• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.426-426
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• 2012

본 연구에서는 GaAs p-i-n 접합 구조에 InAs 양자점을 삽입한 양자점 태양전지(Quantum Dot Solar Cell; QDSC)의 내부 전기장(internal electric field)을 조사하기 위하여 Photoreflectance (PR) 방법을 이용하였다. QDSC 구조는 GaAs p-i-n 구조의 공핍층 내에 8주기의 InAs 양자점 층을 삽입하였으며 각 양자점 층은 40 nm 두께의 i-GaAs로 분리하였다. InAs/GaAs QDSC는 분자선박막 성장장치(molecular beam epitaxy; MBE)를 이용하여 성장하였다. 이 때 양자점의 형성은 InAs 2.0 ML(monolayer)를 기판온도 $470^{\circ}C$에서 증착하였다. QDSC 구조에서 여기광원의 세기에 따른 전기장의 변화를 조사하였다. 아울러 양자점 층 사이의 i-GaAs 층 내에 6.0 nm의 AlGaAs 퍼텐셜 장벽(potential barrier)을 삽입하여 퍼텐셜 장벽 유무에 따른 전기장 변화를 조사하였다. PR 측정에서 여기광원으로는 633 nm의 He-Ne 레이저를 이용하였으며 여기광의 세기는 $2mW/cm^2$에서 $90mW/cm^2$까지 변화를 주어 여기광세기 의존성실험을 수행하였다. 여기광의 세기가 증가할수록 photovoltaic effect에 의한 내부 전기장의 변화를 관측할 수 있었다. PR 결과로부터 p-i-n 구조의 p-i 영역과 i-n 접합 계면의 junction field를 검출하였다. p-i-n의 i-영역에 양자점을 삽입한 경우 PR 신호에서 Franz-Keldysh oscillation (FKO)의 주파수가 p-i-n 구조와 비교하여 변조됨을 관측하였다. 이러한 FKO 주파수성분은 fast Fourier transform (FFT)을 이용하여 검출하였다. FKO의 주파수 성분들은 고전기장하에서 electron-heavyhole (e-hh)과 electron-lighthole (e-lh) 전이에 의해 나타나는 성분으로 확인되었다.

• 공업화학
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• 제25권6호
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• pp.577-580
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• 2014

CIGS 태양 전지용 cadmium (Cd)-free $In(OH)_xS_y$ 버퍼층을 화학적 용액성장법을 이용해서 형성시켰고 최적 반응시간을 파악하였다. 투과율 측정과 함께 이온집적빔 시스템으로 직접 박막을 관찰해서 박막성장 조건을 최적화 하였으며 X선 회절분석법과 X선 광전자 분광법, 주사현미경을 이용해서 박막의 특성을 파악하였다. 그 결과 $In(OH)_xS_y$ 버퍼층의 증착을 위한 최적 반응 시간은 온도 섭씨 $70^{\circ}$의 조건에서 20 min임을 확인하였으며, 이때의 버퍼층의 두께는 57 nm 가량이었고 밴드갭 에너지는 2.7 eV를 나타내었다. 아울러 molybdenum (Mo)층과 CIGS층 위에서 $In(OH)_xS_y$ 버퍼층을 형성시키는 경우에 XPS 피크의 차이는 볼 수 없었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.216-221
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• 2017

폴리머 안경렌즈를 제조할 때 가시광선 영역에서 투과되는 빛을 증가시키고, 안경렌즈 표면에 형성되는 허상을 방지하는 반사방지 기능은 매우 중요하다. 본 연구에서는 굴절률 1.56, 1.60 및 1.67을 갖는 안경렌즈를 폴리머 렌즈 모노머 및 이염화 이부틸 주석 촉매제, 알킬 인산 에스터 이형제 등의 혼합물을 인젝션 몰드 방법으로 열중합 공정을 적용하여 제조하였다. 폴리머 안경렌즈 표면에서의 반사방지 효과를 조사하기 위하여 다층 박막 반사방지 코팅 구조(양면 또는 단면 코팅), 3층 박막의 Gaussian gradient-index profile 불연속 근사 반사방지 코팅 구조, 3층 박막의 quarter-wavelength 근사 반사방지코팅 구조 등 다양한 반사방지 코팅 구조를 설계하였고, E-beam 증착 시스템을 이용하여 열중합공정으로 제조된 폴리머 안경렌즈에 각각 코팅하였다. 폴리머 안경렌즈의 광학적 특성은 UV-visible spectrometer로 분석하였다. 반사방지 코팅 층을 구성하는 박막의 굴절률, 표면 거칠기 등의 소재 특성은 Ellipsometer와 원자힘 현미경(AFM)으로 분석하였다. 분석결과, 굴절률 1.56의 낮은 굴절률을 갖는 폴리머 안경렌즈에서 가장 효과적인 반사방지 코팅 구조는 다층 박막 반사방지 코팅 구조의 양면코팅이었다. 하지만 굴절률 1.67의 고굴절률 안경렌즈에 대해서는 3층 박막의 Gaussian gradient-index profile 불연속 근사반사방지 코팅 구조의 양면 코팅도 다층박막 반사방지 코팅구조의 양면코팅에 상응하는 반사방지 효과를 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.482-487
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• 2016

