• Title/Summary/Keyword: Si 나노구조

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Synthesis of Organic-inorganic Core-shell Nanoparticle Powder using Immersion Annealing Process (담금 어닐링을 이용한 유·무기 코어-쉘 나노입자 파우더 합성법)

  • Choi, Young Joong;Jung, Hyunsung;Bang, Jiwon;Park, Woon Ik
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.25 no.4
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    • pp.35-40
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    • 2018
  • Simple and useful synthetic process to control the morphology of block copolymers (BCPs) is required for implementation in various device applications. However, the conventional method to use colloidal templates is not enough to realize the production of pure and massive core-shell nanoparticles due to the cost-intensive complex process. Here, we introduce a novel and facile synthesis method to realize the formation of core-shell $SiO_x$ nanoparticle power by employing an immersion annealing of a sphere-forming poly(styrene-b-dimethylsiloxane) (PS-b-PDMS) BCP. We successfully obtained a PS-encapsulated $SiO_x$ nanoparticle with a diameter of ~20 nm. In addition, we analyzed how the mixing ratio of heptane/ethanol affects the BCP morphology of self-assembled PS-b-PDMS nanoparticles, showing a worm-like structure under the optimum immersion conditions. This useful approach is expected to be extendable to other solvent-based BCP synthesis, providing a new guideline for unique BCP production.

MBE 법으로 선택적 성장된 GaN 나노선의 광/구조 특성 조사

  • Lee, Sang-Tae;Jeon, Seung-Gi;Choe, Hyo-Seok;Kim, Mun-Deok;O, Jae-Eung;Kim, Song-Gang;Yang, U-Cheol
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.08a
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    • pp.355-355
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    • 2012
  • Si (111) 기판 위에 polystyrene (PS) bead를 사용하여 만들어진 약 100 nm 나노 구멍에 GaN나노선을 molecular beam epitaxy 법으로 성장하였다. 성장 온도와 III/V 비율 변화에 대하여 성장된 GaN 나노선의 모양과 광학적 특성은 scanning electron microscopy (SEM)와 photoluminescence (PL) 등으로 조사하였으며, InN/GaN 이종접합 및 InGaN p-n 다이오드구조를 성장하여 atomic force microscopy의 tip 접촉방법으로 전기적 특성을 조사하였다. PL 측정 결과 성장온도가 높아지면 Ga 빈자리와 관계된 3.28 eV의 donor acceptor pair (DAP) 신호와 3.42 eV의 stacking faults (SF) 결함에 기인된 발광 신호세기가 감소하는 결과를 SEM으로부터 나노선 폭 및 길이는 좁아지면서 짧아지는 것을 관측하였다. 또한 nitrogen 원자양이 증가하면서 Ga 빈자리와 관련된 3.28 eV DAP 신호가 증가하는 것을 관측하였다. 이들 결과로부터 GaN 나노선의 SF 발광 신호관련 원인에 대하여 논의 하였다. AFM을 이용한 I-V 측정으로부터 성장조건 변화에 따른 GaN 나노선 및 p-n 접합 나노선의 전도 특성을 조사하여 나노선의 소자 응용에 대한 기본적인 물리특성을 규명하였다.

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Plasma Etching에 의한 Silicon 태양전지 표면의 광반사도 감소

  • Ryu, Seung-Heon;Yang, Cheng;Yu, Won-Jong;Kim, Dong-Ho;Kim, Taek
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2008.11a
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    • pp.90-90
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    • 2008
  • 실리콘을 기판으로 하는 대부분의 태양전지에서는 표면반사에 의한 광에너지손실을 최소화시키고자 습식에칭(wet etching)에 의한 텍스쳐링처리가 이루어진다. 그러나 습식 에칭은 공정 과정이 번거롭고 비용이 많이 든다. Inductively Coupled Plasma Etcher 장비를 이용한 플라즈마 에칭 (plasma etching)을 실리콘 표면에 적용하여 공정을 간단하고 저렴하게 하며 반사도를 획기적으로 낮추는 기술이 개발되었다. 습식 에칭으로 형성된 표면의 피라미드 구조는 1차 반사 후 빛의 일부가 외부로 흩어져 나가지만 플라즈마 에칭으로 형성된 나노구조는 내부전반사가 가능하여 대부분의 태양 에너지를 흡수한다. 나노구조는 필라(pillar)의 형태로 형성되며 이 필라의 길이에 따라 반사도가 다르게 나타난다. 이는 플라즈마 에칭 시 발생하는 이온폭격과 에칭 측벽 식각 보호막(SiOxFy : Silicon- Oxy- Fluoride)이 필라의 길이에 영향을 주기 때문이며, 필라가 길수록 반사도를 저하시킨다. 최저의 반사도를 얻기 위해서 나노필라 형성에 기여하는 플라즈마 에칭 시간, RF bias power, SF6/O2 gas ratio의 변화에 따른 실험이 진행되었다. 플라즈마 발생 초기에는 표면의 거칠기만 증가할 뿐 필라가 형성되지 않지만 특정조건에서 3um 이상의 필라를 얻는다. 이는 에칭 측벽 식각 억제막이 약한 부분으로 이온폭격이 집중되어 발생한다. 플라즈마 에칭을 적용하여 형성된 나노필라는 반사도가 가시광 영역에서 대략 1%에 불과하며, 마스크 없이 공정이 가능한 장점이 있다.

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Fabrication and Photocatalytic Activity of TiO2 Nanofibers Dispered with Silica Nanoparticles (SiO2 나노입자가 분산된 TiO2 나노섬유의 제작 및 광촉매 특성 분석)

  • Choi, Kwang-Il;Lee, Woohyoung;Beak, Su-Wung;Song, Jinho;Lee, Sukho;Lim, Cheolhyun
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.52 no.5
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    • pp.667-671
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    • 2014
  • In this study, we suggest a facile method to control conditions of single component independently when preparing consisting two-component metal oxides nanofiber by simply dispersing nanoparticles in precursor solution. The well dispersed $SiO_2$ nanoparticles in $TiO_2$ nanofibers were successfully synthesized through a simple electrospinning process. The as-synthesized nanodfibers were investigated via FE-SEM, XRD and EDS for structural studies, furthermore, the analysis of UV-VIS and photocatalytic activity were carried out for demonstrate the effect of $SiO_2$ nanoparticles dispersed in $TiO_2$ nanofibers. As a result, $TiO_2$ nanofibres dispersed with $SiO_2$ nanoparticles have enhanced photocatalytic activity than that of $TiO_2$ nanofibres only. In this strategy, the introduction of $SiO_2$ nanoparticles in $TiO_2$ nanofibers were attribute to enlarge absorption in the visible region (380~440 nm). Additionally, $Br{\o}nsted$ acid sites generated in each metal oxide of Ti and Si increase OH radicals efficiently as well as it limit recombination loss by holding photogenerated electrons for high efficient photocatalytic activity.