• 한국재료학회지
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• 제28권4호
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• pp.214-220
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• 2018

We report on the fabrication and photoelectrochemical(PEC) properties of a $Cu_2O$ thin film/ZnO nanorod array oxide p-n heterojunction structure with ZnO nanorods embedded in $Cu_2O$ thin film as an efficient photoelectrode for solar-driven water splitting. A vertically oriented n-type ZnO nanorod array was first prepared on an indium-tin-oxide-coated glass substrate via a seed-mediated hydrothermal synthesis method and then a p-type $Cu_2O$ thin film was directly electrodeposited onto the vertically oriented ZnO nanorods array to form an oxide semiconductor heterostructure. The crystalline phases and morphologies of the heterojunction materials were characterized using X-ray diffraction and scanning electron microscopy as well as Raman scattering. The PEC properties of the fabricated $Cu_2O/ZnO$ p-n heterojunction photoelectrode were evaluated by photocurrent conversion efficiency measurements under white light illumination. From the observed PEC current density versus voltage (J-V) behavior, the $Cu_2O/ZnO$ photoelectrode was found to exhibit a negligible dark current and high photocurrent density, e.g., $0.77mA/cm^2$ at 0.5 V vs $Hg/HgCl_2$ in a $1mM\;Na_2SO_4$ electrolyte, revealing an effective operation of the oxide heterostructure. In particular, a significant PEC performance was observed even at an applied bias of 0 V vs $Hg/HgCl_2$, which made the device self-powered. The observed PEC performance was attributed to some synergistic effect of the p-n bilayer heterostructure on the formation of a built-in potential, including the light absorption and separation processes of photoinduced charge carriers.

• 한국의류학회지
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• 제35권11호
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• pp.1297-1308
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• 2011

This research investigates the application of ZnO (zinc oxide) nanoparticles and $TiO_2$ (titanium dioxide) nanoparticles to polypropylene nonwoven fabrics via an electrospinning technique for the development of textile materials that can decompose harmful gases. To fabricate uniform ZnO nanocomposite fibers, two types of ZnO nanoparticles were applied. Colloidal $TiO_2$ nanoparticles were chosen to fabricate $TiO_2$ nano- composite fibers. ZnO/poly(vinyl alcohol) (PVA) and $TiO_2$/PVA nanocomposite fibers were electrospun under a variety of conditions that include various feed rates, electric voltages, and capillary diameters. The morphology of electrospun nanocomposite fibers was examined with a field-emission scanning electron micro- scope and a transmission electron microscope. Decomposition efficiency of gaseous materials (formaldehyde, ammonia, toluene, benzene, nitrogen dioxide, sulfur dioxide) by nanocomposite fiber webs with 3wt% nano-particles (ZnO or $TiO_2$) and 7$g/m^2$ web area density was assessed. This study shows that ZnO nanoparticles in colloid were more suitable for fabricating nanocomposite fibers in which nanoparticles are evenly dispersed than in powder. A heat treatment was applied to water-soluble PVA nanofiber webs in order to stabilize the electrospun nanocomposite fibrous structure against dissolution in water. ZnO/PVA and $TiO_2$/PVA nanofiber webs exhibited a range of degradation efficiency for different types of gases. For nitrogen dioxide, the degradation efficiency was 92.2% for ZnO nanocomposite fiber web and 87% for $TiO_2$ nanocomposite fiber web after 20 hours of UV light irradiation. The results indicate that ZnO/PVA and $TiO_2$/PVA nano- composite fiber webs have possible uses in functional textiles that can decompose harmful gases.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권2호
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• pp.15-21
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• 2019

