태양전지용 규소에는 단결정, 다결정, mono-like의 세 가지 재료가 사용 중에 있다. 첫 번째로, 단결정은 수율향상의 과제에 집중되고 있으며, 이것은 고액 계면의 형상이 주요 요인으로 알려지고 있다. 이에 대한 연구가 전산모사 등으로 집중되고 있다. 또한 결정과 도가니의 회전 속도가 고액 계면의 형상에 영향을 미치는 것이 확인 되었다. 다결정의 경우에는 결정립계의 역할이 매우 중요하므로 이에 대한 연구가 진행되는데, 이들을 특히 전기적으로 비활성적인 쌍정 입계로 전환하는 연구가 진행되고 있다. 성장 조건을 변경시켜 쌍정 입계로 바꾸어서 재료의 전기적 성질을 향상시키는 결과를 확인하였다. 또한 성장 공정에서 발생될 수 있는 오염을 줄이기 위한 노력은 상부의 Ar 가스의 흐름을 상향 조절하여 불순물의 용입을 줄임이 확인되었다. 다음으로 mono-like인 경우에는 측면으로부터 성장 되어 들어오는 다결정이 단결정의 분율을 저하 시키는 주요 요인이 되고 있다. 이에 대한 해결책으로 하부의 냉각 속도를 높이고 상부와 측면에 단열재를 보강하는 방안이 제시되고 있고, 하부에 놓는 seed의 orientation을 조절하여 측면으로부터 성장 되어 들어오는 다결정을 억제하는 방안이 효과가 있음이 확인 되고 있다.
We report epitaxial growth of ZnO thin films on (100) single-crystalline $LaAlO_3$ (LAO) substrates using pulsed laser deposition (PLD) at different substrate temperatures (400~$800^{\circ}C$). The structural and electrical properties of the films have been investigated by means of X-ray diffraction (XRD), atomic force microscope (AFM), transmission line method (TLM). The poly-crystalline of $\alpha$- and c-axis oriented ZnO film was formed at lower deposition temperature ($T_s$) of $400^{\circ}C$. At higher $T_s$, however, the films exhibit single-crystalline of $\alpha$-axis orientation represented by ZnO[$\bar{1}11$ || LAO <001>. The electrical properties of ZnO thin films depend upon their crystalline orientation, showing lower electrical resistivity values for $\alpha$-axis oriented ZnO films.
눈의 cornea, crystalline의 reflection pattern을 알기 위해 matrix를 이용하여 image의 위치, size를 이론적으로 계산하였고, 3개의 light source와 reflex camera를 이용하여 reflection pattern를 측정할 수 있는 system을 만들었다. 단일 광원을 이용하여 retina에서 반사 pattern으로부터 눈의 원시 및 근시 등을 측정하였고, 2개의 광원을 이용한 reflection pattern으로부터 cornea, crystalline의 curvature를 측정하였다.
Rapid developing automation technology enhances the need of sensors. Among many materials, silicon has the advantages of electrical and mechanical property, Single-crystalline silicon has different piezoresistivity on 야fferent directions and a current leakage at elevated temperature, but poly-crystalline silicon has the possibility of controling resistivity using dopping ions, and operation at high temperature, which is grown on insulating layers. Each wafer has slightly different thicknesses that make difficult to obtain the precisely same thickness of a diaphragm. This paper deals with the fabrication process to make poly-crystalline silicon based pressure sensors which includes diaphragm thickness and wet-etching techniques for each layer. Diaphragms of the same thickness can be fabricated consisting of deposited layers by silicon bulk etching. HF etches silicon nitride, HNO$_3$+HF does poly -crystalline silicon at room temperature very fast. Whereas ethylenediamice based etchant is used to etch silicon at 11$0^{\circ}C$ slowly.
This review covers recent developments in our group regarding the synthesis, characterization and applications of single-crystalline one-dimensional nanostructures based on a wide range of material systems including noble metals, metal silicides and metal germanides. For the single-crystalline one-dimensional nanostructures growth, we have employed chemical vapor transport approach without using any catalysts, capping reagents, and templates because of its simplicity and wide applicability. Au, Pd, and Pt nanowires are epitaxially grown on various substrates, in which the nanowires grow from seed crystals by the correlations of the geometry and orientation of seed crystals with those of as-grown nanowires. We also present the synthesis of numerous metal silicide and germanide 1D nanostructures. By simply varying reaction conditions, furthermore, nanowires of metastable phase, such as $Fe_5Si_3$ and $Co_3Si$, and composition tuned cobalt silicides (CoSi, $Co_2Si$, $Co_3Si$) and iron germanides ($Fe_{1.3}Ge$ and $Fe_3Ge$) nanowires are synthesized. Such developments can be utilized as advanced platforms or building blocks for a wide range of applications such as plasmonics, sensings, nanoelectronics, and spintronics.
