• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.282-282
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• 2013

그래핀(Graphene)은 열 전도도가 높고 전자 이동도(200 000 cm2V-1s-1)가 우수한 전기적 특성을 가지고 있어 차세대 전자재료로써 유망한 후보로 간주되어 왔다. 최근에는 아크 방출(Arc discharge method), 화학적 기상 증착법(Chemical vapor deposition; CVD), 이온-조사법(Ion-irradiation) 등을 이용한 이종원자(Hetero atom)도핑과 화학적 처리를 이용한 기능화(Functionalization)등의 방법으로 그래핀의 전도도를 향상시킬 수 있었다. 그러나 이러한 방법들은 기판의 표면을 거칠게 하며, 그래핀에 많은 결함들이 발생한다는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 자가 조립 단층막법(Self-Assembled Monolayers; SAMs)을 이용하여 기판을 기능화한 후 그 위에 그래핀을 전사하면, 자가 조립 단층막의 기능기에 따라 그래핀의 일함수를 조절 가능하고 운반자 농도나 도핑 유형을 변화시켜 소자의 전기적 특성을 최적화 할 수 있다 [1-3]. 본 연구에서는 PET(polyethylene terephthalate) 기판에 SAMs를 이용하여 유연하고 투명한 그래핀 전극을 제작하였다. 자외선 오존처리 (UV ozone treatment)를 이용하여 PET 기판 표면 위에 하이드록실 기(Hydroxyl group; -OH)를 기능화 화였고 이를 접촉각 측정(Contact angle measurement)을 통해 확인하였다. 또한 3-Aminopropyltriethoxysilane(APTES)와 톨루엔 (toluene)을 이용하여 PET 기판 표면 위의 하이드록실 기 위에 아민 기(Amine group; -NH2)를 기능화 하였고 이를 X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy: XPS)으로 분석하였다. 이렇게 만들어진 PET기판 표면 위에 화학적 기상 증착법을 이용하여 합성한 대면적의 균일한 그래핀을 전사하였다. NH2그룹에 의해 그래핀에 도핑 효과가 나타난 것을 라만 분광법(Raman spectroscopy)과 전류-전압 특성곡선(I-V characteristic curve)을 이용하여 확인하였다. 본 연구 결과는 유연하고 투명한 기판 위에 안정적이면서 패턴이 가능하기 때문에 그래핀을 기반으로 하는 반도체 소자에 적용 가능할 것이라 예상된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.203.1-203.1
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• 2013

Zinc oxide (ZnO) nanocrystalline thin films on various growth temperatures for active layer and different buffer layer thickness were grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy (PA-MBE) on Si substrates. The ZnO active layer were grown with various growth temperature from 500 to $800^{\circ}C$ and the ZnO buffer layer were grown for different time from 5 to 40 minutes. To investigate the structural and optical properties of the ZnO thin films, scanning electron microscope (SEM), X-ray diffractometer (XRD), and photoluminescence (PL) spectroscopy were used, respectively. In the SEM images, the ZnO thin films have high densification of grains and good roughness and uniformity at $800^{\circ}C$ for active layer growth temperature and 20 minutes for buffer layer growth time, respectively. The PL spectra of ZnO buffer layers and active layers display sharp near band edge (NBE) emissions in UV range and broad deep level emissions (DLE) in visible range. The intensity of NBE peaks for the ZnO thin films significantly increase with increase in the active layer growth temperature. In addition, the NBE peak at 20 minutes for buffer layer growth time has the largest emission intensity and the intensity of DLE peaks decrease with increase in the growth time.

• 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.

• 한국재료학회지
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• 제10권10호
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• pp.691-697
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• 2000

자외선 검출소자로 응용될 수 있는 우수한 특성을 지진 $Al_xGa_{1-x}N$ 박막을 MOCVD 법으로 성장시킨 후 박막의 구조적인 특성을 조사하였다. 사파이어 기판 위에 성장된 $Al_xGa_{1-x}N$의 물리적인 특성을 평가하기 위해 Synchrotron Radiation XRD를 사용하였다. $Al_xGa_{1-x}N$의 두께가 커질수록 박막의 결정성은 증가하였으며 아래층은 Undoped GaN의 결정성과 성장된 $Al_xGa_{1-x}N$의 결정성이 서로 비례적인 상관관계를 가지고 있음을 알아내었다. Al 조성비는 막질에 크게 영향을 주었으며 조성비가 높아질수록 표면 형상은 매우 나빠졌다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.254-254
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• 2010

