• Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
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• v.13 no.3
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• pp.73-77
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• 2008

Purpose: This research is that prepare amorphous or crystalline ZnO thin films with pure strong UV emission on soda-lime-silica glass (SLSG) substrates by low-temperature annealing. Methods: Growth characteristic and optical properties of the amorphous or nano-crystalline ZnO thin films prepared on soda - lime - silica glass substrates by chemical solution deposition at 100, 150, 200, 250 and $300^{\circ}C$ were investigated using X-ray diffraction analysis, ultraviolet - visible - near infrared spectrophotometer, and photoluminescence. Results: The films exhibited an amorphous pattern even when finally annealed at $100^{\circ}C{\sim}200^{\circ}C$ for 60 min, while crystalline ZnO was obtained by prefiring at 250 and $300^{\circ}C$. The photoluminescence spectrum of amorphous ZnO films shows a strong NBE emission, while the visible emission is nearly quenched. Conclusions: These results indicate it should be possible to cheaply and easily fabricate ZnO-based optoelectronic devices at low temperature, below $200^{\circ}C$, in the future.

• Current Photovoltaic Research
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• v.3 no.1
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• pp.32-38
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• 2015

CIGS solar cell consisted of various films. In this research, we investigated electrode materials in $Cu(In,Ga)Se_2$ (CIGS) cells, including Al-doped ZnO (ZnO:Al), intrinsic ZnO (i-ZnO), and Al films. The sputtered ZnO:Al film with a sputtering power at 200W showed the lowest series resistance and highest cell efficiency. The electrical resistivity of the 200-W sputtered ZnO:Al film was $5.2{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ by the rapid thermal annealing at $200^{\circ}C$ for 1 min. The electrical resistivity of i-ZnO was not measurable due to its high resistance. But the optical transmittance was highest with less oxygen supply and high efficiency cell was achieved with $O_2/(Ar+O_2)$ ratio was 1% due to the increase of short-circuit current. No significant change in the cell performance by inserting a Ni layer between Al and ZnO:Al films was observed.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.14 no.5
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• pp.73-78
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• 2006

In this paper, creep tests of Mg-Zn-Mn and Mg-Zn-Mn-Ca alloys, which were casted by mold with Mg-3%Zn-1%Mn and Mg-3%Zn-1%Mn-0.2%Ca, were done under the temperature range of 473-573K and the stress range of 23.42-78.00Mpa. The activation energies and the stress exponents were measured to investigate the creep plastic deformation of those alloys, and the rupture lifes of Mg-Zn-Mn alloy were also measured to investigate the fracture behavior. From the results, the activation energy of Mg-Zn-Mn and Mg-Zn-Mn-Ca alloys under the temperature range of 473-493K were measured as 149.87, 145.98KJ/mol, respectively, and the stress exponent were measured as 5.13, 6.06 respectively. Also the activation energies Mg-Zn-Mn and Mg-Zn-Mn-Ca alloys under the temperature range of 553-573K were obtained as 134.41, 129.22KJ/mol, respectively, and tress exponent were obtained as 3.48, 4.63, respectively. Finally stress dependence of rupture life and the activation energy of rupture life of Mg-Zn-Mn under the temperature range of 473-493K was measured as 8.05, 170.0(KJ/mol), respectively, which were a little higher than the results of steady state creep.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.151-151
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• 2007

