• 한국세라믹학회지
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• 제40권11호
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• pp.1113-1119
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• 2003

저온 박막 공정을 위해 비등점이 낮은 용매인 isopropanol을 사용하였고, 용질로 zinc acetate의 몰 농도를 0.3∼1.3 mol/l까지 변화시켜 sol을 합성하였다. Zn 농도 변화에 따른 ZnO 박막의 구조 및 광학, 전기적 특성을 분석하였다. XRD 측정에서 Zn의 농도가 0.7 mol/l 일 때 c-축으로 결정 배향성이 뚜렷하였다. SEM으로 박막의 표면 morphology를 관찰한 결과 0.7 mol/l 에서 균일한 표면층을 갖는 나노구조를 이루고 있었다. UV-vis. 측정을 통한 ZnO 박막의 광투과도는 Zn의 농도가 0.7 mol/l 이하에서 87%였으나, 1.0 mol/l 이상의 농도에서는 급격히 감소하였다. 이때 광 밴드갭 에너지는 3.07∼3.22 eV의 값을 나타내며, 벌크 ZnO의 특성과 유사하였다. 박막의 전기 비저항 값은 150 $\Omega$-cm로 Zn의 농도변화에 따라 큰 변화를 보이지 않았으며, I-V 특성분석에서 전형적인 ohmic contact 특성을 보였다.

• 한국자기학회지
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• 제25권5호
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• pp.156-161
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• 2015

이 연구에서는 X-선 광전자분광법(X-ray photoemission spectroscopy: XPS)을 이용하여 염료감응 태양전지의 전극용 후보 물질에 속하는 $ZnSnO_3$와 $Zn_2SnO_4$의 전자 구조를 연구하였다. 제조된 시료들에 대한 X-선 회절 측정에 의하면 $ZnSnO_3$와 $Zn_2SnO_4$ 시료는 각각 단일상의 ilmenite(IL) 구조와 역스피넬(inverse spinel) 구조를 가지고 있음을 알 수 있었다. Zn 2p와 Sn 3d 내각준위 XPS 측정으로부터 $ZnSnO_3$와 $Zn_2SnO_4$ 두 시료 모두에서 Zn 이온은 2가 (Zn 2+) 상태이며, Sn 이온은 4가 (Sn 4+) 상태임을 알 수 있었다. 한편 얕은 내각준위 XPS 스펙트럼의 측정에서는 $ZnSnO_3$의 Sn 4d와 Zn 3d 내각 준위들의 결합에너지가 $Zn_2SnO_4$에서 보다 다소 작게 관찰되었다. 이 연구로부터 $ZnSnO_3$와 $Zn_2SnO_4$에서의 각 이온의 원자가 상태와 화학적 결합 상태에 대한 정보를 얻을 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.178-178
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• 2016

최근 Zn-Mg 합금 박막은 고내식성의 합금상 형성, 치밀한 부식생성물의 부식억제 등으로 인해 순수한 Zn 박막 및 기타 Zn 계 합금 박막 대비 우수한 내식성을 나타난다고 보고되고 있다. 그러나 여러 문헌에서 보고된 Zn-Mg 박막 각기 다른 결정구조, 미세조직을 나타내며, 이는 Zn-Mg 박막이 낮은 융점을 나타내기 때문에 박막 합성 공정 중에 발생하는 열량에 따라 Zn-Mg 박막의 결정구조, 미세조직 등이 변화한 것으로 판단된다. 본 연구에서는 Zn-Mg 박막의 결정구조에 따른 내식특성을 평가하기 위하여 비대칭 마그네트론 스퍼터링 공정 중 합성온도를 제어하며 Zn-Mg 박막을 합성하였으며 그에 따른 박막의 결정구조, 내식성에 관해 연구하였다. Zn-Mg 박막은 10wt.% Mg 합금 타겟을 사용하였으며, 합성 온도는 상온에서 최고 $150^{\circ}C$로 제어하였다. Zn-Mg 박막의 결정구조, 미세조직은 X선 회절 분석기 (XRD)와 전계방출형 주사전자현미경 (FE-SEM)을 사용하여 분석하였으며, 동전위 분극시험을 통해 결정구조에 따른 Zn-Mg 박막의 내식성을 분석하였다. 상온에서 합성한 Zn-Mg 박막은 비정질의 결정구조가 형성되었으며, 상온이상 $50^{\circ}C$이하에서는 결정질의 Zn 상과 비정질상이 공존하는 Zn-Mg 박막이 합성되었다. 또한 $100^{\circ}C$이상에서는 Zn, $Mg_2Zn_{11}$, $MgZn_2$ 상이 공존하는 결정질의 Zn-Mg 박막이 합성되었다. 상온에서 합성된 Zn-Mg 박막의 경우 급냉이 이루어지는 스퍼터링 공정의 특성상 비정질의 결정구조가 형성되었으나, Zn는 융점이 낮아 상온부근에서도 재결정이 이루어지기 때문에 $50^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도에서 합성하여도 결정질의 Zn 상이 형성되었다. $Mg_2Zn_{11}$, $MgZn_2$ 과 같은 Zn와 Mg의 합금상의 경우 형성과정에서 일정 수준의 열이 요구되기 때문에 낮은 온도에서는 형성이 억제되고 일정 이상의 온도에서 형성되었다. FE-SEM 분석 결과를 통하여 $50^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도에서 합성한 Zn-Mg 박막은 치밀한 미세구조를 나타내었으며, $100^{\circ}C$이상에서 합성한 Zn-Mg 박막의 미세구조는 밀도가 비교적 낮은 구조임을 확인하였다. 3.5% NaCl 수용액에서의 동전위 분극시험 결과 낮은 온도에서 합성한 Zn-Mg 박막이 고온에서 합성한 Zn-Mg 박막 대비 치밀한 구조가 형성되었기 때문에 우수한 내식성을 나타내었다.