Vanadium dioxide (VO2) is a strongly correlated oxide exhibiting a first-order metal-insulator transition (MIT) that is accompanied by a structural phase transition from a low temperature monoclinic phase to a high-temperature rutile phase. VO2 has attracted significant attention because of a variety of possible applications based on its ultrafast MIT. Interestingly, the transition nature of VO2 is significantly affected by stress due to doping and/or interaction with a substrate and/or surface tension as well as defects. Accordingly, there have been considerable efforts to understand the influences of such factors on the phase transition and the fundamental mechanisms behind the MIT behavior. Here, we present the influences of oxygen deficiency, hydrogen doping, and substrate-induced stress on MIT phenomena in single-crystalline VO2 nanobeams. Specifically, the work function and the electrical resistance of the VO2 nanobeams change with the compositional variation due to the oxygen-deficiency-related defects. In addition, the VO2 nanobeams during exposure to hydrogen gas exhibit the reduction of transition temperature and the complex phase inhomogenieties arising from both substrate-induced stress and the formation of the hydrogen doping-induced metallic rutile phase.
Morphological control on hydroxyapatite crystals has attractive prospects in research to clarify the effects of crystal planes on biological performance. Hydrothermal processing is known as a typical type of processing for fabricating well-grown crystals with unique morphology. The purpose of the present study is to examine the feasibility of well-crystallized crystals with oriented structures through hydrothermal treatment of calcite. A single crystal of calcite was applied to hydrothermal treatment in a phosphate solution at $160^{\circ}C$. Rod-shaped hydroxyapatite crystals with micrometer-size were formed on the {100} face of calcite after treatment, while nanometer-sized hydroxyapatite crystals were formed on the (111). The hydroxyapatite crystals formed on each plane were not morphologically changed with increasing treatment periods. An oriented structure of rod-shaped hydroxyapatite was constructed after hydrothermal treatment of {100} planes on the calcite single, while such orientation was not observed on the (111) plane after the treatment. The layer of hydroxyapatite formed on the {100} plane was thicker than that of the (111) plane. The {100} plane of calcite shows a higher reactivity than that of the (111) plane, which results in rapid crystal growth of hydroxyapatite. The difference in the morphology of the formed hydroxyapatite was governed by the reactivity of each crystal plane exposed to the surrounding solution.
The structural stability and the elastic modulus of hexagonal ZnO nanowires and nanotubes are investigated using atomistic simulations based on the shell model. The ZnO nanowire with (10-10) facets is energetically more stable than that with (11-20). Our calculations indicate that the structural change of ZnO nanowires with (10-10) facets is sensitive to the diameter. With decreasing the diameter of ZnO nanowires, the unit-cell length is increased while the bond-length is reduced due to the change of surface atoms. Unlike the conventional layered nanotubes, the energetic stability of single crystalline ZnO nanotubes is related to the wall thickness. The potential energy of ZnO nanotubes with fixed outer and inner diameters decreases with increasing wall thickness while the nanotubes with same wall thickness are independent of the outer and inner diameters. The transformation of single crystalline ZnO nanotubes with double layer from wurtzite phase to graphitic suggests the possibility of wall-typed ZnO nanotubes. The size-dependent Young's modulus for ZnO nanowires and nanotubes is also calculated. The diameter and the wall thickness play a significant role in the Young's modulus of single crystalline ZnO nanowires and nanotubes, respectively.
In this paper, optimal deep reactive ion etching (DRIE) process conditions for fused quartz were experimentally determined by Taguchi method, and fused quartz-based micro cantilevers were fabricated. In addition, comparative study on Q-factors of fused quartz and silicon micro cantilevers was performed. Using a silicon layer as an etch mask for fused quartz DRIE process, different 9 flow rate conditions of $C_4F_8$, $O_2$ and He gases were tested and the optimum combination of these factors was estimated. Micro cantilevers based on fused quartz were fabricated from this optimal DRIE condition. Through conventional silicon DRIE process, single-crystalline silicon micro cantilevers whose dimensions were similar to those of quartz cantilevers were also fabricated. Mechanical Q-factors were calculated to compare intrinsic damping properties of those two materials. Resonant frequencies and Q-factors were measured for the cantilevers having fixed widths and thicknesses and different lengths. The Q-factors were in a range of 64,000 - 108,000 for fused quartz cantilevers and 31,000 - 35,000 for silicon cantilevers. The experimental results supported that fused quartz had a good intrinsic damping property compared to that of single crystalline silicon.
A sublimation method using the SiC seed crystal and SiC powder as the source material is commonly adopted to grow SiC bulk single crystal. However, it has proved to be difficult to achieve the high quality crystal and the process reliability because SiC single crystal should be grown at very high temperature in closed system. The present research was focused to improve SiC crystal quality grown by PVT method through using the new inner guide tube. The new inner guide tube was designed to prevent the enlargement of polycrystalline region into single crystalline region and to enlarge the diameter of SiC single crystal. The 6H-SiC crystals were grown by conventional PVT process. The seed adhered on seed holder and the high purity SiC source materials are placed on opposite side in sealed graphite crucible surrounded by graphite insulation. The SiC bulk growth was conducted around 2300 $^{\circ}C$ of growth temperature and 50 mbar in an argon atmosphere of growth pressure. The axial thermal gradient across the SiC crystal during the growth was estimated in the range of 15${\sim}$20 $^{\circ}C$/cm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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