• 제목/요약/키워드: ZnO/Cu/ZnO

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Synthesis and Structural Properties of YBa2Cu3O7-x Films/ZnO Nanorods on SrTiO3 Substrates

  • Jin, Zhenlan;Park, C.I.;Song, K.J.;Han, S.W.
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.169-169
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    • 2012
  • The high-temperature superconductor YBa2Cu3O7-x (YBCO) have attached attentions because of a high superconducting transition temperature, low surface resistance, high superconducting critical current density (Jc), and superior superconducting capability under magnetic field. Moreover, the Jc of YBCO superconductors can be enhanced by adding impurities to the YBCO films for vortex-pinning. Understanding and controlling pinning centers are key factors to realize high Jc superconductors. We synthesized vertically-aligned ZnO nanorods on SrTiO3 (STO) substrates by catalyst-free metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD), and subsequently, deposited YBCO films on the ZnO nanorods/STO templates using pulsed laser deposition (PLD). The various techniques were used to analyze the structural and interfacial properties of the YBCO/ZnO nanorods/STO hybrid structures. SEM, TEM, and XRD measurements demonstrated that YBCO films on ZnO nanorods/STO were well crystallized with the (001) orientation. EXAFS measurements from YBCO/ZnO nanorods/STO at Cu K edge demonstrated that the local structural properties around Cu atoms in YBCO were quite similar to those of YBCO/STO.

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일산화질소 가스 검출을 위한 CuO 박막/ZnO 나노막대 이종접합 구조의 제작 및 특성 평가 (Fabrication and Characterization of CuO Thin Film/ZnO Nanorods Heterojunction Structure for Efficient Detection of NO Gas)

  • 유환수;김효진;김도진
    • 한국재료학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.32-37
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    • 2018
  • We report on the efficient detection of NO gas by an all-oxide semiconductor p-n heterojunction diode structure comprised of n-type zinc oxide (ZnO) nanorods embedded in p-type copper oxide (CuO) thin film. The CuO thin film/ZnO nanorod heterostructure was fabricated by directly sputtering CuO thin film onto a vertically aligned ZnO nanorod array synthesized via a hydrothemal method. The transport behavior and NO gas sensing properties of the fabricated CuO thin film/ZnO nanorod heterostructure were charcterized and revealed that the oxide semiconductor heterojunction exhibited a definite rectifying diode-like behavior at various temperatures ranging from room temperature to $250^{\circ}C$. The NO gas sensing experiment indicated that the CuO thin film/ZnO nanorod heterostructure had a good sensing performance for the efficient detection of NO gas in the range of 2-14 ppm under the conditions of an applied bias of 2 V and a comparatively low operating temperature of $150^{\circ}C$. The NO gas sensing process in the CuO/ZnO p-n heterostructure is discussed in terms of the electronic band structure.

