• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.95.1-95.1
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• 2010

Transparent conducting ZnO films were deposited to apply DSSC Substrate on glass substrates at $500^{\circ}C$ by ionbeam-assisted deposition. Crystallinity, microstructure, surface roughness, chemical composition, electrical and optical properties of the films were investigated as a function of deposition parameters such as ion energy, and substrate temperature. The microstructure of the polycrystalline ZnO films on the glass substrate were closely related to the oxygen ion energy, arrival ratio of oxygen to Zinc Ion bombarded on the growing surface. The main effect of energetic ion bombardment on the growing surface of the film may be divided into two categories; 1) the enhancement of adatom mobility at low energetic ion bombardment and 2) the surface damage by radiation damage at high energetic ion bombardment. The domain structure was obtained in the films deposited at 300 eV. With increasing the ion energy to 600 eV, the domain structure was changed into the grain structure. In case of the low energy ion bombardment of 300 eV, the microstructure of the film was changed from the grain structure to the domain structure with increasing arrival ratio. At the high energy ion bombardment of 600 eV, however, the only grain structure was observed. The electrical properties of the deposited films were significantly related to the change of microstructure. The films with the domain structure had larger carrier concentration and mobility than those with the grain structure, because the grain boundary scattering was reduced in the large size domains compared with the small size grains. The optical transmittance of ZnO films was dependent on a surface roughness. The ZnO films with small surface roughness, represented high transmittance in the visible range because of a decreased light surface scattering. By varying the ion energy and arrival ratio, the resistivity and optical transmittance of the films were varied from $1.1{\times}10^{-4}$ to $2.3{\times}10^{-2}{\Omega}cm$ and from 80 to 87%, respectively. The ZnO film deposited at 300 eV, and substrate temperature of $500^{\circ}C$ had the resistivity of $1.1{\times}10^{-4}{\Omega}cm$ and optical transmittance of 85% in visible range. As a result of experiments, we provides a suggestition that ZnO thin Films can be effectively used as the DSSC substrate Materials.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권6호
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• pp.254-261
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• 2010

본 연구에서는 다결정 실리콘 태양전지 응용을 위한 다결정 실리콘 씨앗층의 제조와 그의 특성에 관한 연구를 수행하였다. 다결정 실리콘 씨앗층은 glass/Al/$Al_2O_3$/a-Si 구조를 이용하여 aluminum-induced layer exchange(ALILE) 고정으로 제조하였으며, 자연산화막부터 50 nm까지 다양한 크기로 $Al_2O_3$ 막두께를 변화시켜 알루미늄 유도 결정화 공정에서 막의 두께가 결정화 특성 및 결정결함, 결정크기에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 연구결과, ALILE 공정으로 생성된 다결정 실리콘막의 결함은 $Al_2O_3$ 막의 두께가 증가할수록 함께 증가한 반면, 결정화 정도와 결정입자의 크기는 $Al_2O_3$막의 두께가 증가할수록 감소하였다. 본 실험에서는 16 nm 두께 이하의 앓은 $Al_2O_3$ 막의 구조에서 평균 약 $10\;{\mu}m$ 크기의 sub-grain 결정립을 얻었으며, 결정성은 <111> 방향의 우선 배향성 특성을 보였다.

• 대한화학회지
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• 제41권11호
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• pp.594-599
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• 1997

