• Journal of Magnetics
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• v.8 no.4
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• pp.138-141
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• 2003

$Ni_{0.65}Zn_{0.35}Fe_2O_4$thin films were prepared by using a sol-gel method. Their crystallographic, dielectric and magnetic properties were investigated as a function of Cu contents by means of an X-ray diffractometer (XRD), X-ray reflectivity, LCZ meter (NF2232), a vibrating sample magnetometer (VSM), and an atomic force microscope (AFM). From typical C-V measurements for $Ni_{0.65}Zn_{0.35}Fe_2O_4$ thin films on p-type silicon substrate, the surface charge density was calculated as 1.4 ${\mu}$C/$m^2$. The dielectric constant evaluated from the capacitance at the accumulation state was 28. The high $H_{c}$ and low $M_{sat}$ at x=0.0 and 0.1 were due to the growth of the ${\alpha}$-$Fe_2O_3$ phase having antiferromagnetic properties. The rapidly decreased $H_{c}$ and increased $M_{sat}$ at x=0.2 and 0.3 can be explained that the ${\alpha}$-$Fe_2O_3$ phases have completely disappeared at x=0.3 and so, non-magnetic defects are minimized. The $M_{sat}$ was slightly decreased and the $H_{c}$ was increased above at x=0.3 because the increase of grain boundary due to smaller grain size acts as defects during magnetization process.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.87.1-87.1
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• 2012

넓은 밴드갭 (3.37eV)과 높은 엑시톤 결합에너지 (60meV)를 가지는 ZnO 물질은 ultra violet light 센서 및 light emitting diode (LED)의 재료로써 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 나노와이어 구조를 이용하여 소자를 만들 경우 양자효과와 1차원적 캐리어 수송경로 효과로 인하여 그 특성을 보다 향상 시킬 수 있다. 나노와이어를 이용한 이종접합 p-n 다이오드를 제작하기 위하여 ZnO와 격자상수가 비슷한 GaN, NiO, CoO와 같은 물질들이 나노구조 접합에 많이 쓰이고 있지만, 격자상수 차이로 인해서 접합부분 캐리어 수송효율이 떨어지는 단점을 가지고 있다. n-type과 p-type ZnO를 만들어 동종 접합을 만들 경우 이러한 문제점을 극복할 수 있지만, 도핑되지 않은 ZnO가 n-type을 특성을 나타내기 때문에 안정적인 p-type ZnO 합성에 대한 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 안정적인 p-type ZnO 합성을 위해서 수열합성법을 이용하여 phosphorus (P) 도핑을 하였고, 나노와이어 diode 구조를 만들었다. P 도핑으로 인한 격자상수 변화는 x-ray diffraction (XRD)를 사용하여 확인하였고, x-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 통해 도핑 원소를 분석하였으며, 이때의 recification ratio, turn-on voltage 등의 전기적 특성을 평가하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2002.11a
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• pp.317-321
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• 2002

Piezoelectric properties of $(Pb_{1-x}Y_x)[(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_{0.15}(Zr_{1/2}Ti_{1/2)})_{0.85}]O_{3}$ (x=0~0.05) ceramics were investigated, The stoichiometric PNN-PZT ceramics required the sintering temperature above $1100^{\circ}C$, but the addition of $Y_{2}O_{3}$ in the PNN-PZT ceramic lowered the sintering temperature down to $1000^{\circ}C$. In case of x=0.005, the electro-mechanical coupling $factor(K_p)$, the piezoelectric $constant(d_{33})$, and the maximum strain ratio of PNN-PZT ceramics sintered at $1000^{\circ}C$ were 53.1%, 395pC/N, and $2200{\times}10^{-6}$ respectively, A 30-layer piezoelectric actuator$(10{\times}10{\times}1.7mm)$ fabricated with the above material showed the maximum strain of $2.09{\mu}m$ under 100V DC bias.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.249-249
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• 2011

