• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.429-429
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• 2016

Organolead halide perovskite have attracted much attention over the past three years as the third generation photovoltaic due to simple fabrication process via solution process and their great photovoltaic properties. Many structures such as mesoporous scaffold, planar heterojunction or 1-D TiO2 or ZnO nanorod array structures have been studied to enhance performances. And the photovoltaic performances and carrier transport properties were studied depending on the cell structures and shape of perovskite film. For example, the perovskite cell based on TiO2/ZnO nanorod electron transport materials showed higher electron mobility than the mesoporous structured semiconductor layer due to 1-D direct pathway for electron transport. However, the reason for enhanced performance was not fully understood whether either the shape of perovskite or the structure of TiO2/ZnO nanorod scaffold play a dominant role. In this regard, for a clear understanding of the shape/structure of perovskite layer, we applied anodized aluminum oxide material which is good candidate as the inactive scaffold that does not influence the charge transport. We fabricated vertical one dimensional (1-D) nanostructured methylammonium lead mixed halide perovskite (CH3NH3PbI3-xClx) solar cell by infiltrating perovskite in the pore of anodized aluminum oxide (AAO). AAO template, one of the common nanostructured materials with one dimensional pore and controllable pore diameters, was successfully fabricated by anodizing and widening of the thermally evaporated Al film on the compact TiO2 layer. Using AAO as a scaffold for perovskite, we obtained 1-D shaped perovskite absorber, and over 15% photo conversion efficiency was obtained. I-V measurement, photoluminescence, impedance, and time-limited current collection were performed to determine vertically arrayed 1-D perovskite solar cells shaped in comparison with planar heterojunction and mesoporous alumina structured solar cells. Our findings lead to reveal the influence of the shape of perovskite layer on photoelectrical properties.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.11-11
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• 2010

Thin-film-transistors (TFTs) that can be deposited at low temperature have recently attracted lots of applications such as sensors, solar cell and displays, because of the great flexible electronics and transparent. Transparent and flexible transistors are being required that high mobility and large-area uniformity at low temperature [1]. But, unfortunately most of TFT structures are used to be $SiO_2$ as gate dielectric layer. The $SiO_2$ has disadvantaged that it is required to high driving voltage to achieve the same operating efficiency compared with other high-k materials and its thickness is thicker than high-k materials [2]. To solve this problem, we find lots of high-k materials as $HfO_2$, $ZrO_2$, $SiN_x$, $TiO_2$, $Al_2O_3$. Among the High-k materials, $Al_2O_3$ is one of the outstanding materials due to its properties are high dielectric constant ( ~9 ), relatively low leakage current, wide bandgap ( 8.7 eV ) and good device stability. For the realization of flexible displays, all processes should be performed at very low temperatures, but low temperature $Al_2O_3$ grown by sputtering showed deteriorated electrical performance. Further decrease in growth temperature induces a high density of charge traps in the gate oxide/channel. This study investigated the effect of growth temperatures of ALD grown $Al_2O_3$ layers on the TFT device performance. The ALD deposition showed high conformal and defect-free dielectric layers at low temperature compared with other deposition equipments [2]. After ITO was wet-chemically etched with HCl : $HNO_3$ = 3:1, $Al_2O_3$ layer was deposited by ALD at various growth temperatures or lift-off process. Amorphous InGaZnO channel layers were deposited by rf magnetron sputtering at a working pressure of 3 mTorr and $O_2$/Ar (1/29 sccm). The electrodes were formed with electron-beam evaporated Ti (30 nm) and Au (70 nm) bilayer. The TFT devices were heat-treated in a furnace at $300^{\circ}C$ and nitrogen atmosphere for 1 hour by rapid thermal treatment. The electrical properties of the oxide TFTs were measured using semiconductor parameter analyzer (4145B), and LCR meter.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.181.2-181.2
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• 2014

