• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.261.2-261.2
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• 2013

에너지 갭이 큰 ZnO 반도체는 빛 투과율이 우수하여 투명성이 좋으며 화학적으로 안정된 구조를 가지고 있어 전자소자 및 광소자 응용에 대단히 유용하다. 일반적으로 화학 기상증착, 전자빔증착과 전기화학증착법을 사용하여 ZnO 나노 구조를 제작하고 있다. 여러 가지 증착 방법 중에서 전기화학증착방법은 낮은 온도와 진공 공정이 필요하지 않으며 대면적 공정이 가능하고 빠른 성장 속도로 나노구조를 효과적으로 성장할 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 전기화학증착법을 이용하여 Indium Tin Oxide (ITO) 기판위에 Al 도핑된 ZnO 나노세선 성장시키고 성장시간에 따라 형성한 ZnO 나노세선의 구조적 성질을 조사하였다. ZnO 나노세선을 성장하기 위하여 zinc nitrate와 potassium chloride를 각각 0.1 M을 용해한 용액을 사용하였다. 전기화학증착방법을 사용하여 제작한 ITO 기판 위에 성장시킨 ZnO 나노세선 위에 전극을 제작하고 전류-전압 특성을 측정하였다. Al-doped ZnO 나노세선의 성장되는 조건을 Al 농도별로 0 wt%, 1 wt%, 2 wt% 및 5 wt% 씩 증가시키면서 ZnO 나노세선의 구조적 특성을 분석하였다. X-선회절 (X-ray diffraction; XRD) 실험 결과를 통해 ZnO 나노세선이 성장함을 확인하였고, 성장 시간이 길어짐에 따라 (101) 성장방향의 XRD 피크의 세기가 증가하였다. 전기화학증착시 Al 도핑 농도 증가에 따라 ZnO 나노세선의 지름이 200 nm에서 300 nm로 변화하는 것을 주사전자현미경으로 관측하였다. 이 실험 결과는 전기화학증착방법을 사용하여 제작한 ZnO 나노세선의 Al 도핑 농도에 따른 구조적 특성들을 최적화하여 소자제작에 응용하는데 도움이 됨을 보여주고 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.279-279
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• 2007

Synthesis and dielectric properties of glass-ceramic composites with zinc borosilicate glass(here after ZBS glass) were investigated as functions of $ZnAl_2O_4$ phase synthesis method, glass addition (50~60 vol%) and sintering temperature ($600{\sim}950^{\circ}C$ for 2 hrs). The 50 vol% ZBS glass-$Al_2O_3$ and 60 vol% ZBS glass-$ZnAl_2O_4$ ensured successful sintering below $900^{\circ}C$. But the composition of 100-x-y vol% ZBS glass-x vol% $Al_2O_3-y$ vol% ZnO exhibited poor sinterability below $900^{\circ}C$ and the swelling phenomenon occurred in this composite with the large amount of ZBS glass. The sintering behavior of Glass-ceramic composites was affected by the crystallization of $ZnAl_2O_4$ which was formed by the reaction between ZBS glass and $Al_2O_3$. Dielectric constant (${\varepsilon}_r$), $Q{\times}f$ value and temperature coefficient of resonant frequency (${\tau}_f$) of the composite with 50 and 60 vol% ZBS glass contents demonstrated $ZBS-Al_2O_3({\varepsilon}_r=5.7)$, $ZBS-ZnAl_2O_4({\varepsilon}_r=5.8)$ which is applicable to substrate requiring an low dielectric properties.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.21 no.11
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• pp.995-999
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• 2008

ZnO nanowires with tetrapod shape were formed on the surface of the sample by direct melt oxidation of Al-Zn alloy at $1000^{\circ}C$ in air. X-ray diffraction (XRD) pattern revealed that the ZnO nanowires had wurtzite structure of hexagonal phase. Any other element except Zn and O was not detected in energy dispersive X-ray spectrum. The c- and a-axis lattice constants estimated from the XRD pattern were 0.520 and 0.325 nm, respectively. These are in well accordance with those of bulk ZnO single crystal, indicating high quality crystallinity. The green light emission at a wavelength of 510 nm was observed from the nanowires at room temperature, which was ascribed to high density of oxygen vacancies in nanowires.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• v.21 no.2
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• pp.180-186
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• 2000