원자층 증착법(ALD: atomic layer deposition)으로 $150^{\circ}C$에서 성장된 zinc oxide (ZnO) 초박막의 두께 변화에 따른 구조적, 전기적, 광학적 특성을 조사하였다. ZnO 박막을 증착하기 위해 금속 전구체와 반응물로 각각 diethylzinc와 deionized water를 사용하였다. ALD 사이클 당 성장률은 $150^{\circ}C$에서 약 0.21 nm/cycle로 일정 하였으며, 50 사이클 이하의 샘플들은 초기 ALD 성장 단계에서 상대적으로 얇은 두께로 인하여 비정질 성질을 갖는 것으로 보였다. 100 사이클에서 200 사이클로 두께가 증가함에 따라 ZnO 박막의 결정성이 증가하였고 hexagonal wurtzite 구조를 보였다. 또한, ZnO 박막의 입자 크기가 ALD 사이클의 수의 증가에 따라 증가되었다. 전기적 특성 분석 결과 박막 두께의 증가에 따라서 비저항 값이 감소하였으며, 이는 박막 두께 증가에 따른 입자 크기 증가 및 결정성 개선으로 더 두꺼운 ZnO 박막에서 입자 경계의 농도 감소와 상관 관계가 있음을 알 수 있었다. 광학적 특성 분석 결과 근 자외선 영역 (300 nm~400 nm)에서의 밴드 엣지 흡수가 증가 및 이동되었는데 이 현상은 ZnO 박막 두께의 증가에 따른 캐리어 농도의 증가가 기인 한 것으로, 이 결과는 박막 두께의 증가에 따른 저항률 감소와 잘 일치한다. 결과적으로 박막의 두께가 증가하면 막 면의 응력이 완화되어 밴드 갭이 감소하고 결정성 및 전도성이 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.310-310
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• 2016

최근 NAND flash memory는 높은 집적성과 데이터의 비휘발성, 낮은 소비전력, 간단한 입, 출력 등의 장점들로 인해 핸드폰, MP3, USB 등의 휴대용 저장 장치 및 노트북 시장에서 많이 이용되어 왔다. 특히, 최근에는 smart watch, wearable device등과 같은 차세대 디스플레이 소자에 대한 관심이 증가함에 따라 유연하고 투명한 메모리 소자에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 대표적인 플래시 메모리 소자의 구조로 charge trapping type flash memory (CTF)가 있다. CTF 메모리 소자는 trap layer의 trap site를 이용하여 메모리 동작을 하는 소자이다. 하지만 작은 window의 크기, trap site의 열화로 인해 메모리 특성이 나빠지는 문제점 등이 있다. 따라서 최근, trap layer에 다양한 물질을 적용하여 CTF 소자의 문제점을 해결하고자 하는 연구들이 진행되고 있다. 특히, 산화물 반도체인 zinc oxide (ZnO)를 trap layer로 하는 CTF 메모리 소자가 최근 몇몇 보고 되었다. 산화물 반도체인 ZnO는 n-type 반도체이며, shallow와 deep trap site를 동시에 가지고 있는 독특한 물질이다. 이 특성으로 인해 메모리 소자의 programming 시에는 deep trap site에 charging이 일어나고, erasing 시에는 shallow trap site에 캐리어들이 쉽게 공급되면서 deep trap site에 갇혀있던 charge가 쉽게 de-trapped 된다는 장점을 가지고 있다. 따라서, 본 실험에서는 산화물 반도체인 ZnO를 trap layer로 하는 CTF 소자의 메모리 특성을 확인하기 위해 간단한 구조인 metal-oxide capacitor (MOSCAP)구조로 제작하여 메모리 특성을 평가하였다. 먼저, RCA cleaning 처리된 n-Si bulk 기판 위에 tunnel layer인 SiO2 5 nm를 rf sputter로 증착한 후 furnace 장비를 이용하여 forming gas annealing을 $450^{\circ}C$에서 실시하였다. 그 후 ZnO를 20 nm, SiO2를 30 nm rf sputter로 증착한 후, 상부전극을 E-beam evaporator 장비를 사용하여 Al 150 nm를 증착하였다. 제작된 소자의 신뢰성 및 내구성 평가를 위해 상온에서 retention과 endurance 측정을 진행하였다. 상온에서의 endurance 측정결과 1000 cycles에서 약 19.08%의 charge loss를 보였으며, Retention 측정결과, 10년 후 약 33.57%의 charge loss를 보여 좋은 메모리 특성을 가지는 것을 확인하였다. 본 실험 결과를 바탕으로, 차세대 메모리 시장에서 trap layer 물질로 산화물 반도체를 사용하는 CTF의 연구 및 계발, 활용가치가 높을 것으로 기대된다.

