노구조체에서는 0.3으로 크게 증가했다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.385.1-385.1
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• 2014

$Bi_2Te_3$는 전기적, 열적 특성 등이 아주 흥미로운 소재로, 열전소자 응용 및 위상절연체(Topologycal insulator: TI)로써의 연구가 활발히 진행되고 있는 소재이다. 한편, 전기적, 광학적, 기계적, 열적 특성들이 매우 뛰어나 신소재로 각광받고 있는 그래핀은 나노소재의 합성 분야에서도 기판으로 활용되어, 최근에는 그래핀을 기판으로 한 고품질 나노소재의 합성에 관한 연구보고가 증가하고 있다. 이에, 본 연구에서는 그래핀을 $SiO_2$에 전사한 기판 및 $SiO_2$ 기판 위에 $Bi_2Te_3$ 나노 구조를 합성하고 다양한 분석을 하였다. 라만 스펙트럼 및 XRD를 통해 $Bi_2Te_3$ 임을 확인하였고, 비정질 $SiO_2$기판과 결정질 그래핀/$SiO_2$기판 그리고 구리호일과 그래핀/구리 호일 위에서 합성된 $Bi_2Te_3$ 나노구조를 SEM 및 TEM을 이용하여 비교 분석 하였다. 또한 기초적인 전기물성을 평가하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.130-131
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• 2006

차세대 반도체 정보기억장치로서 활발하게 연구되고 있는 나노 부유 게이트 메모리 (Nano Floating Gate Memory) 소자를 위해 필수적인 요소인 나노 크리스탈의 형성을 위하여 다양한 굴절률을 가진 실리콘 질화막 (SiNx)을 형성하고 고온 열처리 (rapid thermal annealing)를 실시하여 나노 크리스탈의 형성과 특성에 대한 연구를 진행하였다. 다양한 굴절률을 가진 실리콘 질화막을 형성한 후 나노 크리스탈의 형성을 위하여 열처리를 수행하였고, photoluminescence (PL)를 통하여 굴절률이 높은 Si-rich SiNx 박막의 고온 열처리를 수행한 실리콘 질화막으로부터 나노 크리스탈의 형성을 확인할 수 있었다. 또한 열처리한 실리콘 질화막 위에 Al을 증착하여 MIS 구조를 형성한 후 Capacitance-Voltage (C-V) 특성을 측정하였으며, $900^{\circ}C$에서 열처리한 박막에서 나노 크리스탈에 의한 메모리 효과를 확인할 수 있었다.