Structural and Optical Properties of Sol-gel Derived ZnO:Cu Films

  • 배지환;박준수;조신호
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.199-199
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    • 2013
  • 최근 단파장 광전 소자와 고출력 고주파 전자 소자에 대한 수요 때문에 넓은 밴드갭 에너지를 갖는 반도체에 관심이 많다. 이중에서, ZnO는 우수한 화학 및 역학적 안정성, 수소 플라즈마 내구성과 저가 제조의 장점 때문에 광전자 소자 개발 분야에 적합한 산화물 투명 전극으로 관심을 끌고 있다. 불순물이 도핑되지 않은 ZnO는 본질적으로 산소 빈자리 (vacancy)와 아연 격자틈새 (interstitial)와 같은 자체의 결함으로 말미암아 n형의 극성을 갖기 때문에, 반도체 소자로 응용하기 위해서는 도핑 운반자의 농도와 전도성을 제어하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 박막 제조시 제어성, 안정성과 용이하게 성장이 가능한 졸겔 (sol-gel) 방법을 사용하여 사파이어와 석영 기판 위에 Cu가 도핑된 ZnO 박막을 성장시켰으며, 그것의 구조, 표면 형상, 평균 투과율, 광학 밴드갭 에너지를 계산하였다. 특히, Cu의 몰 비를 0, 0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 0.1 mol로 변화시키면서 ZnO:Cu 박막을 성장시켰다. ZnO:Cu 졸은 zinc acetate dihydrate, 2-methoxyethanol (용매), momoethanolamine (MEA, 안정제)을 사용하여 제조하였다. 상온에서 2-methoxyethanol과 MEA가 혼합된 용액에 zinc acetate dihydrate (Zn)을 용해시켰다. 이때 MEA와 Zn의 몰 비는 1로 유지하였다. 이 용액을 $60^{\circ}C$ 가열판 (hot plate)에서 24 h 동안 자석으로 휘젓으며 혼합하여 맑고 균일한 용액을 얻었다. 이 용액을 3000 rpm 속도로 회전하는 스핀 코터기의 상부에 장착된 사파이어와 석영 기판 위에 주사기 (syringe)를 사용하여 한 방울 떨어뜨려 30 s 동안 스핀한 다음에, 용매를 증발시키고 유기물 찌꺼기를 제거하기 위하여 $300^{\circ}C$에서 10분 동안 건조시킨다. 기판 위에 코팅하는 작업에서 부터 건조 작업까지를 10회 반복한 다음에, 1 h 동안 전기로에 장입하여 석영 기판 위에 증착된 시료는 $550^{\circ}C$에서, 사파이어 기판은 $700^{\circ}C$에서 열처리를 수행하였다. Cu의 몰 비 0, 0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 1로 성장된 ZnO:Cu 박막에 대한 x선 회절 분석의 결과에 의하면, 모든 ZnO:Cu 박막의 경우에 관측된 34.3o의 피크는 ZnO (002) 면에서 발생된 회절 패턴을 나타낸다. 이것은 JCPDS #80-0075에 제시된 회절상과 일치하였으며, ZnO:Cu 박막이 기판에 수직인 c-축을 따라 우선 배향됨을 나타낸다. 사파이어 기판 위에 증착된 박막의 경우에, Cu의 몰 비가 점점 증가함에 따라(002)면 회절 피크의 세기는 전반적으로 증가하여 0.07 mol에서 최대를 나타내었으나, 석영 기판 위에 증착된 박막의 경우에는 0.05 mol에서 최대를 보였다. 외선-가시광 분광계를 사용하여 서로 다른 Cu의 몰 비로 성장된 ZnO:Cu 박막에서 광학 흡수율 (absorbance) 스펙트럼을 측정하였으며, 이 데이터를 사용하여 평균 투과율을 계산한 결과, 투과율은 Cu의 몰 비에 따라 현저한 차이를 나타내었다. Cu의 몰 비가 0.07 mol일 때 평균 투과율은 80%로 가장 높았으며, 0.03 mol에서는 30%로 최소이었다. 광학밴드갭 에너지는 Tauc 모델을 사용하여 계산하였고, 결정 입자의 형상과 크기와의 상관 관계를 조사하였다.

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RTA 후속 열처리에 따른 ZnO/Cu/ZnO 박막의 투명전극 및 발열체 특성 연구 (Effect of Rapid Thermal Annealing on the Transparent Conduction and Heater Property of ZnO/Cu/ZnO Thin Films)

  • 이연학;김대일
    • 열처리공학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.115-120
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    • 2023
  • ZnO/Cu/ZnO (ZCZ) thin film deposited on the glass substrate with DC and RF magnetron sputtering was rapid thermal annealed (RTA) and then effect of thermal temperature on the opto-electical and transparent heater properties of the films were considered. The visible transmittance and electrical resistivity are depends on the annealing temperature. The electrical resistivity decreased from 1.68 × 10-3 Ωcm to 1.18 × 10-3 Ωcm and the films annealed at 400℃ show a higher transmittance of 78.5%. In a heat radiation test, when a bias voltage of 20 V is applied to the ZCZ film annealed at 400℃, its steady state temperature is about 70.7℃. In a repetition test, the steady state temperature is reached within 15s for all of the bias voltages.