• 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.

• 한국표면공학회지
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• 제30권5호
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• pp.320-332
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• 1997

The development of colored surface on zinc coating by the oxidation of a melten alloy of zinc with a minor amount of oxygen-avid additive such as tianium has been studied. Using a galvanizing Zinc alloy containing 0.1 to 0.3wt%Ti, gold, purple or blue color was developed clearly and stably, depending upon the extent of oxidation, by air cooling after hot dipping in a bath at temperature of $550^{\circ}C$ to $600^{\circ}C$. The source of the color is light interference with surface oxide layer. THe final color depends on the thickness of the color depends on the thickness of $TiO_2$, played So compositing, temperature and time at elevated temperature after are all controlling variables. Since oxidation film such as $TiO_2$ played role of passivation film, the corrosion resistance in a colored galvanized steel sheet. It is also thought that surface oxide layer of $TiO_2$ inhibited dissolution of the coating layer.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.58-63
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• 2006

In this Paper, ZnO films mixed with iron oxide were prepared by an ultrasonic spray pyrolysis method. The chemical composition and structural properties as a function of the Fe atomic ratio in the deposition solution were studied. Zinc acetate and ferrous chloride were used as precursors of Zn and Fe, respectively. Fe atomic ratio to Zn varied from 0.15 to 10.0. Substrate temperature was fixed at $250^{\circ}C$. The crystallographic properties and surface morphologies of the films were studied by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM), respectively. Electron probe X-ray microanalysis (EPMA) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were carried out to analyse the chemical composition and state of Zn and Fe atoms.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제16권6호
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• pp.308-311
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• 2015

V₂O₅/Mn₃O₄/Nb₂O₅ codoped zinc oxide varistor ceramics were sintered at a temperature range as low as 875~950℃. The voltage clamping characteristics of V₂O₅/Mn₃O₄/Nb₂O₅ codoped zinc oxide varistor ceramics were investigated at a pulse current range of 1~50 A. The sintering temperature had a significant effect on clamp voltage ratio, which exhibits surge protection capabilities. The varistor ceramics sintered at 875℃ exhibited the best clamping characteristics, in which the clamp voltage ratio was 2.69 at a pulse current of 50 A. The varistor ceramics sintered at 900℃ exhibited the highest electrical stability, where = 3,824 V/cm (initial 3,909 V/cm), and E_{1 mA/cm²} = 27 (initial 39) after application of a pulse current of 100 A.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.265-265
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• 2015

Zinc Oxide 층은 역구조 유기 태양전지(Inverted Organic Photovoltaics, IOPV)에서 전자 수집 층으로 사용되는데, 전자 수집 및 전기 전도도 증가를 위하여 일반적으로 3차원 나노 구조체 및 양이온이 도핑된 Zinc Oxide 층이 사용된다. 본 연구에서는 저온 3차원 나노 구조체 및 음이온이 도핑된 Zinc Oxide 층을 적용하였으며, 그 결과 전자 수집 향상, 전기 전도도의 증가에 의하여 광전변환 효율(Power Conversion Efficiency, PCE)이 향상됨을 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.346.2-346.2
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• 2014

To use the GaN based light-emitting diodes (LEDs) as solid state lighting sources, the improvement of light extraction and internal quantum efficiency is essential factors for high brightness LEDs. In this study, we suggested the new materials system of a zinc tin oxide (ZTO) layer formed on blue LED epi-structures to improve the light extraction. ZTO is a representative n-type oxide material consisted of ZnO and SnO system. Moreover, ZTO is one of the promising oxide semiconductor material. Even though ZTO has higher chemical stability than IGZO owing to its SnO2 content this has high mobility and high reliability. After formation of ZTO layer on p-GaN layer by using the spin coating method, structural and optical properties are investigated. The x-ray diffraction (XRD) measurement results show the successful formation of ZTO. The photoluminescence (PL) and absorption spectrum shows that it has 3.6-4.1eV band gap. Finally, the light extraction properties of ZTO/LED chip using electroluminescence (EL) measurement were investigated. The experimental and theoretical analyses were simultaneously conducted.