• Korean Journal of Materials Research
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• v.5 no.3
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• pp.280-287
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• 1995

첨가제로 $Al_{2}$$O_{3}$가 포함된 ZnO 소결체가 타깃을 이용하여 RF 마그네트론 스퍼터링법으로 Al이 첨가된 ZnO박막을 증착하고, 타깃에 첨가된 $Al_{2}$$O_{3}$의 농도와 증착시 스퍼터링장치내의 기판위치에 따른 박막의 물성 변화를 고찰하였다. 타깃의 $Al_{2}$$O_{3}$ 첨가농도가 2wt%인 경우에 비저항치 8 $\times$ $10_{-3}$ $\Omega$-cm인 박막이 증차되었다. 또한 $Al_{2}$$O_{3}$가 2wt%이상 첨가된 경우는 모든 Al이 박막내부에서 Zn를 치환하여 전자주게로의 역할을 하지 못하고, 오히려 치환되지 못한 Al원자의 중성 불순물 산란효과에 의해 박막의 비저항이 증가하였다. 타깃의 마모영역 위에서 증착된 Al을 첨가한 ZnO 박막은 그 영역 KR에서 증착된 박막보다 높은 비저항값을 나타냈으며, 이는 큰 에너지를 가지는 산소입자의 충돌에 기인한 것으로 여겨진다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.1096_1097
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• 2009

Aluminium doped zinc oxide(ZnO:Al) thin film, which is mainly used as a transparent conducting electrode in electronic devices, has many advantages compared with conventional indium tin oxide(ITO). In this paper in order to investigate the possible application of ZnO:Al thin films as a transparent conducting electrode for flexible film-typed dye sensitized solar cell (FT-DSCs), ZnO:Al and ITO thin films were prepared on the polyethylene terephthalate (PET) substrate by r. f. magnetron sputtering method. Specially one-inched FT-DSCs using either a ZnO:Al or ITO electrode were also fabricated separately under the same manufacturing conditions. Some properties of both the FT-DSCs with ZnO:Al and ITO transparent electrodes, such as conversion efficiency, fill factor, and photocurrent were measured and compared with each other. The results showed that by doping the ZnO target with 2 wt% of $Al_2O_3$, the film deposited at discharge power of 200W resulted in the minimum resistivity of $2.2\times10^{-3}\Omega/cm$ and at ransmittance of 91.7%, which are comparable with those of commercially available ITO. Two types of FT-DSCs showed nearly the same tendency of I-V characteristics and the same value of conversion efficiencies. Efficiency of FT-DSCs using ZnO:Al electrode was around 2.6% and that of fabricated FT-DSCs using ITO was 2.5%. This means that ZnO:Al thin film can be used in FT-DSCs as a transparent conducting layer.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.20 no.8
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• pp.666-670
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• 2007

Aluminuim doped zinc oxide(ZnO:AL)Films have been prepared on Polyimide(PI) and Coming 7059 glass substrates by r.f. magnetron sputtering method. The structural of the ZnO:Al films were studied in accordance with various deposition R.F power and working pressure by XRD, SEM. And The electrical and optical properties of ZnO:Al films were characterized by Hall effect and UN visible spectrophotometer measurements, ZnO:Al films had were hexagonal wurtzite structure and dominant c-axis orientation. The R.f power and working pressure for optimum condition to fabricate the transparent conductive films using a PI substrate were 2 mTorr and 100W, respectively. The resistivity of the ZnO:Al films prepared under this condition were $9.6{\times}10^{-4}{\Omega}cm$. The optical transmittance of 400nm thick films at 550nm is ${\sim}85 %$.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• v.4 no.3
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• pp.15-18
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• 2003