• 한국진공학회지
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• 제20권1호
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• pp.50-56
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• 2011

본 논문에서는 버퍼막 두께 및 열처리 온도에 따른 ZnO/b-ZnO/p-Si(111) 기반 이종접합 다이오드 전류 특성에 대한 연구가 진행되었고, b-ZnO (ZnO buffer layer) 버퍼막 두께 및 열처리 온도에 따른 p-Si(111) 기판 위에 증착시킨 ZnO 박막의 구조적, 전기적 특성 또한 연구되었다. X-ray diffraction (XRD) 방법을 이용하여 ZnO 박막의 구조적 특성을 측정하였고, semiconductor parameter analyzer를 이용하여 ZnO/b-ZnO/p-Si(111) 이종접합 다이오드의 I-V 특성을 평가하였다. XRD 분석 결과 버퍼막 열처리 온도 $700^{\circ}C$, 버퍼막 두께 70 nm에서 ZnO 박막은 우세한 (002) 방향의 c-축 배향성을 갖는 육방정계(hexagonal wurtize) 결정 구조를 나타내었다. 전기적 특성인 운반자 농도, 비저항 값의 경우에는 버퍼막 열처리 온도 $700^{\circ}C$, 버퍼막 두께 50 nm에서 우수한 전기적 특성(비저항: $2.58{\times}10^{-4}[{\Omega}-cm]$, 운반자 농도: $1.16{\times}10^{20}[cm^{-3}]$)을 보였다. 또한 ZnO/b-ZnO/p-Si(111) 이종접합 다이오드의 전류 특성은 버퍼막 열처리 온도 $700^{\circ}C$에서 버퍼막 두께가 증가할수록 전류 특성이 향상되는 경향을 보였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.88-88
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• 2017

