• 제목/요약/키워드: X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)

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Surface Analysis of Copper-Tin Thin Films Synthesized by rf Magnetron Co-sputtering

  • 강유진;박주연;강용철
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.272.2-272.2
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    • 2016
  • Copper-Tin (CuSn) thin films were synthsized by rf magnetron co-sputtering method with pure Cu and Sn metal targets with various rf powers and sputtering times. The obtained CuSn thin films were characterized by a surface profiler (alpha step), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray induced Auger electron spectroscopy (XAES), and contact angle measurement. The deposition rates were calculated by the thickness of CuSn thin films and sputtering times. We observed hexagonal Cu20Sn6 and cubic Cu39Sn11 phases from the films by XRD measurement. From the survey XPS spectra, the Cu and Sn main peaks were observed. Therefore, we could conclude CuSn thin films were successfully fabricated on the substrate in this study. The changes of oxidation states and chemical environment of the films were investigated with high resolution XPS spectra in the regions of Cu 2p, Cu LMM, and Sn 3d. Surface free energy (SFE) and wettability of the CuSn thin films were studied with distilled water (DW) and ethylene glycol (EG) using the contact angle measurement. The total SFE of CuSn thin films decreased as rf power on Cu target increased. The contribution to the total SFE of dispersive SFE was relatively superior to polar SFE.

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Nd:YAG 레이저에 의한 폴리테트라플루오르에틸렌 박막 증착 (Deposition of Polytetrafluoroethylene Thin Films by IR-pulsed Laser Ablation)

  • 박훈;서유석;홍진수;채희백
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제6권1호
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    • pp.58-63
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    • 2005
  • 레이저 용발법을 이용하여 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE: polytetrafluoroethylene) 박막을 증착하였다 사용한 레이저는 1064 nm Nd:YAG 레이저이고, 타겟은 그라파이트 분말이 도핑된 PTFE 펠릿(pellet) 이었다. 그라파이트는 포톤에너지를 효과적으로 흡수하여 열에너지로 전환시키고, 이 에너지를 인접한 PTFE에 전달한다. PTFE는 전달받은 열에너지에 의해서 열분해 된다. 타겟 표면에서 열분해에 의해 형성된 PTFE 단량체(monomer)들은 기판위에서 재중합반응(repolymerization)하여 필름을 형성하게 된다. 증착된 필름은 투명하고 결정화된 필름이었다. 주사전자현미경(SEM: scanning electron microscopy)과 원자현미경(AFM: atomic force microscopy)으로 분석한 결과, 필름의 표면은 박막의 두께가 증가할수록 섬유구조(fibrous structure)를 보였다. X선 광전자 분광기(XPS: X-ray photoelectron spectroscopy), 퓨리에 변화 적외선 분광기(FTIR: fouirer transform infrared spectroscopy)와 X선 회절분광기(XRD: X-ray diffraction)로 분석한 결과, 필름의 F/C 비는 1.7이고 분자축(molecular axis)은 기판과 나란했다.

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아미노실록산이 그래프팅된 폴리(이미드실록산) 공중합체 제조와 필름 모폴로지 및 점착 특성 연구 (Preparation of Aminosiloxane-grafted Poly(imidesiloxane) Copolymer and its Morphology and Adhesive Properties in Film)

  • 이지목;권은진;이선영;정현민
    • 폴리머
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    • 제37권4호
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    • pp.547-552
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    • 2013
  • 폴리이미드에 폴리실록산 블록을 포함시키는 형태의 공중합체를 통해 내열 점착특성을 갖는 박막층을 형성하였다. 카르복시기를 포함하는 폴리이미드를 중합하여 디아미노실록산과 반응하면서 필름을 형성하는 제조방법에서 그래프트화 및 가교결합을 형성하였다. 투과전자현미경과 energy dispersive X-ray spectroscopy(EDX)를 통한 모폴로지 조사에서 폴리이미드와 폴리실록산 부분은 각각 100 nm 크기의 구형 도메인과 연속상을 갖는 마이크로 상분리 구조를 갖는 것을 확인하였다. 또한 X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) 분석에서는 공기-필름 계면에 폴리실록산 성분이 주로 노출되고 있음이 나타났다. $400^{\circ}C$까지 내열성을 갖는 폴리(이미드실록산) 박막층은 상온에서 $300^{\circ}C$까지 그 점착 특성이 유지됨을 확인하였다. 폴리이미드의 카르복시기와 아미노실록산의 그래프트화가 마이크로도메인 형성과 점착특성을 나타내는데 중요하게 작용함을 비교실험을 통해 확인하였다.