Aluminum oxide ($Al_2O_3$) materials were coated conformally on ZnO nanorods by atomic layer deposition (ALD). The ZnO nanorods were first synthesized on a Si(100) substrate from ball-milled ZnO powders by a thermal evaporation procedure. $Al_2O_3$ films were then deposited on these ZnO nanorods by ALD at a substrate temperature of $300^{\circ}C$ using trimethylaluminum (TMA) and distilled water ($H_2O$). Transmission electron microscopy (TEM) and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) images of the deposited ZnO nanorods revealed that amorphous $Al_2O_3$ cylindrical shells surround the ZnO nanorods. These TEM images illustrate that ALD has an excellent capability to coat any shape of nanorods conformally.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.88-88
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• 2011

ZnO는 직접 천이형 반도체로써, 상온에서 3.4eV에 해당하는 띠틈을 가지고 있다. 뿐만 아니라 60meV의 큰 엑시톤 결합에너지를 가지고 있어 단파장 광전 소자 영역의 LED(Light Emitting Diode)나 LD(Laser Diode)에 널리 사용되고 있다. 하지만 일반적으로 격자틈새 Zn(Zni2+)이온이나 O 빈자리(V02+)이온과 같은 자연적인 도너 이온이 존재하여 n-형 전도성을 나타낸다. 그러므로 ZnO계 LED와 LD의 개발에 있어서 가장 중요한 연구 과제는 재현성 있고 안정된 고농도의 p-형 ZnO박막을 성장시키는 것이다. 하지만, 자기보상효과나 얕은 억셉터 준위, 억셉터의 낮은 용해도로 인하여 어려움을 가지고 있다. 본 연구에서는 고품질의 p-형 ZnO박막을 제작하기 위해 AlN를 도핑시킨 ZnO박막을 RF 마그네트론 스퍼터링 법을 이용하여 Ar과 O2분위기에서 성장시켰다. ZnO와 AlN타겟을 동시에 사용하였으며, ZnO타겟에 걸어준 RF 파워는 80W, AlN타겟에 걸어준 RF 파워는 5~20W로 변화시켰다. 박막의 전기적, 광학적 특성은 XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy), REELS (Reflection Electron Energy Loss Spectroscopy), XRD (X-ray Diffraction), SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry), AES (Auger Electron Spectroscopy), Hall measurement를 이용하여 연구하였다. XPS측정결과, AlN를 도핑시킨 ZnO박막의 Zn2p3/2와 O1s피크는 undoped ZnO박막의 피크보다 낮은 결합에너지에서 측정되었다. 모든 박막이 결정화 되었으며, (002)방향으로 우선적으로 성장된 것을 확인할 수 있었다. 홀 측정 결과, 기판을 $200^{\circ}C$로 가열하면서 성장시킨 박막이 p-형을 나타내었으며, 비저항(Resistivity)이 $5.51{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}m$, 캐리어 농도(Carrier Concentration)가 $1.96{\times}1018cm^{-3}$, 이동도(Mobility)가 $481cm^2$/Vs이었다. 또한 QUEELS -Simulation에 의한 광학적 특성분석 결과, 가시광선영역에서 투과율이 90%이상으로 투명전자소자로의 응용이 가능하다는 것을 보여주었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2001.11a
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• pp.525-528
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• 2001

ZnO:Al thin film can be used as a transparent conducting oxide(TCO) which has low electric resistivity and high optical transmittance for the front electrode of amorphous silicon solar cells and display devices. This study of electrical, crystallographic and optical properties of Al doped ZnO thin films prepared by Facing Targets Sputtering (FTS), where strong internal magnets were contained in target holders to confine the plasma between the targets, is described. Optimal transmittance and resistivity was obtained by controlling flow rate of O$_2$ gas and substrate temperature. When the of gas rate of 0.3 and substrate temperature 200$^{\circ}C$ , ZnO:Al thin film had strongly oriented c-axis and lower resistivity(<10$\^$-4/Ω-cm).