• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.60-60
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• 2015

Nanosheets of graphene and related 2D materials have attracted much attention due to excellent physical, chemical and mechanical properties. Single-layer graphene (SLG) was first synthesized by Blakely et al in 1974 [1]. Following his achievements, we initiated the growth and characterization of graphene and h-BN on metal substrates using surface segregation and precipitation in 1980s [2,3]. There are three important steps for nanosheet growth; surface segregation of dopants, surface reaction for monolayer phase, and subsequent 3-D growth (surface precipitation). Surface phase transition was clearly demonstrated on C-doped Ni(111) by in situ XPS at elevated temperatures [4]. The growth mode was clarified by inelastic background analysis [5]. The surface segregation approach has been applied to C-doped Pt(111) and Pd(111), and controllable growth of SLG has been demonstrated successfully [6]. Recently we proposed a promising method for producing SLG fully covering an entire substrate using Ni films deposited on graphite substrates [7]. A universal method for layer counting has been proposed [8]. In this paper, we will focus on the effect of competitive surface-site occupation between carbon and other surface-active impurities on the graphene growth. It is known that S is a typical impurity of metals and the most surface-active element. The surface sites shall be occupied by S through surface segregation. In the case of Ni(110), it is confirmed by AES and STM that the available surface sites is nearly occupied by S with a centered $2{\times}2$ arrangement. When Ni(110) is doped with C, surface segregation of C may be interfered by surface active elements like S. In this case, nanoscopic characterization has discovered a preferred directional growth of SLG, exhibiting a square-like shape (Fig. 1). Also the detailed characterization methodologies for graphene and h-BN nanosheets, including AFM, STM, KPFM, AES, HIM and XPS shall be discussed.

• Current Photovoltaic Research
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• 제4권2호
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• pp.54-58
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• 2016

Laser-doped selective emitter process requires dopant source deposition, spin-on-glass, and is able to form selective emitter through SiNx layer by laser irradiation on desired locations. However, after laser doping process, the remaining dopant layer needs to be washed out. Laser-induced melting of pre-deposited impurity doping is a precise selective doping method minimizing addition of process steps. In this study, we introduce a novel scheme for fabricating highly efficient selective emitter solar cell by laser doping. During this process, laser induced damage induces front contact destabilization due to the hindrance of silver nucleation even though laser doping has a potential of commercialization with simple process concept. When the laser induced damage is effectively removed using solution etch back process, the disadvantage of laser doping was effectively removed. The devices fabricated using laser doping scheme power conversion efficiency was significantly improved about 1% abs. after removal the laser damages.

• 한국진공학회지
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• 제21권1호
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• pp.6-11
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• 2012

Sputter 방식으로 증착된 구리 seed 층(구리 seed/Ti/Si) 위에 형성된 오염물 제거과정을 이해하기 위하여, 강력한 계면 활성능력을 가진 약알칼리 탈지제 Metex TS-40A 용액을 사용하여 담금(dipping) 시간에 따른 구리 seed 층 표면의 변화형상 및 변화상태를 조사 분석하였다. Field emission scanning electron microscope을 이용하여 TS-40A 용액에 전처리 후 구리 seed 표면 형상이 grain이 명확히 보일 정도로 변화하는 것을 관찰하였고, X-ray photoelectron spectroscopy를 이용하여 표면 처리된 Cu seed 표면의 화학구조 및 불순물 상태를 조사하였다. TS-40 용액에서의 dipping 시간 변화에 따른 효과는 거의 없었다. TS-40A 용액에 전처리한 후, 구리 seed 층 표면위의 많은 탄소성분이 제거되었고, 약간의 산소가 제거되었으며, O=C 및 $Cu(OH)_2$에 해당되는 피크들이 감소되는 것이 관측되었다. 하지만 표면에서 불순물 Si이 silicate 상태로 검출되었다. TS-40A 용액에 포함되어 있는 silicate 성분이 구리 seed 층과 반응하여 이 silicate 불순물이 구리 seed 표면에 형성된 것으로 보여진다. 약알칼리 탈지제 Metex TS-40A 용액을 사용한 전처리 과정을 통해, 구리 seed 표면 위의 O=C 및 $Cu(OH)_2$ 등의 제거에는 탁월한 효과를 보였으나, 불순물 silicate가 형성되었으므로 이 알칼리 탈지제를 사용한다면, 이후에 산세정 및 다른 세정과정을 거쳐 표면에 존재하는 silicate를 제거할 필요성이 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.409-409
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• 2014