Zn코팅은 우수한 내식성과 경제성을 바탕으로 자동차나 건축자재 등 산업의 전반적인 분야에서 광범위하게 사용되고 있다. 하지만 최근 한정된 Zn의 매장량으로 인한 원자제의 가격상승과 습식 도금과정의 환경오염 물질 배출 문제가 기존 Zn 코팅의 약점으로 지적되고 있다. 따라서 새로운 원소의 첨가로 인한 Zn의 사용량 감소나 친환경적인 공정방법을 적용하는 연구가 대두되고 있다. 최근의 연구 결과에 따르면 Zn-Mg 합금이 다른 Zn계 합금에 비해 내식성이 우수하며, 이와 같은 우수한 내식성은 $Mg_2Zn_{11}$, $MgZn_2$와 같은 Mg-Zn 이원계의 합금상에 의한 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 친환경적인 비대칭 마그네트론 스퍼터 공정을 활용하여 다양한 공정조건 하에서 Zn-Mg 박막을 합성하여 최적의 공정 조건을 도출하고자 하였다. Zn-Mg 박막 합성 시 Mg타겟의 조성은 3~10 wt.%로 변화하였으며 Zn-Mg 합금 타겟의 온도를 제어하여 박막의 Mg 조성과 타겟 온도가 Zn-Mg 도금강의 내식성 및 밀착성에 미치는 영향을 평가하였다. 합성된 Zn-Mg 박막은 FE-SEM, EDS, XRD를 사용하여 미세조직, 두께, Mg 조성, 합금상 등을 분석하였으며, 염수분무시험 및 0T 굽힘 시험을 활용하여 Zn-Mg 박막의 내식성 및 내식성을 비교 분석하였다. FE-SE및 EDS분석 결과 Zn-Mg 박막의 Mg 조성은 합금 타겟의 조성이 증가함에 따라 증가하였으며, Mg 함량이 증가할수록 미세구조가 치밀하게 변화하였다. 또한 Zn-Mg 박막 합성 중 타겟의 온도가 상승할수록 박막의 치밀도는 감소하였다. XRD분석 결과 박막을 이루는 주요 합금상은 Zn상과 $Mg_2Zn_{11}$상이며 본 연구에서는 증착 조건에 따른 합금상의 큰 변화는 보이지 않았다. 염수분무실험 및 밀착성 평가 결과 박막의 미세조직이 치밀할수록 Zn-Mg 도금강의 내식성은 향상되었으나, 밀착성은 오히려 감소하는 경향을 나타내었다. 이러한 결과는 Zn-Mg 박막이 치밀한 미세구조일수록 부식환경에서의 강판에 대한 보호 효과는 증가하는 반면, 변형 시 박막의 파괴로 인한 박리 현상이 가속되기 때문으로 판단된다.

• 한국진공학회지
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• 제16권4호
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• pp.286-290
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• 2007

실리콘 기판위에 성장된 ZnO 나노막대에 NiO를 코팅하여 core-shell 형태의 나노막대를 제작하였다. 이렇게 제작된 나노막대를 수소 분위기에서 열처리한 결과 ZnO 나노막대 표면에 Ni 나노점들이 형성됨을 확인하였다. 이러한 여러 종류의 나노막대의 저온(5K)에서 광발광 (photoluminescence) 특성을 연구하였는데 $ZnO{\rightarrow}NiO-ZnO{\rightarrow}Ni$ 나노점-ZnO 순서로 시료가 변화함에 따라 속박된 exciton들의 전이 에너지와 진폭이 변화함을 확인하였다. ZnO에 비하여 NiO-ZnO 시료의 경우 받개에 속박된 exciton ($A^0X$) 전이가 크게 감소함을 보이나 Ni 나노점-ZnO 시료의 경우 $A^0X$ 전이가 가장 우세함을 보인다. 이러한 현상은 수소화 과정에서 침투한 Ni과 수소 이온이 주개로 작용하였기 때문이다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.136-136
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• 2018

듀얼 페이즈(DP) 강철과 같은 고강도강(HSS), TRIP강, TWIP강은 무게를 줄이고 자동차의 안전을 향상시키기 위해서 자동차 산업에서 광범위하게 쓰이고 있다. HSS강의 내부식성을 향상시키기 위해서, 향상된 박막 재료와 기존의 아연도금 공정을 대체하는 공정 방법이 필요하다. Zn-Mg 박막은 강의 부식 방지에 대한 강력한 후보이며, 물리적 기상 증착 공정(PVD)은 강의 Zn-Mg 박막의 증착을 위한 유망한 공정이다. 그러나 이전 연구에서 보고 된 바와 같이 Zn-Mg 박막은 Zn-Mg 박막의 높은 취성으로 인하여 Zn 박막에 비하여 접착력이 매우 불충분하였다. 따라서 본 연구에서는 Zn-Mg 박막의 첩착력을 향상시키기 위해 TRIP강 기판 위에 증발 증착법을 활용하여 Zn-Mg/Zn 이중층 박막을 합성하고 진공에서 열처리를 실시하여 박막의 깊이에 따른 Mg의 함량 변화를 유도하였다. Zn-Mg/Zn 박막 합성 시 EMH-PVD를 활용하여 증착하였으며, Zn 중간층을 모재와 Zn-Mg 층 사이에 증착하고 진공중에서 열처리를 실시하여 박막 내에서 Mg 함량의 기울기 변화가 박막의 밀착력에 주는 영향을 평가하였다. 증착된 박막은 FE-SEM을 통하여 미세조직과 박막의 두께를 분석하였고 line-EDS를 통하여 깊이에 따른 Zn와 Mg의 변화를 분석하였으며 XRD를 사용하여 합금상을 분석하였다. Lap shear test를 활용하여 박막의 밀착력을 정략적으로 분석하였다. FE-SEM 및 EDS 분석 결과 Zn-Mg/Zn 박막을 진공에서 열처리를 실시한 후 FE-SEM으로 분석한 결과 미세조직의 큰 차이는 보이지 않았으나, line-EDS 결과 Mg이 확산되는 것을 확인 할 수 있었다. XRD 분석 결과 확산한 Mg에 의해서 Zn상은 감소하고 $Mg_2Zn_{11}$, $MgZn_2$와 같은 합금상은 증가하는 것을 확인하였다. Lap shear test 결과 $200^{\circ}C$에서 열처리한 Zn-15wt.%Mg/Zn 박막의 경우 밀착력이 19 MPa로 열처리를 하지 않았을 경우(11 MPa)보다 향상되는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 통하여 Zn-Mg 박막의 두께의 Mg의 함량 변화에 의해서 박막의 밀착력이 변화되는 것을 알 수 있다.

