• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.353-353
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• 2012

InAs nanowires (NWs)는 나노소자스케일의 전자소자나 광전자소자를 위한 기본 단위(building block)로 사용될 수 있고, 1차원적 나노구조를 가지면서 나타나는 특별한 전기적, 광학적 특성으로 인해 전계효과 트랜지스터, 레이저, 광발광 다이오드, 가스 검출 센서 등의 많은 응용소자로 활용을 위한 연구가 진행되 있으며 주로 실리콘, 갈륨비소 기판 위에 금속유기기상 증착(MOCVD) 또는 분자선 증착 (MBE)을 이용하여 선택적 수직배열 성장 조절을 위한 연구와 특성 평가 연구가 주로 이뤄지고 있다. 본 연구에서는 InAs NWs를 MBE 장치를 이용하여 Si(111) 기판 위에 Au와 같은 촉매를 사용하지 않고 Si과 InAs의 큰 격자 불일치로 인하여 성장되는 Volmer-weber 성장 모드를 이용 하였다. InAs NW 성장모드는 Si ($5.4309{\AA}$)과 InAs ($6.0584{\AA}$) 사이에 큰 격자상수 차이를 이용하게 되는데 촉매를 사용하여 성장하는 일반적인 이종 화합물 반도체 성장 모드와 달리 액상상태가 존재하지 않고 바로 In과 As이 Si 기판 위를 이동하여 수직방향으로 성장이 이루어지는 vaporsolid(VS) 모드이다. InAs NW V-S 성장 모드는 Si 기판과의 격자 상수차에 의한 스트레스를 이용해야 하므로 Si기판 위에 존재하는 native oxide는 완벽히 제거되어야 한다. InAs NW 최적 성장 조건을 찾기위해 V/III raitio, 성장 온도, 기판표면처리 등의 성장 변수를 변화 시켜가며 실험을 수행하였다. Native oxide를 제거하기 위하여 HF와 buffered oxide etchant (BOE)를 사용하였다. InAs NWs 성장조건은 Indium flux를 고정 시키고 V/III ratio는 50~400까지 변화를 주었다. V/III ratio를 200으로 고정을 시키고 성장온도를 $375{\sim}470^{\circ}C$에서 성장 하였다. 이 때 InAs NWs는 $430^{\circ}C$에서 가장 높은 밀도와 aspect ratio를 얻을 수 있었다. Arsenic flux에 대해서는 많을 수록 좋은 aspect ratio를 얻을 수 있었다. 하지만 InAs 구조의 절대 부피는 거의 같다는 것을 확인 할 수 있었고 이는 온도와 V/III ratio가 Indium adatom의 surface migration length에 대하여 중요한 요소로 작용되는 것을 알 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제61권1호
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• pp.12-15
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• 2017

We presented a mapping the work function of the vanadium pentoxide ($V_2O_5$) nanonet structures by scanning Kelvin probe microscopy (SKPM). In this measurement, the $V_2O_5$ nanonet was self-assembled via dropping the solution of $V_2O_5$ nanowires (NWs) onto the $SiO_2$ substrate and drying the solvent, resulting in the networks of $V_2O_5$ NWs. We found that the SKPM signal as a surface potential of $V_2O_5$ nanonet is attributed to the contact potential difference (CPD) between the work functions of the metal tip and the $V_2O_5$ nanonet. We generated the histograms of the CPD signals obtained from the SKPM mapping of the $V_2O_5$ nanonet as well as the highly ordered pyrolytic graphite (HOPG) which is used as a reference for the calibration of the SKPM tip. By using the histogram peaks of the CPD signals, we successfully estimated the work function of ~5.1 eV for the $V_2O_5$ nanonet structures. This work provides a possibility of a nanometer-scale imaging of the work function of the various nanostructures and helps to understand the electrical characteristics of the future electronic devices.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.410.1-410.1
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• 2014

A soft-lithographic top-down approach is combined with an epitaxial layer transfer process to fabricate high quality III-V compound semiconductor nanowires (NWs) and integrate them on Si/SiO2 substrates, using MBE-grown ultrathin InAs as a source wafer. The channel width of the InAs nanowires is controlled by using solvent-assisted nanoscale embossing (SANE), descumming, and etching processes. By optimizing these processes, the NW width is scaled to less than 50 nm, and the InAs NWFETs has ${\sim}1,600cm^2/Vs$ peak electron mobility, which indicates no mobility degradation due to the size.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.101-105
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• 2007