A single-layer graphene has been uniformly grown on a Cu surface at elevated temperatures by thermally processing a poly (methyl methacrylate) (PMMA) film in a rapid thermal annealing (RTA) system under vacuum. The detailed chemistry of the transition from solid-state carbon to graphene on the catalytic Cu surface was investigated by performing in-situ residual gas analysis while PMMA/Cu-foil samples being heated, in conjunction with interrupted growth studies to reconstruct ex-situ the heating process. We found that the gas species of mass/charge (m/e) ratio of 15 ($CH_3{^+}$) was mainly originated from the thermal decomposition of PMMA, indicating that the formation of graphene occurs with hydrocarbon molecules vaporized from PMMA, such as methane and/or methyl radicals, as precursors rather than by the direct graphitization of solid-state carbon. We also found that the temperature for dominantly vaporizing hydrocarbon molecules from PMMA and the length of time, the gaseous hydrocarbon atmosphere is maintained, are dependent on both the heating temperature profile and the amount of a solid carbon feedstock. From those results, we strongly suggest that the heating rate and the amount of solid carbon are the dominant factors to determine the crystalline quality of the resulting graphene film. Under optimal growth conditions, the PMMA-derived graphene was found to have a carrier (hole) mobility as high as ${\sim}2,700cm^2V^{-1}s^{-1}$ at room temperature, which is superior to common graphene converted from solid carbon.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권10호
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• pp.25-32
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• 2012

전기비저항은 이온의 이동성에 의존하며 전기비저항의 활용도는 지하공동, 단층조사, 지하오염도 측정 등 다양한 지반조사 분야에서 증가하고 있다. 본 연구의 목적은 흙의 온도변화에 의한 전기비저항의 변화를 파악하는 것이다. 모래와 실트가 혼합된 시료를 동결시키기 위해 나일론 셀을 제작하였으며 시료의 온도를 변화시키기 위해 시료를 냉동고에 고정하였다. 온도변화에 따른 시료의 전기저항을 측정하기 위해 네 개의 전극을 정사각형 배열로 셀의 옆면에 설치하였다. 시료의 온도가 $20^{\circ}C$에서 $-10^{\circ}C$까지 변화하는 동안 옴의 범칙을 이용하여 포화도가 다른 각 시료(0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 40%, 60%, 100%)의 전기저항을 측정하였으며 측정된 전기저항은 보정과정을 거쳐 전기비저항으로 환산되었다. 실험결과, 실험 초기 $20^{\circ}C$에서는 시료의 포화도가 증가할수록 전기비저항은 감소하였다. 상온에서 온도가 감소함에 따라 전기비저항은 서서히 증가하였으며, 본 연구에서 사용된 시료의 경우 포화도가 15% 이상인 시료들의 전기비저항은 $0^{\circ}C$ 근처에서 급격히 증가하였다. 또한, 동결된 시료의 전기비저항은 포화도와 관계없이 매우 크게 나타났다. 본 연구는 흙의 온도변화와 동결에 따른 전기비저항의 기초적인 정보를 제공하며 동결 깊이 추정과 같은 지반조사 시 전기비저항은 효과적인 방법이 될 수 있음을 보여준다.

• 한국재료학회지
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• 제23권3호
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• pp.155-160
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• 2013

ZnO thin films co-doped with Mg and Ga (MxGyZzO, x + y + z = 1, x = 0.05, y = 0.02 and z = 0.93) were prepared on glass substrates by RF magnetron sputtering with different sputtering powers ranging from 100W to 200W at a substrate temperature of $350^{\circ}C$. The effects of the sputtering power on the structural, morphological, electrical, and optical properties of MGZO thin films were investigated. The X-ray diffraction patterns showed that all the MGZO thin films were grown as a hexagonal wurtzite phase with the preferred orientation on the c-axis without secondary phases such as MgO, $Ga_2O_3$, or $ZnGa_2O_4$. The intensity of the diffraction peak from the (0002) plane of the MGZO thin films was enhanced as the sputtering power increased. The (0002) peak positions of the MGZO thin films was shifted toward, a high diffraction angle as the sputtering power increased. Cross-sectional field emission scanning electron microscopy images of the MGZO thin films showed that all of these films had a columnar structure and their thickness increased with an increase in the sputtering power. MGZO thin film deposited at the sputtering power of 200W showed the best electrical characteristics in terms of the carrier concentration ($4.71{\times}10^{20}cm^{-3}$), charge carrier mobility ($10.2cm^2V^{-1}s^{-1}$) and a minimum resistivity ($1.3{\times}10^{-3}{\Omega}cm$). A UV-visible spectroscopy assessment showed that the MGZO thin films had high transmittance of more than 80 % in the visible region and that the absorption edges of MGZO thin films were very sharp and shifted toward the higher wavelength side, from 270 nm to 340 nm, with an increase in the sputtering power. The band-gap energy of MGZO thin films was widened from 3.74 eV to 3.92 eV with the change in the sputtering power.