• 한국표면공학회지
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• 제36권3호
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• pp.256-262
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• 2003

The current efficiency and the composition of Zn-Cr and Zn-Cr-X (X : Co, Mn) alloy electrodeposits were investigated by using chloride bath with EDTA auditive and flow cell plating system. The current efficiency of Zn-Cr alloy decreased with increasing current density, while it increased with the content of Co and Mn of the Zn-Cr-X alloy bath in high current density region. The Cr content in Zn-Cr alloy increased from 1.4-2.7 to $28wt\%$ with increasing current density and the phase structure of the alloys changed from $\eta-Zn$ through $\eta-Zn+\gamma'-ZnCr\;to\;\gamma'-ZnCr$ with Increasing Cr content of the alloys. The Co content in Zn-Cr-Co alloys increased with Co content of the bath, while Cr content of the alloy increased or decreased in low current density region $(10-75A/dm^2)$ or high current density region $(75-100A/dm^2)$, respectively. $\gamma-ZnCo$ phase was formed in the Zn-Cr-Co alloy with above $9.0wt\%$ Co. The content of Mn and Cr in Zn-Cr-Mn alloys increased or decreased with the increase of current density in high current density region, respectively while Cr content of the alloy decreased noticeably with the increase of Mn content in the bath. Two phases of $\delta_1-ZnMn$ and $\gamma'-ZnCr$ were formed in the Zn-Cr-Mn alloy with above $8.6wt\%$ Mn.

• 한국진공학회지
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• 제3권2호
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• pp.212-219
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• 1994

Hot wall epitaxy법에 의하여 GaAs(100)aus 위에 ZnS-ZnSe 초격자를 성장하였다. ZnS-ZnSe 초격자의 주기는 x-선 회절 패턴에 의하여 확인되었고 이것은 변형을 고려하고 계산된 이론적인 패턴과 비교되었다. 경계면에 평행한 ZnS와 ZnSe의 변형의 비는 ZnSe에 대하여 ZnS의 두께기 증가할수록 감 소되었다. ZnS-ZnSe 초격자의 photoluminescence(PL)는 고에너지 영역의 예리한 스펙트럼과 저에너지 영역의 폭이 넓은 스펙트럼으로 구성되어있다. PL의 광자에너지는 Kronig-Penney 모델을 사용하여 계 산된 이론적인 에너지 값과 비교한 결과 type I의 초격자임을 알았다.

• 한국세라믹학회지
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• 제31권11호
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• pp.1396-1400
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• 1994

Electrical properties in the ZnO-Bi2O3-CoO-Zn7Sb2O12 system were investigated with Zn7Sb2O12 content (0.1~2 mol%). The increase of the Zn7Sb2O12 content inhibited the grain growth of ZnO, which showed a narrow grain size distribution of ZnO. The breakdown voltage (Vb) increased markedly with 1 mol% Zn7Sb2O12 addition due to the grain growth control behaviour of the Zn7Sb2O12 . The nonlinear I-V characteristic was significantly influenced by the Zn7Sb2O12 content (or Bi2O3/Zn7Sb2O12 ratio). Addition of 0.5 mol% Zn7Sb2O12 showed the highest nonlinear coefficient ($\alpha$) of 43. The leakage current in prebreakdown region was decreased with increasing Zn7Sb2O12 content.