최근에 에피 성장된 ZnO는 UV-LED, 화학적-바이오센서와 투명전도 전극에 많은 관심을 받고 있다. 고 품질의 ZnO는 Metal-organic chemical vapor deposition(MOCVD), Pulsed laser deposition(PLD), molecular beam epitaxy(MBE), 그리고 마그네트론 스퍼터링법에 의해 성장이 이루어지고 있다. 대부분의 ZnO는 사파이어, 싫리콘과 같은 이종 기판 위에 성장되고 있으며, Heteroepitaxy로 성장된 ZnO 박막은 기판과 박막사이의 격자상수, 열팽창계수 차이로 인해 높은 결함 밀도를 보이고 있다. 이러한 문제점은 광전자 소자 응용에 있어 여러 가지 문제점을 야기 시킨다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 박막과 기판사이에 저온 버퍼층을 사용하거나 같은 물질의 버퍼층을 사용하여 결할 밀도를 감소시키고, 높은 결정성을 가진 ZnO 박막을 성장시킨 결과들이 많이 보고되어지고 있다. 본 연구에서는 마그네트론 스퍼터링 법으로 저온 버퍼층 성장 없이 성장온도 만을 달리 하여 고품질의 ZnO 박막을 성장시켰다. ZnO 박막은 c-sapphire 기판위에 ZnO(99.9999%)의 타겟을 사용하여 $600{\sim}800^{\circ}C$ 온도에서 성장시켰고, 스퍼터링 가스로는 아르곤과 산소를 2:1 비율로 혼합하여 15mtorr의 압력에서 성장하였다. 이렇게 성장시킨 ZnO 박막은 Transmission Electron Microscopy (TEM), High-Resolution X-ray Diffraction (HRXRD), Low-temperature PL, 그리고 Atomic Force Microscopy (AFM)로 특성을 분석 하였다. ZnO 박막은 HRXRD (002) 면의 $\omega$-rocking curve운석 결과, $0.083^{\circ}$의 작은 FEHM을 얻었고, (102) 면의 $\varphi$-sacn을 통해 온도가 증가함에 따라 향상된 6-fold을 확인함으로새 에피성장됨을 알 수 있었다. 또한 TEM분석을 통해 $800^{\circ}C$에서 성장된 박막은 $6.7{\times}10^9/cm^2$의 전위밀도를 얻을 수 있었다.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.55 no.2
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• pp.91-95
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• 2022

ZnO single layer (60 nm thick) and ZnO with Ag interlayer (ZnO/Ag/ZnO; ZAZ) films were deposited on the glass substrates by using radio frequency (RF) and direct current (DC) magnetron sputter to evaluate the effectiveness of Ag interlayer on the optical visible transmittance and the conductivity of the films. In the ZAZ films, the thickness of ZnO layers was kept at 30 nm, while the Ag thickness was varied as 5, 10, 15 and 20 nm. In X-ray diffraction (XRD) analysis, ZnO films show the (002) diffraction peak and ZAZ films also show the weak ZnO (002) peak and Ag (111) diffraction peak. As a thickness of Ag interlayer increased to 20 nm, the grain size of the Ag films enlarged to 11.42 nm and the optical band gap also increased from 4.15 to 4.22 eV with carrier concentration increasing from 4.9 to 10.5×10²¹ cm^-3. In figure of merit measurements, the ZAZ films with a 10 nm thick Ag interlayer showed the higher figure of merit of 4.0×10^-3 Ω^-1 than the ZnO single layer and another ZAZ films. From the experimental result, it is assumed that the Ag interlayer enhanced effectively the opto-electrical performance of the ZAZ films.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• v.16 no.1
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• pp.39-43
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• 2016

The structural, electrical properties of Ga doped MgZnO transparent conductive oxide (TCO) films by ratio-frequency(RF) magnetron sputtering were investigated. Ga doped MgZnO TCO films were deposited on the sapphire substrates at $200^{\circ}C$ varying growth thickness 200 to 600 nm. The optical properties of Ga doped MgZnO TCO films were showed above 85% transmittance from 300 to 1000 nm region. In addition, the current density ($J_{SC}$) of $Cu(In,Ga)Se_2$ (CIGS) solar cells was improved by using the MgZnO:Ga films of 500 nm thickness because of outstanding electrical properties. The $Cu(In,Ga)Se_2$ solar cells with MgZnO:Ga transparent conducing layer yielded an efficiency of 9.8% with current density ($31.8mA/cm^2$), open circuit voltage (540.2 V) and fill factor (62.2) under AM 1.5 illumination.