We have synthesized silicon nanowires by using RFCVD(Radio Frequency Chemical Vapor Deposition) system on Au deposited p-type Si(100) wafers, and investigated their physical and electrical properties. The silicon nanowires had been grown in the atmospheres of $H_{2},\;N_{2}\;and\;SiH_{4}$ at 10 Torr at the substrate temperatures of $700{\pm}5^{\circ}C\;and\;810{\pm}5^{\circ}C$ respectively. FE-SEM analysis revealed that diameters of the silicon nanowires are $50{\sim}60nm$ with the length of several ${\mu}m$. XRD analysis showed that the growth direction of the nanowires is Si[111]. Field emission characteristics showed that the turn-of voltages at the current of $0.01\;mA/cm^{2}$ are $10\;V/{\mu}m\;and\;8.5\;V/{\mu}m$ for the wires grown at $700{\pm}5^{\circ}C\;and\;810{\pm}5^{\circ}C$, respectively.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.245-245
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• 2009

l-D nanostructured materials have much more attention because of their outstanding properties and wide applicability in device fabrication. Copper oxide(CuO) has been realized as a p-type metal oxide semiconductor with narrow band gap of 1.2 -1.5eV. Copper oxide nanostructures can be synthesized by various growth method such as oxidation reaction, thermal evaporation thermal decomposition, sol-gel. and Mostly CuO nanowire prepared on the Cu substrate such as Copper foil, grid, plate. In this study, CuO NWs were grown by thermal oxidation (at various temperatures in air (1 atm)) of Cu metal deposited on CuO (20nm)/$SiO_2$(250nm)/Si. A 20nm-thick CuO layer was used as an adhesion layer between Cu metal and $SiO_2$

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.143-143
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• 2008

Nanowires are promising options for building nanoscale electronic structures coming from high conductivity of nanowires. In particular, Deoxyribonucleic acid (DNA), which is structurally nanowire, can obtain highly ordered electronic components for nanocircuitry and/or nanodevices because of its very flexible length controllability, nanometer-size diameter, about 2 nm, and self-assembling properties. In this work, we used the method to form DNA-Nanowires (NWs) by using chemical treatment on Silicon (Si) surface, and Aminopropyl-triethoxysilane (APTES) was used as inducer of DNA sequence to modify the characteristics of Si surface. Moreover, we performed tilting technique to align DNA by the direction of flow of DNA solution. We investigated the assembly process between DNA molecules and APTES - coated Si surface according to the APTES concentration, from $1.2{\mu}\ell$ to $120{\mu}\ell$. Atomic Force Microscopy (AFM) images showed the combination rate of DNA molecules by the change of APTES concentration. As APTES concentration becomes thicker, aggregation of DNA molecules occurs, and this makes a kind of DNA networks. In this respect, we confirmed that there's a positive relationship between the concentration of APTES and the formation rate of DNA nanowires. Since there have been lots of research preceded to utilize DNA nanowires as template, so by using this positive relationship with proper alignment technique, realization of nano electronic devices with DNA nanowires might be feasible.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.3.1-3.1
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• 2011

Over the past decade, the major efforts for lowering the cost of electronics has been devoted to increasing the packaging efficiency of the integrated circuits (ICs), which is defined by the ratio of all devices on system-level board compared to the area of the board, and to working on a larger but cheaper substrates. Especially, in flexible electronics, the latter has been the favorable way along with using novel nanomaterials that have excellent mechanical flexibility and electrical properties as active channel materials and conductive films. Here, the tool for achieving large area patterning is by printing methods. Although diverse printing methods have been investigated to produce highly-aligned structures of the nanomaterials with desired patterns, many require laborious processes that need to be further optimized for practical applications, showing a clear limit to the design of the nanomaterial patterns in a large scale assembly. Here, we demonstrate the alignment of highly ordered and dense silicon (Si) NW arrays to anisotropically etched micro-engraved structures using a simple evaporation process. During evaporation, entropic attraction combined with the internal flow of the NW solution induced the alignment of NWs at the corners of pre-defined structures. The assembly characteristics of the NWs were highly dependent on the polarity of the NW solutions. After complete evaporation, the aligned NW arrays were subsequently transferred onto a flexible substrate with 95% selectivity using a direct gravure printing technique. As proof-of-concept, flexible back-gated NW field effect transistors (FETs) were fabricated. The fabricated FETs had an effective hole mobility of 0.17 $cm2/V{\cdot}s$ and an on/off ratio of ${\sim}1.4{\times}104$. These results demonstrate that our NW gravure printing technique is a simple and effective method that can be used to fabricate high-performance flexible electronics based on inorganic materials.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.54-54
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• 2009

