• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.387-387
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• 2007

기능성 나노소자를 구현할 수 있는 나노 소재로 0차원 구조의 양자점(quantum dot)과 1차원 구조의 양자선 및 나노선(nanorod)이 제안되고 있다. 나노선의 경우 나노스케일의 dimension, 앙자 제한 효과, 탁월한 결정성, self-assembly, internal stress등 기존의 벌크형 소재에서 발견할 수 없는 새로운 기능성이 나타나고 있어서 바이오, 에너지, 구조, 전자, 센서 등의 분야에서 활용되고 있다. 현재 국내외적으로 널리 연구되고 있는 나노선으로는 Si 및 Ge, $SnO_2$, SiC, ZnO 등이 있으며 특히, ZnO는 우수한 물리적 전기적 특성과 함께 나노선으로의 합성이 비교적 쉬워 주목받고 있는 재료이다. ZnO의 합성방법으로는 thermal CVD, MOCVD, PLD, wet-chemistry 등 다양한 방법이 사용되고 있다. 특히 MOCVD 법은 수직 정렬된 ZnO 나노막대를 합성하기가 매우 용이하다. 본 실험에서는 자체개발된 MOCVD 장비를 이용한 일차원 ZnO 나노선을 성장하였다. 이러한 ZnO 나노선의 성장은 사파이어 기판과 실리콘 기판 위에서 이루어졌으며 기판의 종류와 격자상수 불일도에 따른 상이한 성장과정을 온도에 따른 나노선 성장에서 관찰할 수 있었다. 사파이어 기판의 경우, 240도의 온도에서는 박막형상을 지닌 ZnO가 온도가 320도 이상으로 상승하면서 나노선으로 변함을 보였고, 실리콘 기판의 경우 380도 이상에서 기울기률 가진 나노선을 관찰하였으며, 420도에서는 나노선을 관찰 할 수 없었다. 또한 PL 장비를 이용한 PL 강도와 성장과정을 연관하여 생각하였을 때, 나노선의 기물기가 PL 강도비과 연관성을 가진다는 것을 측정을 통해 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.200.2-200.2
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• 2013

Yttrium (Y)이 도핑 된 ZnO 나노 구조물을 수열합성법으로 제작하였다. 먼저 졸겔법으로 SiO2/Si 기판 위에 seed layer (Y-doped ZnO ; Y0.02Zn0.98O)를 제작하였으며 5번의 코팅을 진행하여 박막의 두께는 약 180 nm로 측정이 되었다. 그 후 진공 분위기에서 RTA를 이용하여 $500^{\circ}C$에서 3분간 열처리가 진행되었다. 이어서 수열합성법으로 mole 농도를 0.5~1.0 M 범위에서 변화시키며 YZO 시료를 제작하였다. X-ray diffraction (XRD)을 통해서 Y2O3 또는 결함과 관련된 피크는 관찰이 되지 않았으며, 모든 구조물에서 압축응력이 존재하는 알 수 있었으며, field emission scanning electron microscope (FESEM)에서 나노 구조물의 크기와 형태는 수열합성법의 mole 농도에 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. Hall effect 측정을 통해서 모든 구조물은 n-type 전도 특성을 가지는 것으로 나타났다. 또한 광학적 특성인 photoluminescence (PL)에서는 수열합성법의 화학식을 고려할 때 Zn가 rich한 상태에서는 Zn interstitial로 존재하는 것으로 나타났고, mole 농도가 높아 질수록 free exciton에 의한 재결합인 UV emission이 우세하게 나타났다.

• 공업화학
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• 제20권6호
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• pp.617-621
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• 2009

Zinc oxide (ZnO)을 금(Au)과 fluorine-doped tin oxide (FTO) 촉매로 산화실리콘($SiO_2$) 기판에 산화아연입자 20 nm, $20{\mu}m$를 각각 사용하여 기체-액체-고체(VLS) 합성법으로 성장시켰다. 나노로드의 표면특성, 화학조성, 그리고 결정특성을 엑스레이회절(X-ray diffraction (XRD)), 에너지 분산형 X선 분광기(Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX)), 표면 방출주사현미경(Field-emission scanning electron microscope (FE-SEM))으로 분석하였다. ZnO의 입자 크기 뿐만 아니라 결정형태가 성장에 크게 영향을 미쳤다. ZnO의 모든 나노구조가 6방정계(六方晶系), 단일결정구조를 가지고 있었다. 최적온도는 $1030^{\circ}C$, 입자크기는 20 nm이다. 그러므로 Au 대신 플루오린 첨가 도핑으로 전기음성도가 증가된 FTO 증착에 의해서 생성된 나노로드는 경제성 있는 대체물질로서의 가치가 있을 것으로 사료된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.180-180
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• 2012

Heteroepitaxial GaN nano- and micro-rods (NMRs) are one of the most promising structures for high performance optoelectronic devices such as light emitting diodes, lasers, solar cells integrated with Si-based electric circuits due to their low dislocation density and high surface to volume ratio. However, heteroepitaxial GaN NMRs growth using a metal-organic vapor phase epitaxy (MOVPE) machine is not easy due to their long surface diffusion length at high growth temperature of MOVPE above $1000^{\circ}C$. Recently some research groups reported the fabrication of the heteroepitaxial GaN NMRs by using MOVPE with vapor-liquid-solid (VLS) technique assisted by metal catalyst. However, in the case of the VLS technique, metal catalysts may act as impurities, and the GaN NMRs produced in this mathod have poor directionallity. We have successfully grown the vertically well aligned GaN NMRs on Si (111) substrate by means of self-catalystic growth methods with pulsed-flow injection of precursors. To grow the GaN NMRs with high aspect ratio, we veried the growth conditions such as the growth temperature, reactor pressure, and V/III molar ratio. We confirmed that the surface morphology of GaN was strongly influenced by the surface diffusion of Ga and N adatoms related to the surrounding environment during growth, and we carried out theoretical studies about the relation between the reactor pressure and the growth rate of GaN NMRs. From these results, we successfully explained the growth mechanism of catalyst-free and mask-free heteroepitaxial GaN NMRs on Si (111) substrates. Detailed experimental results will be discussed.