투명전도성산화물(transparent conducting oxides, TCOs) 박막은 전기 전도성과 광투과성이 우수하여 유기발광다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 태양전지(solar cell), 발광다이오드(LED) 등의 광전자 소자에 널리 응용되고 있다. 특히 LED에서 p-GaN층에서 전류가 층안에서 충분하게 확산되지 않기 때문에, TCO는 균일하게 전류를 흘려보내기 위해서 전류확산층(current spreading layer)으로 사용된다. 그 중 널리 쓰이는 산화인듐주석(indium tin oxide, ITO)은 고가의 indium가격과 인체에 유해한 독성 등이 문제점으로 지적되고 있다. 따라서 indium의 함량을 저감하거나 함유하지 않은 새로운 조성의 친환경적 대체 TCO 개발에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 반도체 재료 중 하나인 AZO (Al-doped zinc oxide, Al2O3 : 2wt.%)는 3.3 eV의 넓은 에너지 밴드갭을 가지며, 가시광선 및 근적외선 파장영역에서 높은 투과율을 나타낸다. 따라서 본 연구에서는 GaN기반 LED 응용을 위한 전류확산층으로 ITO 대신 AZO의 특성을 연구하였다. 박막 증착율이 높고, 제작과정의 조정이 용이한 RF magnetron 스퍼터를 이용하여 glass기판 위에 AZO, Ni/AZO, NiOx/AZO를 증착하였다. 이어서 $N_2$ 분위기에서 다양한 온도 조건에서 열처리(rapid thermal annealing, RTA)하여 전기적 광학적 특성에 대하여 비교 분석하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.41 no.8
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• pp.623-627
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• 2004

Phase formation and electrical conduction behavior of Ba-doped LaBaGa $O_4$ layered perovskite were studied. Orthorhombic single phase of $K_2$Ni $F_4$-type structure was observed for the composition range of 0$\leq$x$\leq$0.2 in the La$\_$1＋x/Ba$\_$1＋x/Ga $O_4$$\_$4-$\delta$/ system by X-ray analysis. In the dry atmosphere, La$\_$0.8/Ba$\_$1.2/Ga$\_$3.9/ exhibited mixed conduction of oxygen ion and hole (p-type) at high p( $O_2$). However, in water vapor containing atmosphere, it showed proton conduction due to the incorporation of water into oxygen vacancies. As the temperature decreased, the contribution of proton conductivity to the total conduction increased and proton conduction was dominant below 350$^{\circ}C$. The activation energy for proton conduction was calculated as 0.72 eV.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.86.2-86.2
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• 2015

Cu2ZnSn(S,Se)4 thin film solar cells have been fabricated using sputtered Cu/Sn/Zn metallic precursors on Mo coated sodalime glass substrate without using a toxic H2Se and H2S atmosphere. Cu/Sn/Zn metallic precursors with various thicknesses were prepared using DC magnetron sputtering process at room temperature. As-deposited metallic precursors were sulfo-selenized inside a graphite box containing S and Se pellets using rapid thermal processing furnace at various sulfur to selenium (S/Se) compositional ratio. Thin film solar cells were fabricated after sulfo-selenization process using a 65 nm CdS buffer, a 40 nm intrinsic ZnO, a 400 nm Al doped ZnO, and Al/Ni top metal contact. Effects of sulfur to selenium (S/Se) compositional ratio on the microstructure, crystallinity, electrical properties, and cell efficiencies have been studied using X-ray diffraction, Raman spectroscopy, field emission scanning electron microscope, I-V measurement system, solar simulator, quantum efficiency measurement system, and time resolved photoluminescence spectrometer. Our fabricated Cu2ZnSn(S,Se)4 thin film solar cell shows the best conversion efficiency of 9.24 % (Voc : 454.6 mV, Jsc : 32.14 mA/cm2, FF : 63.29 %, and active area : 0.433 cm2), which is the highest efficiency among Cu2ZnSn(S,Se)4 thin film solar cells prepared using sputter deposited metallic precursors and without using a toxic H2Se gas. Details about other experimental results will be discussed during the presentation.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.10 no.4
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• pp.283-287
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• 2007