Cu-Pc(copper(II)-phthalocyanine)는 박막의 형성과정에서 열처리 방식과 온도에 따라 박막의 구조가 변하며, 구조로는 열적으로 준 안정적인 $\alpha$-phase와 열적으로 안정적인 $\beta$-phase가 있다. 본 연구에서는 Cu-Pc 박막의 열적으로 안정적인 $\beta$-phase 구조에 대해 온도 조건 변화에 따른 표면 결정 성장의 특성을 연구하고자 한다. 진공증착 방법 중 하나인 thermal evaporation deposition을 이용하여 glass 기판위에 전열 처리 및 후열 처리에 대해 온도 조건 변화에 따른 $\beta$-phase type의 표면 결정 특성을 연구하였다. Cu-Pc 박막의 성장두께는 50nm 일정한 두께로 fluxmeter 및 thickness monitor를 이용하여 제어하였다. 50nm의 두께에 따른 기판온도를 $100^{\circ}C$, $200^{\circ}C$, $300^{\circ}C$로 전열 처리한 후 각각 전열 처리한 기판온도에 대해 1hour, 2hour, 3hour 후열 처리하여 온도 조건에 따른 박막을 성장한 후, $\beta$-phase type에 대한 결정 구조 및 표면 특성 변화를 분석하였다. 제작된 Cu-Pc의 박막은 $\beta$-phase type으로, 열처리에 따른 $\beta$-phase transition 현상을 연구하였다. XRD(X-ray diffraction)를 통하여 박막에 대한 결정 구조 분석 및 FE-SEM(field emission scanning electron microscopy)을 이용하여 Cu-Pc 박막의 구조적 결정성과 방향성 등, 표면 상태와 형상구조에 대해 표면의 특성을 분석하며, 광 흡수도(UV-visible absorption spectra)을 이용하여 온도 조건에 따른 투과/흡수 현상을 비교분석하였다.

• 대한금속재료학회지
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• 제50권11호
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• pp.847-854
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• 2012

Al-doped ZnO (AZO) thin films were grown on quartz substrates by the sol-gel method. The effects of the Al mole fraction on the structural and optical properties of the AZO thin films were investigated by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), and UV-VIS spectroscopy. The particle size of the AZO thin films decreased with an increase in Al concentrations. The optical parameters, the optical band gap, absorption coefficient, refractive index, dispersion parameter, and optical conductivity, were studied in order to investigate the effects of Al concentration on the optical properties of AZO thin films. The dispersion energy, single-oscillator energy, average oscillator wavelength, average oscillator strength, and refractive index at an infinite wavelength of the AZO thin films were affected by the Al incorporation. The optical conductivity of the AZO thin films also increased with increasing photon energy.

• 한국분말재료학회지
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• 제26권1호
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• pp.34-39
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• 2019

Current synthesis processes for titanium dioxide ($TiO_2$) nanoparticles require expensive precursors or templates as well as complex steps and long reaction times. In addition, these processes produce highly agglomerated nanoparticles. In this study, we demonstrate a simple and continuous approach to synthesize $TiO_2$ nanoparticles by a salt-assisted ultrasonic spray pyrolysis method. We also investigate the effect of salt content in a precursor solution on the morphology and size of synthesized products. The synthesized $TiO_2$ nanoparticles are systematically characterized by X-ray diffraction, transmission electron micrograph, and UV-Vis spectroscopy. These nanoparticles appear to have a single anatase phase and a uniform particle-size distribution with an average particle size of approximately 10 nm. By extrapolating the plots of the transformed Kubelka-Munk function versus the absorbed light energy, we determine that the energy band gap of the synthesized $TiO_2$ nanoparticles is 3.25 eV.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제32권5호
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• pp.376-381
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• 2019