• Current Photovoltaic Research
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• v.2 no.3
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• pp.110-114
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• 2014

We propose a low temperature sol-gel ZnO/Ag nanowire composite thin film to fulfill low temperature and low cost requirements, which are essential criteria in future flexible electronic devices. In this proposed thin film, Ag nanowire plays the role of electrical conduction, and sol-gel ZnO provides a structural medium with a high visible transmittance. Low temperature restriction in the sol-gel fabrication process prevents sufficient oxidation of Zn acetate precursors, which were solved by a post-coating treatment with ultraviolet light irradiation. Composite thin film formation was performed by spin coating methods with a mixed precursor solution or in a sequential manner. We obtained an average visible transmittance larger than 85% and a sheet resistance smaller than $50{\Omega}/sq$. After optimization in a fabricated composite transparent conductive thin film with the thickness around 100 nm. Similar experimental demonstration in a flexible substrate (polyethyleneterephthalate) was successful, which implies a promising application opportunity of this technology.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.420-420
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• 2007

ZnO 나노막대는 산화물 반도체로서 넓은 밴드캡 (3.37eV)을 가진 반도체이며, 테라급의 전계 효과 트랜지스터(FET), 대기오염물질 모니터링 센서, 태앙전지용 전극, UV 발광소자, 전계방출 디스플레이의 팀 등 나노기술 전반에 활용해 최근 각광을 받고 있는 물질이다. 최근 디바이스 응용의 효율을 높이기 위한 방편으로 나노막대에서 박막으로의 연구가 활발하다. 본 실험은 MOCVD률 이용하여 p-si 기판위에 나노막대를 성장시킨 후 압력 및 온도 등의 공정변수를 조절하여 나노막대에서 박막으로 성장형태를 변화시켰다. SEM으로 1 차원 나노막대에서 2차원의 나노박막으로 성장이 된 ZnO 하이브리드 구조를 확인할 수 있었다. 또, PL장비를 이용해 ZnO의 UV영역의 파장을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.59-59
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• 2007

최근 GaN계 LED를 대체할 만한 물질로 주목받고 있는 ZnO는 단결정 박막성장의 어려움, 동일접합 LED 소자구현을 위한 p-ZnO 성장의 어려움 3원계 합금제작의 어려움 등으로 소자제작에 있어 고전을 하고 있다. 특히 이러한 문제점을 극복하고자 하는 방안으로 양자 제한 효과, 탁월한 결정성, self-assembly, internal stress 등의 새로운 기능성을 지닌 ZnO 나노구조가 제시되었다. 하지만 나노구조를 이용한 다이오드 제작에서도 금속전극의 접합이라는 문제의 벽에 가로막혀 있다. 본 실험에서는 자체 개발된 MOCVD 장비를 이용한 일차원 ZnO 나노선을 성장한 이후 연속적으로 박막을 성장하여 금속전극의 접합을 시도하였다. 이종접합구조 뿐만 아니라 일차원 및 이차원 구조의 복합구조는 일반 다결정 박막보다 결정성에서 우수한 특성을 보였으며, 다이오드 제작시에 높은 효율을 보였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.07a
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• pp.336-339
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• 2004

근래에 $TiO_2$를 이용한 염료감응형 태양전지에 대한 연구가 많이 진행되어 이미 실용화 단계에 이르고 있다. 그러나, 이러한 $TiO_2$를 이용한 태양전지 효율이 한계에 이르러 이를 향상시키기 위한 노력이 다방면에서 이루어지고 있다. 이에 본 연구에서는 넓은 밴드갭 직접형 반도체재료로서, 전기적, 열적, 광학적, 촉매 특성이 우수하고, 압전성이 크고 광투과성 및 형광성이 매우 우수하여, 현재 여러 전자사업 분야에서 사용될 뿐아니라, 태양전지분야에서도 최근 관심이 증대되고 있는, ZnO를 이용하여 $TiO_2$ 대체 전극재로서의 가능성을 고찰하였다. ZnO 슬러리는 유계 방법을 이용하여 제조하였고, 막은 닥터 블레이드(doctor blade)법에 의해 TCO 위에 형성되었다. 원료 분말 및 막의 형상은 FE-SEM에 의해 확인되었다. 형성된 막은 다양한 조건에서 소결하여, 최종적으로 샌드위치형 염료감응형 셀을 제조한 후 효율을 측정 비교하여 태양전지의 활성 전극 재료로서 적정한 ZnO 조건을 예측할 수 있었다.