파장 400 nm 이하의 자외선은 눈 건강에 매우 해롭다. 특히 UVA (315 nm ~ 400 nm)는 백내장, 설안염, 초자체경화 등을 유발할 수 있고, UVB (280 nm ~ 315 nm)는 결막염, 각막염 및 설안염 등을 일으킬 수 있다. 따라서 폴리머 안경렌즈를 사용함에 있어서 자외선의 차단 기능과 가시광선 영역에서 투과되는 빛을 증가시키고, 안경렌즈 표면에서 형성되는 허상을 방지하는 반사방지 기능은 매우 중요하다. 본 연구에서는 m-자일릴렌 디이소시아네이트 모노머와 2,3-Bis-1-propanethiol 모노머 및 벤조트리아졸 UV 흡수제 (SEESORB 709), 안료 혼합물, 이염화 이부틸 주석 촉매제, 알킬인산 에스터 이형제 등의 혼합물을 인젝션 몰드 방법으로 열중합 공정을 적용하여, 굴절률 1.67의 고굴절률 폴리머 안경렌즈를 제조하였다. 폴리머 안경렌즈 표면에서의 반사를 줄이기 위하여 렌즈 양면에 다층박막 반사방지 코팅을 E-beam 증착 시스템으로 코팅하였다. 자외선 차단 폴리머 안경렌즈의 광학적 특성을 UV-visible spectrometer로 분석하였고, 반사방지층을 구성하는 박막의 굴절률, 표면거칠기 등과 같은 박막소재 특성을 각각 Ellipsometry 및 원자힘 현미경으로 분석하였다. 분석 결과 제조된 안경렌즈는 395 nm 파장 이하의 자외선을 99% 이상 완벽하게 차단하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.425-425
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• 2009

그라핀을 금속 촉매를 이용하여 상압 혹은 저진공 CVD로 성장할 경우 대형 기판을 쉽게 얻을 수 있으므로 최근 들어 금속 촉매를 이용한 CVD 기술이 재 각광받고 있다. 최근 MIT의 Jing Kong 그룹, Purdue 대학의 Yong P. Chen 그룹, 국내에서는 성균관대학에서 이에 대한 논문을 발표한 바 있다. CVD 방법의 가장 큰 장점은 그라핀 박막의 가장 큰 문제점 중 하나인 대형 기판에 매우 유리하다는 점이다. 본 연구에서는 결함 없는 대형 그라핀기판을 얻기위해 Si/$SiO_2$/Ni 박막위에 그라핀을 LPCVD로 성장하는 실험을 진행하였다. 우선 시료는 Si위에 $SiO_2$를 Sputtering으로 증착하였고, 그 위에 250nm, 300nm두께의 Ni 박막을 e-beam evaporator로 증착하였다. $0.5-1cm^2$ 크기의 샘플을 Thermal CVD 장비를 이용하여 그라핀을 성장하는 실험을 진행하였다. 성장 압력은 95 torr, 성장온도는 $800^{\circ}C$, $850^{\circ}C$, $900^{\circ}C$에서 Hydrocarbon ($C_2H_2$)을 5min, 10min으로 성장시간을 split하였다. Hydrocarbon을 흘리기 전에 Ni grain을 성장하기 위해 성장온도에서 30~60min정도 $H_2$분위기에서 Ni 산화막의 환원 및 어닐링을 진행하였다. 그림.1은 $850^{\circ}C$, 5분간 성장한 그라핀/Ni 샘플의 광학사진이다. 그림.2는 $850^{\circ}C$에서 5min, 10min 성장한 샘플의 Raman spectrum이다. (파장은 514.532nm). 850C 10min 샘플은 G>G' peak 이지만, 5min으로 성장한 샘플의 경우 G'>G peak 임을 알 수 있고, 따라서 5min의 조건에서는 층 두께가 4층 미만의 그라핀 박막을 얻을 수 있음을 보여준다. 또한 G' peak의 위치가 두께가 감소할수록 내려감을 확인할 수 있다. 다만 D peak가 실험한 대부분의 샘플에서 보여서 아직 성장한 그라핀의 결합이 많은 것으로 보인다. 이러한 이유는 성장온도가 낮은 것이 일차 원인으로 생각되며 박막의 균일도 향상과 결함을 줄이기 위한 추가적인 개선 실험을 진행 중이다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제14권2호
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• pp.17-21
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• 2007

