• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.38 no.3
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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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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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.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.39 no.7
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• pp.649-656
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• 2002

In situ patterned zinc oxide thin films were prepared by precipitation of Zn(NO$_3$)$_2$ aqueous solution containing urea and by microcontact printing using Self-Assembled Monolayers(SAMs) on A1/SiO$_2$/Si substrates. The visible precipitation of Zn(OH)$_2$ that was formed in the Zn(NO$_3$)$_2$ aqueous solution containing urea was enhanced with an increase of the reaction temperature and the amount of urea. As the reaction time of Zn(NO$_3$)$_2$ with urea was prolonged, the thickness and grain size of Zn(OH)$_2$ thin layers were increased, respectively. The optimum precipitation condition was at 80$\^{C}$ for 1 h for the solution with the ratio of Zn(NO$_3$)$_2$ to urea of 1 : 8. Homogeneous ZnO thin films were fabricated by the heat treatment of 600$\^{C}$ for 1 h of Zn(OH)$_2$ precipitation on Al/SiO$_2$/Si substrate. This was available to the in-situ patterned ZnO thin films with uniform grain size. Hydrophobic SAM, Octadecylphosphonic Acid(OPA) and hydrophilic SAM, 2-Carboxyethylphosphonic Acid(CPA) were applied on the Al/SiO$_2$/Si substrate by microcontact printing method. In situ patterned ZnO thin film was successfully prepared by the heat treatment of Zn(OH)$_2$ precipitated on the surface of hydrophilic SAM, CPA.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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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.

• Clean Technology
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• v.25 no.1
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• pp.46-55
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• 2019

CdS and CdZnS/ZnO materials were prepared using precipitation method and used as photocatalysts for the photocatalytic degradation of rhodamine B (RhB) under visible light irradiation. The prepared photocatalysts were also characterized by XRD and UV-vis DRS. The results indicated that the photocatalysts with intended crystalline structures were successfully obtained and both the CdS and CdZnS/ZnO can absorb visible light as well as UV. The photocatalytic activities were examined with the addition of scavenger for various active chemical species and the difference of reaction mechanisms over the catalysts were discussed. The $CH_3OH$, KI and p-benzoquinone were used as scavengers for ${\cdot}OH$ radical, photogenerated positive hole and ${\cdot}O_2{^-}$ radical, respectively. The CdS and CdZnS/ZnO showed different photocatalytic degradation mechanisms of RhB. It can be postulated that ${\cdot}O_2{^-}$ radical is the main active species for the reaction over CdS photocatalyst, while the photogenerated positive hole for CdZnS/ZnO photocatalyst. As a result, the predominant reaction pathways over CdS and CdZnS/ZnO photocatalysts were found to be the dealkylation of chromophore skeleton and the cleavage of the conjugated chromophore structure, respectively. The above results may be mainly ascribed to the difference of band edge potential of conduction and valence bands in CdS, CdZnS and ZnO semiconductors and the redox potentials for formation of active chemical species.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.23 no.9
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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.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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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.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.23 no.10
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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.