• 한국세라믹학회지
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• 제38권3호
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• pp.287-292
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• 2001

본 실험은 목적은 CRT(Cathode Ray Tube)용 청색 형광체인 ZnS:Ag 분말 표면에 액상법으로 SnO$_2$를 균일하게 코팅하는 공정조건을 연구하는 것이다. 용매로서 물을 사용하고, Sn의 공급물질로서 SnCl$_4$.4$H_2O$, 침전 촉매로서 CO(NH$_2$)$_2$를 각각 사용하여, 균일 침전 방법으로 ZnS:Ag 분말표면에 SnO$_2$를 코팅할 수 있었다. 초기에 첨가되는 SnCl$_4$.4$H_2O$의 량이 Sn/Zn의 몰비기준으로 0.017인 경우에 ZnS:Ag 분말표면에 Sn(OH)$_4$가 균일하게 코팅되지만, 그 이상 첨가되면 과량의 Sn(OH)$_4$가 입자들 사이에 응집되었다. 코팅된 Sn(OH)$_4$는 비정질 구조로 규명되었으며, 이를 SnO$_2$결정상으로 전이시키기 위하여 300~$700^{\circ}C$ 범위 내에서 열처리를 행하였다. 비정질 Sn(OH)$_4$는 20$0^{\circ}C$이하에서 탈수되었고 45$0^{\circ}C$부터 SnO$_2$로 결정화되기 시작하였다. 순수한 ZnS의 경우, 50$0^{\circ}C$이하에서는 상변화가 없으나, $600^{\circ}C$에서 일부 산화되었으며 $700^{\circ}C$에서는 완전히 ZnO로 산화되므로, ZnS의 산화방지 및 SnO$_2$의 결정화를 동시에 만족하는 최고 열처리온도는 50$0^{\circ}C$로 규명되었다. 그러나 ZnS에 SnO$_2$가 코팅된 시편의 경우에는 $600^{\circ}C$가 되어도 ZnS 상이 거의 산화되지 않았고, $700^{\circ}C$에서도 ZnS와 ZnO 상이 공존한 것으로 보아 SnO$_2$코팅이 ZnS의 산화를 억제하는 것으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.257.1-257.1
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• 2015

Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막 태양 전지에서 buffer layer는 CIGS 흡수층과 TCO 사이의 밴드갭 차이에 대한 문제점과 lattice mismatch를 해결하기 위해 필수적이다. 흔히 buffer layer 물질로는 CdS가 가장 많이 사용되고 있으나 Cd의 독성에 관한 문제가 야기되고 있다. 따라서 ZnS(O, OH) buffer layer가 친환경 물질로 기존의 CdS 버퍼 층의 대체 물질로 각광 받고 있으며, 단파장 범위에서 높은 투과율로 인해 wide band gap의 Chalcopyrite 태양 전지에 응용되는 buffer layer로 많은 연구가 이루어지고 있다. 또한 buffer layer를 최적화 하여 carrier lifetime과 양자 효율이 증가시킬 수 있는 특성을 가지고 있다. 이 연구에서는 Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막에 화학습식공정 (CBD) 방법을 이용하여 최적화된 ZnS(O, OH)의 증착 조건을 찾고, 고품질의 buffer layer를 제조하기 위한 실험에 초점을 맞췄다. 또한, buffer layer의 막질을 개선하고 균일한 막을 제조하기 위해 processing parameters인 시약의 농도, 제조 시간 및 온도 등의 다양한 변화를 통해 실험을 진행하였다. 그 후 최적화된 ZnS(O, OH) buffer layer의 특성 분석을 위해 X-ray diffraction(XRD), photoluminescence (PL), scanning electron microscope (SEM) and GD-OES을 이용하였고, 이를 통해 제조된 CIGS 박막 태양전지는 light induced current-voltage (LIV) and external quantum efficiency (EQE)를 통해 특성 분석을 실시 하였다. 결과적으로, 제조된 ZnS(O, OH) buffer layer의 $ZnSO4{\cdot}7H2O$의 농도는 0.16 M, Thiourea는 0.5 M, NH4OH는 7.5 M, 그리고 반응 온도는 77.5 oC의 조건 하에 CIGS 기판 위에 균일하고 균열이 없는 ZnS(O, OH) 박막을 제조하였으며 이때 제조된 태양전지의 소자 특성은 Voc = 0.478 V, Jsc = 35.79 mA/cm2, FF = 47.77%, ${\eta}=8,18 %$이다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권7호
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• pp.649-656
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• 2002