밀도가 높고 주기적으로 배열된 실리콘 나노점이 실리콘 기판위에 형성 되었다. 실리콘 나노점을 형성하기 위해 사용된 나노패턴의 지름은 $15{\sim}40$ 나노미터(nm)이고 깊이는 40 nm 이었으며 기공과 기공 사이의 거리는 $40{\sim}80\;nm$ 이었다. 나노미터 크기의 패턴을 형성시키기 위해서 자기조립물질을 사용했으며 폴리스티렌(PS) 바탕에 벌집형태로 평행하게 배열된 실린더 모양의 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)의 구조를 형성하였다. 폴리메틸메타아크릴레이트를 아세트산으로 제거하여 폴리스티렌만 남아있는 나노크기의 마스크를 만들었다. 형성된 나노패턴에 전자빔 기상증착장치를 사용하여 금 박막을 $100\;{\AA}$ 증착하고 리프트오프(lift-off) 방식으로 금 나노점을 만들었다. 형성된 금 나노점을 불소기반의 화학반응성 식각법을 이용하여 식각하고 황산으로 제거하였다. 형성된 실리콘 나노점의 지름은 $30{\sim}70\;nm$였고 높이는 $10{\sim}20\;nm$ 였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.52.1-52.1
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• 2011

최근에 에너지 자원의 고갈이 다가오는 상황에서 태양전지 분야가 주목받고 있으며 이에 대한 시장이 급격하게 확대되고 있다. 그러나 현재의 태양전지는 주를 이루고있는 실리콘태양전지의 경우 원재료 수급이 불안정하여 가격 변동이 심하다. 따라서 이를 대체할 2세대 태양전지인 박막형 태양전지의 연구가 활발히 이루어지고 있다. 박막형 태양전지 중에서도 주목받고 있는 것은 Cu(In,Ga)$Se_2$(CIGS)박막 태양전지이다. CIGS는 Ga의 농도에 따라 1.02~1.68eV의 다양한 에너지 밴드갭을 갖는 직접천이형 반도체 물질이다. 또한 $1{\times}10^5cm^{-1}$의 높은 광흡수계수를 가지고 있으며, $450{\sim}590^{\circ}C$의 고온공정에서도 매우 안정하여 열화현상이 거의 보이지 않아 박막형 광흡수층 재료로서 적합하다. 흡수층을 제조하는 방법은 여러 가지가 있지만, 본 연구에서는 균일성이 뛰어나고 원료사용효율이 높은 sputtering 방법을 사용하였다. 그리고 결정화하기위해서 유독기체를 사용하는 셀.렌.화. (selenization) 방법 대신 전자빔을 조사하는 방법을 채택하였다. sputtering을 통한 CIGS precursor을 제조하기위해 2~3개의 화합물target을 사용하는데, 대표적인 방법으로 동시에 sputtering하는 co-sputtering 방법과 각각의 단일 층을 쌓아 제조하는 stack형으로 분류된다. 본 연구는 CIGS precursor를 제조하기 앞서 CuGa 단일 층만을 제조하여 공정조건에 따른 박막을 제조하였다. 제조된 CuGa 단일층은 전자빔 처리에 따른 영향을 알아보기 위해 전자빔의 세기와 공정시간을 달리하여 특성을 알아보았다. 실험에서는 Cu:75wt%,Ga:25wt% 조성의 target을 사용하여 공정 압력을 각각 10~1mTorr로 변화시키며 실험을 실시하였으며 공정 power는 50W, 70W, 100W로 변화 시키며 실험을 실시하였다. 이때 실험의 초기진공은 turbo-molecular pump를 이용하여 $1{\times}10^{-6}torr$ 이하로 하였으며, Target과 기판사이의 거리는 모두 같은 조건으로 고정하여 실험을 실시하였다. 박막의 균일성을 증가시키기 위하여 5 rpm의 속도로 기판을 회전하였으며 기판 온도는 가열하지 않고 상온에서 전구체를 증착하였다. 그 후 전자빔의 세기를 고정 시킨 후 전자빔 조사 시간을 조절하여 전자빔 조사 전후의 특성을 각각 분석하였다. 전기적특성은 Hall effect, 4-point probe, 구조적 특성은 SEM,EDS, XRD, XRF 를 이용하여 분석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.103-108
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• 2019