RF 스피터링법을 써서 $Li_{2x}Ni_{1-x}O$ 박막을 제조하였으며, 그 과정에서 기판의 온도$(50/230^{\circ}C)와$ 분위기 $(Ar/O_2)$를 변수로써 막의 미세구조를 조절하였다. 투과전자현미경을 이용한 막 구조 분석에 의해 낮은 기판 온도와 $O_2$ 조건에서 막의 조성입자가 작아짐을 관찰하였고, $50^{\circ}C/O_2$ 하에서 얻이진 $Li_{2x}Ni_{1-x}O$ 박막은 약 $80\AA$ 크기의 입자로 이루어져 있었다. 전기화학적 조건 하에서 $Li_{2x}Ni_{1-x}O$ 박막의 변색현상을 조사한 결과, 박막의 미세구조 발달에 의해 $Li^+$ 이온의 가역적 수용량이 증가하고, 결과적으로 전기변색 기능이 향상됨을 알 수 있엇다. 50 $^{\circ}C/O_2$ 하에서 얻어진 170 nm 두께의 $Li_{2x}Ni_{1-x}O$ 박막은 30 mC/$cm^2$의 $Li^+$ 이온 수용력과 함께 약 1.3의 흡광밀도(OD)를 나타내었다.

• 한국재료학회지
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• 제8권2호
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• pp.165-172
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• 1998

초고진공에서 in situ 고상 에피택셜 방법으로 Si(111)기판 위에 에피택셜 $CoSi_2$ 초박막과 $Si/epi-CoSi_2/Si$(111) 의 이중 이종에피택셜 구조를 성장 시켰다. 2-MeV $^4He^{++}$ 이온 후방산란 분광기와 X-선 회절분석기 및 고분해능 투과전자 현미경을 이용하여 성장된 $CoSi_2$와 $Si/epi-CoSi_2/Si$(111)의 상, 조성, 결정성 그리고 계면의 미세구조를 조사하였다. 실온에서 증착된 Co 박막은 texture 구조를 갖는 Stransky-Krastanov 성장 모드를 나타내었다. 실온에서 Si(111)-$7\times{7}$ 기판 위에 Co를 $50\AA$ 증착한 후 $700^{\circ}C$로 10분간 in situ 열처리했을 때 초박막 A-type $CoSi_2$상이 성장되었고, 정합상관계는 $CoSi_2$[110]//Si[110] and $CoSi_2$(002)//Si(002)였으며, 편의각은 없었다. A-type $CoSi_2$/Si(111)계면은 평활하고 coherent 하였다. 양질의 epi-Si/epi-$CoSi_2$(A-type)/Si(111)구조는 Co/Si(111)계를 $700^{\circ}C$로 10분간 in situ로 열처리한 후 기판을 $500^{\circ}C$로 유지하면서 Si을 증착하였을 때 형성되었다.

• 전기화학회지
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• 제3권4호
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• pp.200-203
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• 2000

Microwave plasma chemical vapor deposition을 이용하여 붕소가 도핑된 전도성 다이아몬드 박막을 제조하였다. 탄소원으로는 아세톤과 메탄올을 사용하였으며, 붕소원으로는 $B_2O_3$를 사용하고, 운반가스로는 수소를 사용하였다. 이때 붕소의 도핑농도는 약 $10^2ppm\;(B/C)$이였다. Si 기질 각 부분의 온도와 플라즈마에서의 거리를 다르게 하기 위해서 Si 기질을 배치함에 있어 약$10^{\circ}$를 기울여 다이아몬드 박막을 성장시켰다. 실험결과 모두 동일한 조건 이였으나 같은 Si 기질 위에 높이에 따른 온도구배가 형성되었으며, 그에 따라 다이아몬드의 결정 또한 각기 달랐다. 다이아몬드 박막에 나타난 결정형태의 분포는 약 $3\~4$부분으로 나뉘어 있었다 제조된 다이아몬드 박막의 특성을 확인하기 위해 Raman spectrum을 이용해 다이아몬드의 결정성을 확인하였고, 표면의 형태를 관찰하기 위해 현미경을 사용하였다. 입자의 크기는 각기 다른 Si기질의 높이에 의한 온도구배로 인하여, 기질의 높이에 따라 서서히 달라졌다. 다이아몬드 박막의 Raman spectrum측정결과 $1334cm^{-1}$에서 강한 peak가 발견되었으며, 이것은 결정성 다이아몬드의 일반적인 특성 이였다. Si 기질 중 낮은 곳에 위치한 부분의 Raman spectrum은 비다이아몬드의 peak인 $1550cm^{-1}$ 부근에서 넓게 peak가 상승된 것이 관찰되었다.