AFM anodic oxidation has the capability of patterning complex nano-patterns under relatively high speeds and low voltage. We report the fabrication using a atomic force microscopy (AFM) of silicon nano-ribbon and nano-field effect transistors (FETs). The fabricated nano-patterns have great potential characteristics in various fields due to their interesting electronic, optical and other profiles. The results shows that oxide width and the separation between the oxide patterns can be optimally controlled. The subsequently fabricated silicon nano-ribbon and nano-FET working devices were controled by various tip-sample bias-voltages and scan speed of AFM anodic oxidation. The results may be applied for highly integration circuits and sensitive optical sensor applications.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.291-291
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• 2011

1차원 반도체인 nanowires (NWs)는 전기적, 광학적으로 일반 bulk구조와 다른 특성을 가지고 있어서 현재 많은 연구가 되고 있다. 일반적으로 NWs는 Au 등의 금속 촉매를 이용하여 성장을 하게 되는데 이때 촉매가 오염물로 작용을 해서 결함을 만들어서 bandgap내에 defect level을 형성하게 된다. 본 연구는 Si(111) 기판 위에 Ga-droplet을 촉매로 사용을 하여 molecular beam epitaxy로 성장을 하였다. 성장온도는 600$^{\circ}C$로 고정을 하였고 growth rate은 GaAs(100) substrate에서 2.5 A/s로 Ga의 양을 고정하고 V/III ratio를 1부터 8까지 변화를 시켰다. As의 양에 따라서 생성되는 NWs의 개수가 증가하고 growth rate이 빨라지는 것을 확인할 수 있었다. Transmission Electron Microscopy 분석 결과 낮은 V/III ratio에서는 zincblende, wurtzite 그리고 stacking faults 가 혼재 되어 있는 것을 확인 할 수 있었다. 이러한 결함은 소자를 만드는데 한계가 있기 때문에 pure zincblende나 pure wurtzite를 가져야 하는데 V/III ratio : 8 에서 pure zincblende구조가 되었다. Gibbs-Thomson effect에 따르면 구조적 변화는 Ga droplet과 NWs의 접면에서 크기가 중요한 역할을 한다[1]. 연구 결과 V/III ratio : 8일 때 Ga droplet의 크기가 zincblende성장에 알맞다는 것을 예상할 수 있었다. laser confocal photoluminescence 결과 상온에서 1.43 eV의 bandgap을 가지는 bulk구조와는 다른 와 1.49eV의 bandgap을 가지는 것을 확인하였다.

• 전기화학회지
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• 제23권2호
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• pp.25-38
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• 2020

태양광 흡수 물분해는 화석연료 대체 에너지원으로 떠오르는 수소에너지를 생산할 수 있는 가장 유망한 방법이다. 현재 전이 금속 디칼코제나이드 (transition dichalcogenide, TMD)는 물분해 촉매 특성이 뛰어난 물질로 많은 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 실리콘 (Si) 나노선 어레이 전극 표면에 대표적 TMD 물질인 4-6족의 이황화 몰리브덴 (MoS₂), 이셀렌화 몰리브덴(MoSe₂), 이황화 텅스텐 (WS₂), 이셀렌화 텅스텐 (WSe₂) 나노시트 합성할 수 있는 방법을 개발하였다. Si나노선 전극을 금속 이온 용액으로 코팅하고, 황 또는 셀레늄의 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition)을 이용하는 것이다. 이 방법으로 TMD 나노시트를 약 20 nm 두께로 균일하게 합성하였다. p형 Si-TMD 나노선 광전극으로 구성된 광화학전지는 태양광 AM1.5G, 0.5 M H₂SO₄ 전해질에서 개시 전위 0.2 V를 가지며 0 V (vs. RHE)에서 20 mA cm^-2 이상의 전류를 낼 수 있다. 수소 발생 양자효율은 90% 정도로 우수한 물분해 촉매 특성을 확인하였다. MoS₂ 및 MoSe₂는 3시간 동안 90% 이상의 우수한 광전류 안전성을 보여주었으나, WS₂ 및 WSe₂는 상대적으로 적은 80%였다. MoS₂, MoSe₂는 Si 나노선 표면에 균일한 시트 형태로 씌워졌지만, WS₂, WSe₂는 조각 형태로 붙었다. 따라서 Si 표면을 잘 보호하지 못하기 때문에 Si나노선이 더 잘 산화되어 안정성이 낮아지는 것으로 해석하였다. 본 연구결과는 TMD의 수소 발생 촉매 특성을 이해하는 데 크게 기여할 것으로 예상한다.