Zn(NO$_3$)$_2$ 수용액과 urea[CO(NH$_2$)$_2$]를 이용한 침전법과 Self-Assembled Monolayers(SAMs)를 이용한 microcontact printing 방법으로 미세 패턴화된 ZnO 박막을 Al/si0$_2$/si 기판 위에 제조하였다. Zn(NO$_3$)$_2$와 urea를 혼합하여 제조한 Zn(OH)$_2$ 박막은 침전온도와 urea 량이 증가할수록 Zn(OH)$_2$의 침전량이 증가하였고 Zn(NO$_3$)$_2$와 urea의 반응 시간이 증가함에 따라, Zn(OH)$_2$ 박막의 두께와 입자 크기가 증가하였다. Zn(NO$_3$)$_2$와 urea의 혼합비를 1 : 8, 용액의 침전 온도를 오일 bath내에서 8$0^{\circ}C$, 반응시간을 1시간으로 하여 Al/SiO$_2$/Si 기판 위에 침전된 Zn(OH)$_2$ 박막을 $600^{\circ}C$에서 1시간 동안 열처리하여, 미세 패턴을 형성하기 위한 균질한 크기의 ZnO 박막을 제조할 수 있었다. Microcontact printing방법으로 소수성과 친수성 SAMs인 Octadecylphosphonic Acid(OPA)와 2-Carboxyethylphosphonic Acid(CPA)를 각각 Al/SiO$_2$/Si 기판 위에 선택적으로 흡착한 후에 친수성 SAM인 CPA위에 Zn(OH)$_2$를 침전시켜 미세 패턴화된 ZnO 박막을 제조할 수 있었다

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.424-424
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• 2012

ZnO는 수열합성법을 통해 저온에서 단결정으로 성장할 수 있기 때문에 광전소자 및 압전소자로 응용되고 있으나, 성장된 ZnO nanowire 내부 산소 결함 및 표면에 OH기의 흡착에 의해 소자특성 저하를 발생시킨다. 본 연구에서는 ZnO의 결함의 최소화를 위해 Glass 기판에 수열합성법으로 성장된 ZnO nanowire를 ICP 플라즈마 장치를 이용하여 O2 25 sccm, Base Pressure $1.5{{\times}}10^{-3}$ Torr을 기준으로 파워와 시간에 따라 표면처리 하였다. 플라즈마 처리된 ZnO nanowire의 결함특성과 형상을 XPS와 FE-SEM를 통하여 분석하였으며, ZnO nanowire의 소자특성을 평가를 위해 Kapton Film/AZO/ZnO nanowire/PMMA/Au 구조의 발전기를 제작하였다. 150 W, 10 min에서 532.4 eV의 -OH결합이 최소화됨을 확인하였으며, 이를 이용하여 Flexible ZnO nanowire 발전기 제작 했을 경우 최대 Voltage 5 V, Current 156 nA 전기적 특성을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제25권1호
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• pp.46-55
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• 2019