Top-Emitting Organic Light-Emitting Diodes Based on the Interfacial Electronic Structures of Bis(8-Quinolinolato)Aluminum (III)/Barium

  • 임종태;염근영
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2007년도 춘계학술발표회 초록집
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    • pp.5-6
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    • 2007
  • 반투명 전도성 음극 (semi-transparent conducting cathode)인 Ba (x nm)/Au (20 nm)/ITO (100 nm)을 이용하여 전면발광 유기전계 발광 소자 (top-emitting organic light-emitting didodes, TEOLEDs)를 제작했다. Ba과 bis(8-quinolinolato)aluminum (III) ($Alq_3$) 계면의 전자구조는 엑스선 광전자 분광법 (X-ray photoelectron spectroscopy, XPS), 자외선 광전자 분광법 (ultraviolet photoelectron spectroscopy, UPS) 및 가까운 끝머리 엑스선 흡수 미세구조 (near-edge x-ray absorption fine structure, NEXAFS) 스펙트럼의 광 방출 특성을 통하여 조사되었다. $Alq_3$/Ba 계면 특성에 있어서 XPS와 NEXAFS 특성에 의하면, $Alq_3$ (10.0 nm) 위에 Ba이 연속적으로 증착됨에 따라 Ba으로부터 $Alq_3$로의 전자전달 (electron charge transfer) 특성은 꾸준희 증가된다. 그러나 Ba의 두께가 1.0 nm 이상 초과되면 Ba의 전자전달에 기인한 반응성때문에 $Alq_3$의 분자구조가 해리된다. 한편, 제작된 TEOLEDE의 전류-전압-휘도 곡선의 경우에서도 바륨의 증착 두께가 1.0 nm일 때 가장 우수한 구동특성을 나타냈다.

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Cu 금속미립자를 함유하는 Zinc Phosphate 유리의 광흡수와 XPS 스펙트럼 (Optical Absorption and X-ray Photoelectron Spectra of Zinc Phosphate Glasses with Cu Nano-sized Metallic Particles)

  • 강은태;박용배
    • 한국세라믹학회지
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    • 제37권9호
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    • pp.900-908
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    • 2000
  • 일반적인 유리용융과 열처리법을 이용하여 많은 양의 금속구리 미립자가 분산된 Zinc Phosphate 유리를 제조하였다. 금속산화물로는 Cu$_2$O를, 환원제로는 SnO를 사용하였다. XRD와 전자회절로부터 열처리에 의해 금속구리의 결정상이 석출됨을 알 수 있었고, TEM에 의해 석출상의 크기는 수~20nm 정도임을 알 수 있었다. 또한 570nm에서의 광흡수 피크로부터도 금속구리의 석출을 확인할 수 있었다. 석출입자의 크기와 흡광은 석출을 위한 열처리 온도와 시간이 증가함에 따라 증가하였다. XPS 스펙트럼으로는 구리의 산화상태 중 Cu$^{2+}$ 이온의 상태만을 분명히 할 수 있었다. 매질유리의 BO/NBO의 비는 열처리 전후 크게 변화가 없었으며, 열처리 후 Cu$^{2+}$ 이온이 다소 감소되는 경향을 보였다.

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$Cl_2$/Ar ICP 플라즈마를 이용한 BTO박막의 식각 특성 연구 (Study on Etch Characteristics of BTO Thin Film by using $Cl_2$/Ar Inductively Coupled Plasma)

  • 김만수;민남기;이현우;최복길;권광호
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.177-178
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    • 2007
  • 본 연구에서는 MIM (Metal-Insulator-Metal) capacitor의 유전 물질로 사용되는 $Ba_xTi_yO_z$(BTO) 박막의 식각 특성을 고찰하였다. $Cl_2$/Ar 혼합가스를 이용하여 Inductively Coupled Plasma(ICP)에서 BTO 박막을 식각하였고, 식각된 BTO박막의 표면을 X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) 분석하였다. BTO박막의 식각 속도는 Ar이 80%인 식각 조건에서 31.7nm/min의 식각 속도를 추출하였고, 동시에 Pt박막에 대한 높은 선택비를 얻었다. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) 분석 결과로부터 표면 반응을 조사하여, 식각 기구를 고찰하였다.