• 한국재료학회지
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• 제11권3호
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• pp.178-184
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• 2001

rf-마그네트론 스퍼터링 방법을 이용하여 높은 광투과성을 지니며 c-축 배향된 KLN 박막을 제작하였다. 하소 및 소결 과정을 거쳐서 균일하고 안정한 상태의 KLN 타겟을 제조하였다. KLN 타겟은 화학량론적인 조성 및 K가 30%, 60%, 그리고 Li가 각각 15%, 30% 과량된 조성을 사용하였으며 K와 Li의 휘발을 방지하기 위하여 낮은 온도에서 소결시켰다. 제조된 타겟을 사용하여 rf-magnetron sputtering 방법으로 박막을 제조하였으며, 이때 K가 60% Li가 30% 과량된 타겟으로 제조할 때 단일상의 KLN 박막을 얻을 수 있었다. KLN 박막은 코닝 1737 기판 위에서 우수한 결정성과 높은 c-축 배향성을 나타내었으며, 이때 박막의 성장조건은 고주파 전력 100 W, 공정 압력 150 mTorr, 기판 온도 58$0^{\circ}C$였다. 가시광 영역에서 박막의 투과율은 약 90% 이고, 흡수는 333 nm에서 발생하였으며 632.8 nm에서 박막의 굴절율은 1.93이었다.

• 새물리
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• 제68권11호
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• pp.1208-1214
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• 2018

단일 스텝 스핀 코팅 (one-step spin coating) 공정은 $MAPbI_3$ 페로브스카이트 (Perovskite) 박막의 결정화가 우수하여 고효율 태양 전지 제작이 가능하다. 이 공정의 핵심은 솔벤트 증발 제어 공정을 사용하는 것인데, 이는 스핀 코팅 시 $MAPbI_3$ 의 용해도를 증가 시킬 수 있는 용매를 투입하는 (dripping) 방식이다. 본 연구에서 용매의 양, 투입속도 및 시간에 따라 생성되는 $MAPbI_3$의 특성을 분석하고, 이렇게 만들어진 박막을 이용한 태양 전지 특성을 조사하였다. $MAPbI_3$ 박막 형성을 위하여 lead iodide, methyl-ammonium iodide를 N,N-dimethylformamide에 녹이고, N,N-dimethyl sulfoxide를 첨가하여 용액을 만들었으며, 증발 제어 공정을 위한 용매로 diethyl ether (DE)를 사용하였다. DE의 투입 조건에 따라 $MAPbI_3$ 박막 형성 시 핵 생성에 차이가 생기고, 이는 $MAPbI_3$의 결정화, 밀도 및 표면 상태에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 이에 따라 태양 전지의 효율이 달라지는 것을 알 수 있었다. 0.7 mL의 DE의 양, 3.03 mL/sec 투입 속도, 7초(스핀 코팅 시작 후 투입시간)의 솔벤트 증발 제어 공정 결과 최대 13.74% 효율을 가지는 태양 전지 소자를 재현성 있게 관측할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.341-341
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• 2016