CdS 및 CdZnS/ZnO를 침전법으로 제조하여 가시광선하에서의 로다민 B의 광분해 반응에 대한 광촉매로 이용하였다. 제조된 광촉매들은 X선 회절분석기와 UV-vis 확산반사 분광법 등으로 특성을 분석하였으며, 그 결과 원하는 결정구조를 지닌 광촉매들이 생성되었으며 또한 CdS 및 CdZnS/ZnO 두 가지 광촉매 모두 자외선뿐만 아니라 가시광선 영역의 빛도 효율적으로 흡수함을 알 수 있었다. 여러 종류의 활성 화학종에 대한 포집제들을 첨가하면서 각각의 광촉매에 대한 활성을 조사하였으며, 특히 두 가지 촉매상에서의 반응기구 차이점에 중점을 두고 고찰하였다. 이때 $CH_3OH$, KI 및 p-benzoquinone을 각각 ${\cdot}OH$ 라디칼, 광여기 정공 그리고 ${\cdot}O_2{^-}$ 라디칼에 대한 포집제로 이용하였다. 각각의 광촉매상에서는 서로 다른 반응기구에 의해서 반응이 진행되는 것으로 나타났다. CdS 광촉매 반응에서는 ${\cdot}O_2{^-}$ 라디칼이 그리고 CdZnS/ZnO 광촉매 반응에 있어서는 광여기 정공이 중요한 역할을 하는 것으로 판단되며, 따라서 CdS와 CdZnS/ZnO 각각의 광촉매상에서는 발색단 골격의 탈알킬화 반응 및 발색단 콘쥬케이트 구조의 절단 과정을 통하여 반응이 우선적으로 진행된다는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과들은 CdS, CdZnS 그리고 ZnO 각각 반도체들의 전도대와 가전자대의 띠끝 전위와 활성 화학종 생성에 대한 산화환원 전위의 차이에 주로 기인한 것으로 생각된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제23권9호
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• pp.681-684
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• 2010

The $TiO_2$/ZnS/Ag/ZnS/$TiO_2$ multilayered structure for the transparent electrodes in plasma display panel was designed by essential macleod program (EMP) and the multilayered film was deposited on a glass substrate by direct-current (DC)/radio-frequency (RF) magnetron sputtering system. During film deposition process, the Ag layer in $TiO_2$/Ag/$TiO_2$ structure became oxidized and the filter characteristic was degraded easily. In this study, ZnS layer was adopted as a diffusion blocking layer between $TiO_2$ and Ag to prevent the oxidation of Ag layer efficiently in $TiO_2$/ZnS/Ag/ZnS/$TiO_2$ structure. Based on the AES depth profiling analysis, the Ag layer was effectively protected by the ZnS layer as compared with the $TiO_2$/Ag/$TiO_2$ multilayered films without ZnS as an antioxidant layer. The 3 times stacked $TiO_2$/ZnS/Ag/ZnS/$TiO_2$ films have low sheet resistance of $1.22{\Omega}/{\square}$ and luminous transmittance was as high as 62% in the visible ranges.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.217-217
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• 2010

산화물유전체/금속/산화물유전체(D/M/D) 구조의 투명전극은 우수한 통전성과 투광성을 갖는 동시에 근적외선 및 전자파 차폐가 가능하여 각종 디스플레이 장치로의 응용을 위해 많은 연구가 진행 중이다. 이러한 구조의 다층막의 경우 금속층과 산화물층간 계면에서의 산소확산으로 인한 광학적, 전기적 특성 저하가 문제가 되고 있다. 본 연구에서는 층간 산소확산방지를 통해 다층막의 전기적 특성을 개선하기 위해 $TiO_2$/Ag/$TiO_2$, $TiO_2$/ZnS/Ag/ZnS/$TiO_2$ 구조의 다층막을 DC/RF 마그네트론 스퍼터를 이용하여 제조하여 ZnS 박막이 다층막의 특성에 미치는 영향을 비교 평가하였다. 제조된 박막의 전기적, 광학적, 계면 특성을 4-point probe, Spctrophotometer, AES을 이용하여 분석하였으며 PDP필터용 전극으로의 적용 가능성을 평가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.283.1-283.1
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• 2013