본 논문에서는 비평형 분자동역학 시뮬레이션 기법을 사용하여 알루미늄 박막과 실리콘 웨이퍼 간 열경계저항을 예측하였다. 실리콘의 끝 단 고온부에 열을 공급하고, 같은 양의 열을 알루미늄 끝 단 저온부에서 제거하여 경계면을 통한 열전달이 일어나도록 하였으며, 실리콘 내부와 알루미늄 내부의 선형 온도 변화를 계산함으로써 경계면에서의 온도 차이에 따른 열저항 값을 구하였다. 300K 온도에서 $5.13{\pm}0.17m^2{\cdot}K/GW$의 결과를 얻었으며, 이는 열유속 조건의 변화와 무관함을 확인하였다. 아울러, 펨토초 레이저 기반의 시간영역 열반사율 기법을 사용하여 열경계저항 값을 실험적으로 구하였으며, 시뮬레이션 결과와 비교 검증하였다. 전자빔 증착기를 사용하여 90nm 두께의 알루미늄 박막을 실리콘(100) 웨이퍼 표면에 증착하였으며, 유한차분법을 이용한 수치해석을 통해 열전도 방정식의 해를 구해 실험결과와 곡선맞춤 함으로써 열경계저항을 정량적으로 평가하고 나노스케일에서의 열전달 현상에 관한 특징을 살펴보았다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.1559-1562
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• 1999

We formed $SiO_2:F$ films by low-temperature process called Liquid Phase Deposition(LPD) and investigated its electrical and physical properties. Because of the use of room-temperature and no special vacuum apparatus for forming $SiO_2:F$ films, this technique can have some advantages related with the application to dielectric interlayer for multilevel structure in ULSI devices. The growth rate 100nm/hr was obtained at the growth solution of 2.5mol/l. The P-etch rate showed a similar or better tendency compared with $SiO_2$ films formed by CVD, Sputter, E-beam evaporator etc.. The fourier transform infrared (FTIR) spectra revealed that the contained fluorine atoms exist uniform throughout the formed $SiO_2$ films. The Scanning Electron Microscope images showed that LPD-$SiO_2$ films could be stably grown on silicon substrates and the good step-coverage could also be obtained, which indicates that the LPD-$SiO_2$ films have some possibility of the application to planarization and interlayer dielectric films which are vitally necessary to achieve the multilevel interconnection in ULSI. The I-V characteristics has some distinct differences according to the concentration of growth solution.

• 전자공학회논문지
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• 제52권5호
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• pp.206-213
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• 2015

함정용 전자광학추적장비의 센서부에서 해수면반사파에 의해 발생하게 되는 영상추적간섭 현상을 최소화하고자 전방향성, 점진적인 굴절률 및 표면 요철구조를 갖는 산화아연에 플루오르화마그네슘을 코팅한 반사방지막을 전자빔 증착 장비를 통해 제작하였다. 최적화된 산화아연에 플루오르화마그네슘을 코팅한 반사방지막은 기존의 산화아연 반사방지막과 비교하여 점진적인 굴절률 변화에 따라 표면 프레넬 반사를 최소화하고 이를 통해 전자광학추적장비의 영상추적간섭 현상을 제거하는 장점이 있다. 본 실험을 통해, 산화아연에 플루오르화마그네슘을 코팅한 반사방지막이 다양한 전자광학장비의 반사방지막으로써 적용이 가능함을 확인하였다.