In this work, we evaluated the structural, electrical and optical properties of $Ge_8Sb_2Te_{11}$ and Cu-doped $Ge_8Sb_2Te_{11}$ thin films prepared by rf-magnetron reactive sputtering. The 200-nm-thick deposited films were annealed in a range of $100{\sim}400^{\circ}C$ using a furnace in an $N_2$ atmosphere. The amorphous-to-crystalline phase changes of the thin films were investigated by X-ray diffraction (XRD), UV-Vis-IR spectrophotometry, a 4-point probe, and a source meter. A one-step phase transformation from amorphous to face-centered-cubic (fcc) and an increase of the crystallization temperature ($T_c$) was observed in the Cu-doped film, which indicates an enhanced thermal stability in the amorphous state. The difference in the optical energy band gap ($E_{op}$) between the amorphous and crystalline phases was relatively large, approximately 0.38~0.41 eV, which is beneficial for reducing the noise in the memory devices. The sheet resistance($R_s$) of the amorphous phase in the Cu-doped film was about 1.5 orders larger than that in undoped film. A large $R_s$ in the amorphous phase will reduce the programming current in the memory device. An increase of threshold voltage ($V_{th}$) was seen in the Cu-doped film, which implied a high thermal efficiency. This suggests that the Cu-doped $Ge_8Sb_2Te_{11}$ thin film is a good candidate for PRAM.

• 한국재료학회지
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• 제29권8호
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• pp.491-496
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• 2019

In this study, we prepare pure $WO_3$ inverse opal(IO) film with a thickness of approximately $3{\mu}m$ by electrodeposition, and an ultra-thin $TiO_2$ layer having a thickness of 2 nm is deposited on $WO_3$ IO film by atomic layer deposition. Both sets of photoelectrochemical properties are evaluated after developing dye-sensitized solar cells(DSSCs). In addition, morphological, crystalline and optical properties of the developed films are evaluated through field-emission scanning electron microscopy(FE-SEM), High-resolution transmission electron microscopy(HR-TEM), X-ray diffraction(XRD) and UV/visible/infrared spectrophotometry. In particular, pure $WO_3$ IO based DSSCs show low $V_{OC}$, $J_{SC}$ and fill factor of 0.25 V, $0.89mA/cm^2$ and 18.9 %, achieving an efficiency of 0.04 %, whereas the $TiO_2/WO_3$ IO based DSSCs exhibit $V_{OC}$, $J_{SC}$ and fill factor of 0.57 V, $1.18mA/cm^2$ and 50.1 %, revealing an overall conversion efficiency of 0.34 %, probably attributable to the high dye adsorption and suppressed charge recombination reaction.

• 대한금속재료학회지
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• 제46권2호
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• pp.88-96
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• 2008

Thermal evaporated 10 nm-$Ni_{50}Co_{50}$/(70 nm-poly)Si films were deposited to examine the energy saving properties of silicides formed by rapid thermal annealing at temperature ranging from 500 to $1,100^{\circ}C$ for 40 seconds. Thermal evaporated 10 nm-Ni/(70 nm-poly)Si films were also deposited as a reference using the same method for depositing the 10 nm-$Ni_{50}Co_{50}$/(70 nm-poly)Si films. A four-point probe was used to examine the sheet resistance. Transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction XRD were used to determine cross sectional microstructure and phase changes, respectively. UV-VIS-NIR and FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy) were used to examine the near-infrared (NIR) and middle-infrared (MIR) absorbance. TEM analysis confirmed that the uniform nickel-cobalt composite silicide layers approximately 21 to 55 nm in thickness had formed on the single and polycrystalline silicon substrates as well as on the 25 to 100 nm thick nickel silicide layers. In particular, nickel-cobalt composite silicides showed a low sheet resistance, even after rapid annealing at $1,100^{\circ}C$. Nickel-cobalt composite silicide and nickel silicide films on the single silicon substrates showed similar absorbance in the near-IR region, while those on the polycrystalline silicon substrates showed excellent absorbance until the 1,750 nm region. Silicides on polycrystalline substrates showed high absorbance in the middle IR region. Nickel-cobalt composite silicides on the poly-Si substrates annealed at $1,000^{\circ}C$ superior IR absorption on both NIR and MIR region. These results suggest that the newly proposed $Ni_{50}Co_{50}$ composite silicides may be suitable for applications of IR absorption coatings.