KIER has been developing the anode-supported flat tubular solid oxide fuel cell unit bundle for the intermediate temperature($700{\sim}800^{\circ}C$) operation. Anode-supported flat tubular cells have Ni/YSZ cermet anode support, 8 moi.% $Y_2O_3$ stabilized $ZrO_2(YSZ)$ thin electrolyte, and cathode multi-layer composed of Sr-doped $LaSrMnO_3(LSM)$, LSM-YSZ composite, and $LaSrCoFeO_3(LSCF)$. The prepared anode-supported flat tubular cell was joined with ferritic stainless steel cap by induction brazing process. Current collection for the cathode was achieved by winding Ag wire and $La_{0.6}Sr_{0.4}CoO_3(LSCo)$ paste, while current collection for the anode was achieved by using Ni wire and felt. For making stack, the prepared anode-supported flat tubular cells with effective electrode area of $90\;cm^2$ connected in series with 12 unit bundles, in which unit bundle consists of two cells connected in parallel. The performance of unit bundle in 3% humidified $H_2$ and air at $800^{\circ}C$ shows maximum power density of $0.39\;W/cm^2$ (@ 0.7V). Through these experiments, we obtained basic technology of the anode-supported flat tubular cell and established the proprietary concept of the anode-supported flat tubular cell unit bundle.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.194-195
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• 2012

박막 실리콘 태양전지에 입사한 빛 중 흡수층인 진성 비정질 실리콘층(i-a-Si)에 흡수된 빛은 출력으로 변환되나, 기타의 층에서 흡수된 빛은 손실 성분이 된다. 이 중 흡수 손실이 큰 층은 도핑 층(p-a-SiC 및 n-a-Si)들인데, 이 들의 흡수 손실을 측정된 광학함수를 이용해 계산해 보면 Fig. 1과 같이 나타난다. p-a-SiC은 광 입사부에 위치하여 단파장 영역의 흡수 손실을 일으키고, n-a-Si 은 태양전지의 후면에 위치하여 장파장 영역의 흡수손실을 일으킨다. 이러한 도핑층에서의 흡수 손실을 제거 또는 개선하기 위해 도핑층의 재료를 기존 재료보다 광학적 밴드갭이 큰 재료로 대체하여 개선하는 방안에 대해 논하고자 한다. 금속 산화물의 밴드갭은 실리콘 화합물에 비하여 대체로 큰 값을 가지기 때문에 이를 기존의 실리콘 화합물 대신으로 사용한다면 광학적 흡수 손실을 효과적으로 줄일 수 있다. 단, 이때 태양전지의 광 전압을 결정하는 인자가 p층과 n층 사이의 일함수 차이에 해당하므로, p층의 대체층으로 사용 가능한 금속 산화물은 일함수가 큰(＞5 eV) 재료 중에서 선택하는 것이 적합하며, n층의 대체층으로 사용 가능한 금속 산화물은 일함수가 작은(＜ 4.2 eV) 재료 중에서 선택하는 것이 적합하다. Table 1에서 p층과 n층 대체용 금속산화물의 후보들을 정리하였다. 먼저 도핑층에서의 광 흡수가 광손실이 될 수 밖에 없는 물리적 근거에 대해서 논하고, 그 실험적인 증명을 제시한다. 이러한 개념을 바탕으로 도핑층의 내부 전기장의 방향을 제어하여 전자-정공쌍을 분리 수집하는 방법을 실험적으로 구현하였다. 이어서 금속 산화물을 부분적으로 대체하여 흡수 손실을 개선하는 방안을 제시한다. WOx, NiOx, N doped ZnO 등을 적용하여 그 효과를 비교 검토하였다. 끝으로 금속산화믈 대체 또는 쇼트키 접합을 적용하여 도핑층의 광 흡수를 줄이고 효율을 향상하는 방안을 제시한다. 그 사례로서 WOx, MoOx, LiF/Al의 적용결과를 살펴보고 추가 개선방안에 대해 토의할 것이다. 결론적으로 광학적 밴드갭이 큰 재료를 도핑층 대신 사용하여 흡수 손실을 줄이는 것이 가능하다는 것을 알 수 있고, 이 때 일함수 조건이 만족이 되면 광 전압의 손실도 최소화할 수 있다는 점을 확인할 수 있었다. 현재까지 연구의 한계와 문제점을 정리하고, 추가 연구에 의한 개선 가능성 및 실용화 개발과의 연관관계 등을 제시할 것이다.