The discovery of light emission in nanostructured silicon has opened up new avenues of research in nano-silicon based devices. One such pathway is the application of silicon quantum dots in advanced photovoltaic and light emitting devices. Recently, there is increasing interest on the silicon quantum dots (c-Si QDs) films embedded in amorphous hydrogenated silicon-nitride dielectric matrix (a-SiNx: H), which are familiar as c-Si/a-SiNx:H QDs thin films. However, due to the limitation of the requirement of a very high deposition temperature along with post annealing and a low growth rate, extensive research are being undertaken to elevate these issues, for the point of view of applications, using plasma assisted deposition methods by using different plasma concepts. This work addresses about rapid growth and single step development of c-Si/a-SiNx:H QDs thin films deposited by RF (13.56 MHz) and ultra-high frequency (UHF ~ 320 MHz) low-pressure plasma processing of a mixture of silane (SiH4) and ammonia (NH3) gases diluted in hydrogen (H2) at a low growth temperature ($230^{\circ}C$). In the films the c-Si QDs of varying size, with an overall crystallinity of 60-80 %, are embedded in an a-SiNx: H matrix. The important result includes the formation of the tunable QD size of ~ 5-20 nm, having a thermodynamically favorable <220> crystallographic orientation, along with distinct signatures of the growth of ${\alpha}$-Si3N4 and ${\beta}$-Si3N4 components. Also, the roles of different plasma characteristics on the film properties are investigated using various plasma diagnostics and film analysis tools.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권2호
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• pp.211-220
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• 1998

수평 전기로에서 $AgGaS_2$ 다결정을 합성하여 HWE 방법으로 $AgGaS_2$ 단결정 박막을 성장하였다. $AgGaS_2$ 단결정 박막을 성잘할 때 증발원과 기판의 온도를 각각 $590^{\circ}C$, $440^{\circ}C$로 성장하였을 때 이중결정 X-선 요동곡선(double crystal X-ray diffraction rocking curve, DCRC)의 반폭치(FWHM)값이 124 arcsec로 가장 작아 최적 성장조건이었다. 상온에서 $AgGaS_2$ 단결정 박막의 광흡수 특성으로부터 에너지 띠간격이 2.61cV였다. Band edge에 해당하는 광전도도 peak의 온도 의존성은 Varshni 관계식으로 설명되었으며, Vaeshni 관계식의 상수값은 Eg(0) = 2.7284eV, $\alpha$= 8.695$\times$10-4 eV/K, $\beta$= 332K 로 주어졌다. 광발광 봉우리는 20K에서 414.3nm(2.9926eV)와 414.1nm(2.7249eV)는 free exciton(Ex)의 upper polariton과 lower polariton인 {{{{{E}`_{x} ^{u} }}}}와 {{{{{E}`_{x} ^{L} }}}}, 423.6nm(2.9269eV)는 bound exciton emission에 의한 I로 관측되었다. 또한 455nm(2.7249eV)의 peak는 donor-acceptor pair(DAP)에 기인하는 광발광 봉우리로 관측되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권5호
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• pp.511-516
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• 2002

$Y(NO_3)_3{\cdot}5H_2O$ 과 $Mn(CH_3CO_2)_2{\cdot}4H_2O$를 출발물질로 하여 졸-겔(sol-gel)법으로 Si(100) 기판위에 육방정계의 $YMnO_3$ 박막을 제조하였다. $YMnO_3$ 박막의 열처리 온도변화, 가수분해시 가수의 양(Rw)과 촉매제의 첨가에 따른 결정 구조 및 전기적 특성을 조사하였다. $YMnO_3$ 박막의 결정화는 700${\circ}C$부터 시작되었고 완전한 결정화는 800${\circ}C$-1시간 열처리하여 이루어 졌으며, $YMnO_3$ 박막의 가수의 양 Rw=6일때 육방정계 $YMnO_3$상의 c-축 (0001) 우선 배향성을 나타내었고, Rw=1 과 Rw=12인 경우에는 Rw=6인 경우보다 c-축 배향성은 감소하였다. 산성이나 염기성 촉매제 첨가에 따라 $YMnO_3$ 박막의 결정성 및 우선 배향성은 영향을 받아 c-축 우선 배향성은 감소하고 사방정계의 $YMnO_3$ 상을 형성하였다. Rw=6일 때 $YMnO_3$박막은 0.2V인가 전압에서 $1.2{\times}10-8 A/cm^2$으로 우수한 누설 전류 밀도를 나타내었고 누설 전류 밀도는 인가 전압에 따라 크게 변하지 않았다.