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순환전류법을 이용해 ZnO 금속산화물과 Graphene을 동시에 제막한 전자수송층을 갖는 유기태양전지의 특성 (Characteristics of Organic Solar Cell having an Electron Transport Layer co-Deposited with ZnO Metal Oxide and Graphene using the Cyclic Voltammetry Method)

  • 안준섭;한은미
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.71-75
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    • 2022
  • Graphene oxide를 ZnCl2:NaCl 전해질과 함께 교반한 후 순환 전압전류법에 의해 전기화학적으로 제막하여 유기태양전지용 전자수송층 제막과정을 단순화하고 이를 갖는 유기태양전지를 제작하였다. 소자의 구조는 FTO/ZnO:graphene 전자수송층/P3HT:PCBM 광활성층/PEDOT:PSS 정공수송층/Ag이다. ETL의 형태 및 화학적 특성은 주사전자현미경(scanning electron microscopy, SEM), X선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS), 라만 분광법으로 확인하였다. XPS 측정결과 ZnO 금속산화물 및 탄소결합이 동시에 확인되었고, 라만 분광법에서 ZnO와 graphene 피크를 확인하였다. 제작한 태양전지의 전기적 특성을 솔라시뮬레이터로 측정하였고 0.05 V/s의 속도로 2회 제막한 ETL 소자에서 1.94%의 가장 높은 광전변환효율을 나타내었다.

이온빔을 조사한 폴리스타일렌 기판에서의 액정의 배향특성 (Investigation of Liquid Crystal Alignment on ion beam exposed polystyrene surface)

  • 황현석;이종덕;노정규;한정민
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제9권1호
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    • pp.33-37
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    • 2014
  • 본 연구에서는 이온빔을 조사한 폴리스타일렌 기판에 일정강도의 이온빔을 조사한 경우에 발생되는 액정배향의 특성에 대해서 연구하였다. 폴리스타일렌은 기계적강도 및 절연성에서 액정표시소자의 배향막으로 사용되는 폴리이미드 계열의 대체 물질로서 주목받고 있으며, 특히 비접촉 배향에서의 가능성이 새롭게 평가되고 있는 소재이다. 이온빔을 조사하여 이방성을 발생시킨 박막의 표면에서의 액정배향상태를 편광현미경으로 관찰하고, 액정배향에 기여한 메커니즘의 규명을 위해서 XPS(X-ray photoelectron spetroscopy) 분석을 사용하였다. 분석한 결과 15초까지의 이온빔 조사는 액정의 배향을 유발하는 중요한 원인으로 작용함을 알 수 있었으며, 이온빔조사에 의한 액정의 배향방법은 고온안정성도 겸비하고 있는 것을 실험을 통해서 알 수 있었다.

X-선 광전자분광법을 이용한 MgO/Mg 표면에 증착된 Pd의 분석 (X-Ray Photoelectron Spectroscopy Studies of Pd Supported MgO/Mg)

  • 태위승;서현욱;김광대;김영독
    • 한국진공학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.281-287
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    • 2009
  • 본 연구에서는 고진공 조건에서 열기화 증착 방법으로 산화막으로 덮인 Mg 리본(MgO/Mg) 위에 Pd을 증착하였다. 고진공 속에서 만든 시료의 전자구조를 in-situ X-선 광전자 분광법 (XPS)을 통하여 분석하였고, 분석 후, FE-SEM을 통해 증착량의 증가에 따른 표면구조의 변화를 확인하였다. Pd 증착량이 1 나노미터 (nm) 이하인 경우에는 증착량 증가에 따른 Pd 나노입자 크기의 증가를 확인하였으며, Pd을 1 nm 이상의 두께로 증착시킨 경우에는 Pd 입자들의 뭉침에 의해 얇은 필름이 형성됨을 관찰하였다. Pd과 기판사이의 전하이동에 의하여 산화물/금속 계면의 Pd 원자들은 부분적으로 양전하를 띔을 확인하였다.

Antibacterial property and characterization of CuSn thin films deposited by RF magnetron co-sputtering method

  • 강유진;박주연;김동우;김학준;강용철
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.360.2-360.2
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    • 2016
  • CuSn thin films were fabricated by rf magnetron co-sputtering method on the Si(100) substrate for evaluation of the antibacterial effect. The co-sputtering process was performed with different rf powers and sputtering times to regulate the thickness of the films and relative atomic ratio of Cu to Sn. The physicochemical properties of the CuSn thin films were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray induced Auger electron spectroscopy (XAES), Optical microscope (OM), 4-point probe, and antibacterial test. An antibacterial test was conducted with Escherichia coli (E. coli) and Staphylococcus aureus (S. aureus) as changing contact times between CuSn fillms and bacteria suspension. We compared to the crystalline structures of films before sterilization and after sterilization by XRD measurement. The changes of oxidation states of Cu and Sn and the chemical environment of films before and after antibacterial test were investigated with high resolution XPS spectra in the regions of Cu 2p, Cu LMM, and Sn 3d. After antibacterial test, the morphology of the films was checked with an OM images. The electrical properties of the CuSn films such as surface resistance and conductivity were measured by using 4-point probe.

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