• 대한전자공학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.36-46
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• 1979

본 연구에서는 N -채널 실리콘 게이트 제작기술에 의하여 일련의 크기를 가지는 커페시터와 트렌지스터들이 제작되었다. 그 결과 다양한 이온 주입 조걸, 즉 B 의 경우 에너지 30keV∼60keV와 도오스 3 × 10 ~ 5 × 10 개/㎠ 그리고 P 의 경우 에너지 1001keV∼ 175keV와 4 ×10 ~ 7×11개/㎠ 도오스 영역에서 이들에 대한 D.C. 인자들의 측정치들이 이론적인 계산치들과 비상, 분석되어 있다. 이 D.C. 인자들에는 threshold전압, 공핍층의 폭, 게이트 산화물 두께, 표면상태, 가동 하전입자 밀도, 전자의 이동도 그리고 마지막으로 누설전류가 있는데, 이중 실제 MOS의 제작에 있어서 특허 중요한 threshold전압에 있어서는, 커어브트레이서와 C - V plot을 통하여 측정된 값들이 실제 재산에서 이용된 SUPREM II 컴퓨우터 프로그램에 의한 결과와 훌륭히 접근하고 있다. 그 밖에 여기나온 D.C.인자들 중에서 도오핑 수준은 기판의 역 게이트 바이어스에서 threshold전압들로 부터 계산된 것이고, 역전도는 정의된 subthreshold 기울기로 부터 추산된 것임을 밝혀 둔다. 마지막으로 이와같은 D. C. 시험 결과들을 종합적으로 평가해 볼 때 만들어진 커페시터와 트렌지스터들이 N -채널 MOS I. C. 기억소자용으로 적합함을 보여주고 있다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권5호
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• pp.61-66
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• 2013

본 논문에서는 절연물체로 $Si_3N_4$를 사용한 MIM 커패시터의 정합특성의 온도에 대한 의존성에 대해 분석하였다. 온도가 올라감에 따라 정합특성이 열화 되는 현상이 나타났다. 즉, $25^{\circ}C$, $75^{\circ}C$ 그리고 $125^{\circ}C$에서 $Si_3N_4$ MIM 커패시터의 정합특성 계수는 각각 0.5870, 0.6151, $0.7861%{\mu}m$으로 측정 되었다. 이러한 현상은 온도가 증가함에 따라 커패시터 내부의 캐리어들의 이동도가 감소하고 전하의 농도가 많아지기 때문이라고 할 수 있다. 따라서 고온에서의 $Si_3N_4$ MIM 커패시터의 정합특성의 분석은 아날로그 집적회로나 SoC (System on Chip)에 아주 중요하고 필수적인 연구라고 할 수 있다.

• KSBB Journal
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• 제22권6호
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• pp.409-413
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• 2007

양친성의 성질을 가진 폴리디아세틸렌 단량체를 이용한 센서는 주로 수용액 상태에서 리포좀이나 또는 다른 구조를 이용하였다. 폴리디아세틸렌은 수용액 상에서 쉽게 구조를 형성하는 장점과 여러 광학적인 특성을 가지고 있어서 다양한 목적물질의 검출을 가능하게 하였다. 디아세틸렌 단량체는 수 nm의 크기의 분자로서 LB 필름 제조 방법을 이용하면 아주 얇은 단분자층 또는 다분자층으로 필름을 형성할 수 있게 된다. 이렇게 형성된 필름은 수용액상에서 만들어진 구조체와 같은 성질을 가진다. 즉 무색으로 형성된 구조체들은 254 nm에 조사를 시키면 파란색으로 변하게 되며 650 nm 부근에서 최대 흡수 파장을 가지게 된다. 파란색으로 형성된 구조체는 다양한 외부환경 (온도, pH, 용매 등)이나 목적물질 (바이러스, 단백질, 항체, DNA, 펩타이드 등)의 결합으로 약하게는 보라색에서 강하게는 붉은색으로 변하게 된다. 색전이가 이루어진 수용액이나 필름에서는 파란색에서는 존재하지 않던 형광이 630 nm 부근에서 최대 방출 파장이 나타나기도 한다. 따라서 가시적인 방법이나 형광 검출 방법을 이용하면 색이 변한 정도에 따라 특이성의 정도를 결정할 수 있는 좋은 센서 기술이 될 것으로 사료된다. 목적 물질 검출에 대한 연구 이외에 대부분의 폴리디아세틸렌은 색전이가 이루어진 후 가역적인 현상을 보이지 않는다. 그러나 적절하게 치환된 관능기는 가역적인 성질을 부여하게 된다. 이런 성질들을 내포하면서 막대 모양과 같은 견고한 실리카 구조체의 형성에 적용할 수 있다는 연구 결과가 보고되고 있다. 그러나 구조체를 형성하는 단량체는 비특이적인 결합을 할 수 있는 관능기 (-COOH, $-NH_2$ 등)을 포함하고 있기 때문에 선택적인 센서의 개발을 위해서는 개선해야 할 부분이다. 결론적으로 보완된 다양한 구조체와 센서 적용 기술은 현재의 표지방식을 기반으로 하는 감지 기술을 대체할 수 있는 새로운 비표지 센서로의 적용이 가능할 것으로 여겨진다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제7권2호
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• pp.137-142
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• 1986