Study on CO Adsorption on in-situ Brass Formed Cu/ZnO

  • Jung, Kwang-Deog;Joo, Oh-Shim
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제23권12호
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    • pp.1765-1768
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    • 2002
  • The isotherms of CO adsorption on the Cu/ZnO sample treated with with hydrogen and methanol are investigated. The heats of adsorption of CO on the Cu/ZnO treated with hydrogen at 723K for 3 h are in the range from 25.7 kJ/mol at $\theta=0.8$ to 59.8 at $\theta=0.1$, while those on the Cu/ZnO sample treated with methanol at 523 K for 3 h are in the range 30.3 kJ/mol at $\theta=0.8$ to 99.8kJ/mol at $\theta=0.1.$ The Cu/ZnO samples treated with hydrogen do. The heats of adsorption at q=0.1 increase with the methanol treatment time within 30 min and leveled off afterwards.

ZnO thin films with Cu, Ga and Ag dopants prepared by ZnS oxidation in different ambient

  • Herrera, Roberto Benjamin Cortes;Kryshtab, Tetyana;Andraca Adame, Jose Alberto;Kryvko, Andriy
    • Advances in nano research
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    • 제5권3호
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    • pp.193-201
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    • 2017
  • ZnO, ZnO: Cu, Ga, and ZnO: Cu, Ga, Ag thin films were obtained by oxidization of ZnS and ZnS: Cu, Ga films deposited onto glass substrates by electron-beam evaporation from ZnS and ZnS: Cu, Ga targets and from ZnS: Cu, Ga film additionally doped with Ag by the closed space sublimation technique at atmospheric pressure. The film thickness was about $1{\mu}m$. The oxidation was carried out at $600-650^{\circ}C$ in air or in an atmosphere containing water vapor. Structural characteristics were investigated by X-ray diffraction (XRD) and atomic force microscopy (AFM). Photoluminescence (PL) spectra of the films were measured at 30-300 K using the excitation wavelengths of 337, 405 and 457.9 nm. As-deposited ZnS and ZnS: Cu, Ga films had cubic structure. The oxidation of the doped films in air or in water vapors led to complete ZnO phase transition. XRD and AFM studies showed that the grain sizes of oxidized films at wet annealing were larger than of the films after dry annealing. As-deposited doped and undoped ZnS thin films did not emit PL. Shape and intensity of the PL emission depended on doping and oxidation conditions. Emission intensity of the films annealed in water vapors was higher than of the films annealed in the air. PL of ZnO: Cu, Ga films excited by 337 nm wavelength exhibits UV (380 nm) and green emission (500 nm). PL spectra at 300 and 30 K excited by 457.9 and 405 nm wavelengths consisted of two bands - the green band at 500 nm and the red band at 650 nm. Location and intensities ratio depended on the preparation conditions.

NiCuZn 페라이트의 조성 및 소결조건에 따른 전자파흡수 특성에 관한 연구 (A Study on the Electromagnetic Wave Absorption Properties by the Composition Ratio and Sintering Condition of NiCuZn Ferrite)

  • 이영구;박찬규;이문수
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제5권5호
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    • pp.994-1000
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    • 2001
  • 정보통신기술의 발달과 전자기기의 사용량 증가에 따른 전자파장애의 발생이 점차 사회 문제화되면서 그 대책이 요구됨에 따라 전자파 흡수체에 대한 관심도 증가되고 있는데 본 연구에서는 전자파 흡수체로 알려진 NiCuZn 페라이트의 조성비 및 소결온도 변화에 따른 복소유전율과 복소투자율의 주파수 의존 특성을 알아보고 전자파 흡수성능에 대한 영향을 조사하였다. NiCuZn 페라이트의 조성 중 $Fe_2O_3$및 ZnO를 각각 49.0, 34.0mol%로 고정하고 NiO 및 CuO의 구성비를 변화시켜 측정한 결과 NiO의 구성비가 8.5~9.5 mol%의 범위에서, 소결온도는 $1080^{\circ}C$에서 초투자율 및 유전율이 크고 $loss tangent(=\mur"/\mur')$가 약 2 MHz~9.5 GHz 주파수 대역에서 1 이상을 보이며 전파흡수 성능이 가장 우수하게 나타났다.나타났다.