ZnO nanowire를 기반으로 하는 nanogenerator는 미세한 움직임을 전기 에너지로 변환 시키는 압전 에너지 하베스팅 기술로 기존 에너지 하베스터와 비교하여 사용환경의 제약이 적고, 소형화가 가능한 장점으로 주목을 받고 있다. 특히 혈류, 심장박동, 호흡 등 인체 활동 에너지를 이용한 발전 소자 등의 활용이 가능하여 활발한 연구가 진행되고 있다. 하지만, 최근 발표된 film like Vertical 구조의 nanogenerator는 nanowire의 구조 취약성으로 인해 내구성이 좋지 못한 단점이 있다. 또한 ZnO nanowire의 내부 O2 결함 및 표면 OH-기의 흡착에 의한 특성 저하가 나타난다. 본 연구에서는 nanogenerator의 내구성을 향상시키기 위해 capping layer로 실리콘 계 유무기 하이브리드를 적용하여 코팅 물질 및 코팅 방법을 최적화 하였으며 상부 전극을 CNT-Ag nanowire 소재로 대체하여 유연기판에 대응코자 하였다. 또한 APP(Atmosphere Pressure Plasma)와 ICP(Inductively Coupled Plasma)장비를 사용하여 ZnO nanowire를 표면처리하였고, 각각의 플라즈마 표면처리의 영향에 대해 조사하였다. XPS를 통하여 OH-기의 제거 유무를 확인하였으며, 소자의 발전 특성의 향상을 확인 하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.197.2-197.2
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• 2015

Low-cost, high efficiency solar cells are tremendous interests for the realization of a renewable and clean energy source. ZnTe based solar cells have a possibility of high efficiency with formation of an intermediated energy band structure by impurity doping. In this work, the ZnTe:O/CdS/ZnO structure was fabricated by pulsed laser deposition (PLD) technique. A pulsed (10 Hz) Nd:YAG laser operating at a wavelength of 266 nm was used to produce a plasma plume from an ablated a ZnTe target, whose density of laser energy was 4.5 J/cm2. The base pressure of the chamber was kept at a pressure of approximately $4{\times}10-7Torr$. ZnO thin film with thickness of 100 nm was grown on to ITO/glass, and then CdS and ZnTe:O thin film were grown on ZnO thin film. Thickness of CdS and ZnTe:O were 50 nm and 500 nm, respectively. During deposition of ZnTe:O films, O2 gas was introduced from 1 to 20 mTorr. For fabricating ZnTe:O/CdS/ZnO solar cells, Au metal was deposited on the ITO film and ZnTe:O by thermal evaporation method. From the fabricated ZnTe:O/CdS/ZnO solar cell, current-voltage characteristics was measured by using HP 4156-a semiconductor parameter analyzer. Finally, solar cell performance was measured using an Air Mass 1.5 Global (AM 1.5 G) solar simulator with an irradiation intensity of 100 mW cm-2.

• 한국재료학회지
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• 제23권10호
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• pp.580-585
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• 2013

To observe the formation of defects at the interface between an oxide semiconductor and $SiO_2$, ZnO was prepared on $SiO_2$ with various oxygen gas flow rates by RF magnetron sputtering deposition. The crystallinity of ZnO depends on the characteristic of the surface of the substrate. The crystallinity of ZnO on a Si wafer increased due to the activation of ionic interactions after an annealing process, whereas that of ZnO on $SiO_2$ changed due to the various types of defects which had formed as a result of the deposition conditions and the annealing process. To observe the chemical shift to understand of defect deformations at the interface between the ZnO and $SiO_2$, the O 1s electron spectra were convoluted into three sub-peaks by a Gaussian fitting. The O 1s electron spectra consisted of three peaks as metal oxygen (at 530.5 eV), $O^{2-}$ ions in an oxygen-deficient region (at 531.66 eV) and OH bonding (at 532.5 eV). In view of the crystallinity from the peak (103) in the XRD pattern, the metal oxygen increased with a decrease in the crystallinity. However, the low FWHM (full width at half maximum) at the (103) plane caused by the high crystallinity depended on the increment of the oxygen vacancies at 531.66 eV due to the generation of $O^{2-}$ ions in the oxygen-deficient region formed by thermal activation energy.