The luminescence spectra of $Ru(bpy)_3^{2+}$ in poly(methacrylic acid) (PMA) solutions varied sensitively with pH. At pH < 5.5, the emission intensity increased with pH up to 4 times, while it decreased with pH beyond the pH. The enhanced emission intensity was accompanied by blue-shift of the emission maxima as much as 15 nm. The enhancement of emission intensity was attributed to the restricted rotational mobility of ligand of the cation bound to densely coiled PMA molecules at pH < 5.5. The sharp decrease in emission intensity with increasing pH near pH 5.6 was accounted for conformational transition of the polymer to more extended structure, which was also revealed in viscosity measurement. The enhancement of emission intensity became higher as NaCl concentration of the solution increased. The binding constant of $Ru(bpy)_3^{2+}$ with two carboxylate groups of PMA was calculated as $2{\times}10^5\;M^{-1}$ in 0.1 M NaCl at pH 5.2. The pH dependence of luminescence quenching rate of $Ru(bpy)_3^{2+}$ by $Cu^{++}$ also showed maximum near pH 5, and the rate was more than $10^3$ times higher than that in water, whereas the maximum enhancement of quenching rate (about 20 times) in poly(acrylic acid) (PAA) solution occurred at pH 4.5. On the other hand, the pH dependence for neutral water soluble nitrobenzene (NB) exhibited opposite trend to that of $Cu^{++}$. The quenching constant vs pH curve for $MV^{++}$ was composite of those for $Cu^{++}$ and NB. The anomalous high quenching rate for $Cu^{++}$ in PMA solution at pH < 5.5 was attributed to the binding of $Ru(bpy)_3^{2+}$ and $Cu^{++}$ to the same region of PMA, when it conforms densely coiled structure in the pH range. The observation of mininium quenching rate for NB near pH 5.5 indicated that the $Ru(bpy)_3^{2+}$ bound to the densely coiled PMA is not accessible by NB, which is in bulk water phase. The composite nature of the pH dependence of quenching rate for $MV^{++}$ in PMA solution was attributed to the smaller binding affinity of the cation to PMA, compared to that of $Cu^{++}$. The sharp, cooperative conformational transition with pH observed in PMA was not revealed in PAA. But, the pH dependence of quenching rates in this polymer reflected increased charge density and, thus, binding of cations to the polymer, and expansion of the polymer chain with pH.

• 접착 및 계면
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• 제22권3호
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• pp.91-97
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• 2021

본 연구는 Parylene C 유전체 표면에 유기 자기조립단분자막(self-assembled monolayer, SAM) 중간층을 도입함으로써 표면특성을 제어하고 최종적으로 유기전계효과 트랜지스터(organic field-effect transistors, OFETs)의 전기적 안정성을 향상시킨 결과를 제시하였다. 유기 중간층을 적용함으로써, Parylene C 게이트 유전체의 표면 에너지를 제어하였으며, OFET의 가장 중요한 성능변수인 전계효과 이동도(field-effect transistor, μ_FET)와 문턱 전압 (threshold voltage, V_th)의 성능향상과 구동 안정성을 증대시켰다. 단순히 Parylene C 유전체를 적용한 Bare OFET에서 μ_FET 값은 0.12 cm²V^-1s^-1가 측정되었으나, hexamethyldisilazane (HMDS)과 octadecyltrichlorosilane (ODTS)를 중간층으로 적용된 소자에서는 각각 0.32과 0.34 cm²V^-1s^-1로 μ_FET가 증가하였다. 또한 1000번의 transfer 특성의 반복측정을 통해 ODTS 처리한 OFET의 μ_FET와 V_th의 변화가 가장 작게 나타남을 확인하였다. 이 연구를 통해 유기 SAM 중간층, 특히 ODTS는 효과적으로 Parylene C 표면을 알킬 사슬로 덮어 극성도를 낮춤과 함께 전하 트래핑을 감소시켜 소자의 전기적 구동 안정성을 증가시킬 수 있음을 확인하였다.