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CuO와 ZnO 첨가에 따른 NKN-BZT 세라믹스의 압전 특성 (Piezoelectric Properties of NKN-BZT Ceramics Sintered with CuO and ZnO Additives)

  • 이승환;백상돈;이동현;이성갑;이영희
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제24권8호
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    • pp.636-640
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    • 2011
  • The lead-free $0.98(Na_{0.5},K_{0.5})NbO_3-0.02Ba(Zr_{0.52},Ti_{0.48})O_3$-(hereafter NKN-BZT) CuO, ZnO-doped ceramics were prepared using a conventional mixed oxide method. NKN-BZT ceramics doped CuO, ZnO have superior structural and electrical properties than pure NKN-BZT ceramics. For the NKN-BZT-ZnO ceramics sintered at $1,120^{\circ}C$, piezoelectric constant ($d_{33}$) of sample showed the optimum values of 172 pC/N. The $0.98(Na_{0.5},K_{0.5})NbO_3-0.02Ba(Zr_{0.52},Ti_{0.48})O_3$-ZnO ceramics are a promising candidate for lead-free piezoelectric materials.

SiO2/ZnS:Cu/ZnS Triplex Layer Coatings for Phosphorescence Enhancement

  • Zhang, Wen-Tao;Lee, Hong-Ro
    • 한국표면공학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.169-173
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    • 2008
  • The objective of this study is to coat the $SiO_2$ layer uniformly on the ZnS:Cu phosphors by using Sol-Gel method. From results of SEM micrographs observation, XRD and XPS analysis, it could be confirmed that $SiO_2$ layer was relatively well coated on ZnS:Cu particles. $Ag_2S$ was used as a decoding chemical to analyze the dense and uniform coating performance of $SiO_2$ layer on phosphor particles. It could be concluded that phosphors synthesized from our two step replacement method showed strong blue peak comparing to other method and rather weak green peak also. Obtained particle size of phosphors were about 20m diameter. Luminescence properties of the phosphors were examined by photoluminescence spectra at the excitation wavelength of 270 nm.

NiCuZn 계 페라이트의 조성에 따른 복소투자율 변화 해석 (Complex Permeability Analysis of NiCuZn Ferrites)

  • 남중희;오재희
    • 한국자기학회지
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    • 제6권6호
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    • pp.382-387
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    • 1996
  • 본 연구에서는 ${(Ni_{x}Cu_{0.2}Zn_{0.8-x}O)}_{1-w}{(Fe_{2}O_{3})}_{1+w}$의 Ni 함량(x)과 $Co_{3}O_{4}$ 첨가량에 따른 복소투자율 변화에 관하여 검토하였다. Ni 함량 x=0.6 이상에서는 매우 좁은 투자율 허수항($\mu$") 피이크가 형성됨으로서 다른 조성에 비해 손실이 적음을 알 수 있었고 공명주파수($f_{\mu"max}$)는 Ni 함량의 변화와 비례하여 현저하게 증가하였다. $Fe_{2}O_{3}$ 결핍량(w)이 많을 수록 $\mu$" 값은 낮았으나, $Fe_{2}O_{3}$ 결핍량(w)의 변화가 공명주파수에는 큰 영향을 미치지 않는 경향을 나타내었다. NiCuZn 페라이트 조성에 대하여 $Co_{3}O_{4}$를 첨가한 경우는 첨가량이 많아짐에 따라 초기투자율이 감소하여 $f_{\mu"max}$ 값은 증가하였으나, 전체적인 손실의 정도를 제어하는데에는 Ni 함량을 변화시키는 것이 더 효과적임을 알 수 있었다.

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