Recently hexagonal boron nitride (h-BN), III-V compound of boron and nitrogen with strong covalent $sp^2$ bond, is a 2 dimensional insulating material with a large direct band gap up to 6 eV. Its outstanding properties such as strong mechanical strength, high thermal conductivity, and chemical stability have been reported to be similar or superior to graphene. Because of these excellent properties, h-BN can potentially be used for variety of applications such as dielectric layer, deep UV optoelectronic device, and protective transparent substrate. Ultra flat and charge impurity-free surface of h-BN is also an ideal substrate to maintain electrical properties of 2 dimensional materials such as graphene. To synthesize a single or a few layered h-BN, chemical vapor deposition method (CVD) has been widely used by using an ammonia borane as a precursor. Ammonia borane decomposes into hydrogen (gas), monomeric aminoborane (solid), and borazine (gas) that is used for growing h-BN layer. However, very active monomeric aminoborane forms polymeric aminoborane nanoparticles that are white non-crystalline BN nanoparticles of 50~100 nm in diameter. The presence of these BN nanoparticles following the synthesis has been hampering the implementation of h-BN to various applications. Therefore, it is quite important to grow a clean and high quality h-BN layer free of BN particles without having to introduce complicated process steps. We have demonstrated a synthesis of a high quality h-BN monolayer free of BN nanoparticles in wafer-scale size of $7{\times}7cm^2$ by using CVD method incorporating a simple filter system. The measured results have shown that the filter can effectively remove BN nanoparticles by restricting them from reaching to Cu substrate. Layer thickness of about 0.48 nm measured by AFM, a Raman shift of $1,371{\sim}1,372cm^{-1}$ measured by micro Raman spectroscopy along with optical band gap of 6.06 eV estimated from UV-Vis Spectrophotometer confirm the formation of monolayer h-BN. Quantitative XPS analysis for the ratio of boron and nitrogen and CS-corrected HRTEM image of atomic resolution hexagonal lattices indicate a high quality stoichiometric h-BN. The method presented here provides a promising technique for the synthesis of high quality monolayer h-BN free of BN nanoparticles.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권6호
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• pp.383-388
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• 2019

개선된 열탄소환원법으로 합성된 금속불순물함량 1 ppm 이하의 고순도 SiC 미립 분말을 이용하여 2,100℃ 이상고온의 RF 가열 PVT 장치에서 SiC 단결정을 성장시켰으며, In-situ x-ray 이미지 분석을 통해 성장과정 중 분말의 승화거동 및 단결정 성장거동을 관찰하였다. SiC 분말은 단결정 성장의 공급원으로 온도가 높은 외곽 부분부터 소진되고 graphite 잔여물이 남았다. 성장 중 원료의 흐름은 가운데 부분으로 집중되었으며 SiC 단결정의 성장거동에도 영향을 미쳤는데, 이는 미립분말로 인한 도가니 내부 온도분포 차이가 원인으로 예상되었다. 단결정 성장이 완료된 후, 단결정 잉곳을 1 mm 두께의 단결정 기판으로 절단하고 또한, 잉곳에서 얻어진 단결정 기판은 전반적으로 짙은 황색의 4H -SiC가 관찰되었으며, 외곽에 일부 발생한 다결정은 시드결정을 시드홀더에 부착하는 과정에서 혼입된 기포층과 같은 불순물 혼입이 원인으로 사료된다.

• 전기화학회지
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• 제11권1호
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• pp.42-46
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• 2008

연료전지는 수소를 직접 사용하는 것이 가장 효율이 높지만 가정이나 사무실에서는 수소 저장탱크를 사용하기보다는 도시가스(메탄가스)를 연료 source로 하여 수소를 생산하는 것이 유리하다. 연료전지에 사용하는 수소는 천연가스나 바이오가스, 탄화수소계열의 연료를 개질하여 생산하며 개질반응과정에서 필연적으로 여러 성분의 불순물이 포함되어 있다. CO, $CO_2$, $H_2S$, $NH_3$, $CH_4$등의 불순물이 포함된 수소연료가 PEM fuel cell에 공급되면 연료전지 성능에 영향을 준다고 보고되어 있다. 이러한 영향에는 전극 촉매의 피독에 의한 kinetic losses, 전해질막과 촉매이온층의 양이온 전도성 감소에 의한 ohmic losses 그리고 촉매층의 구조나 소수성 감소에 의한 mass transport losses가 있다. 개질기에서 생산된 수소연료는 약 73%의 $H_2$와 20% 이하의 $CO_2$, 5.8% 이하의 $N_2$, 2% 이하의 $CH_4$, 10ppm 이하의 CO로 최종 공급된다. 본 연구에서는 연료 중에 $CO_2$가 고분자전해질 연료전지 anode측 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 실험은 연료전지에 공급되는 연료중에 $CO_2$농도를 10%, 20%, 30%로 전류와 전압의 성능곡선과 장시간(10시간)실험 그리고 임피던스를 측정하였다. 또한 가스크로마토그래피를 이용하여 순수한 수소와 $CO_2$가 함유된 수소의 혼합을 통해 나온 연료전지 inlet에서의 불순물의 농도를 검증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.642-642
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• 2013

Graphene, two dimensional single layer of carbon atoms, has tremendous attention due to its superior property such as high electron mobility, high thermal conductivity and optical transparency. Especially, chemical vapor deposition (CVD) grown graphene has been used as a promising material for high quality and large-scale graphene film. Unfortunately, although CVD-grown graphene has strong advantages, application of the CVD-grown graphene is limited due to ineffective transfer process that delivers the graphene onto a desired substrate by using polymer support layer such as PMMA(polymethyl methacrylate). The transferred CVD-grown graphene has serious drawback due to remaining polymeric residues generated during transfer process, which induces the poor physical and electrical characteristics by a p-doping effect and impurity scattering. To solve such issue incurred during polymer transfer process of CVD-grown graphene, various approaches including thermal annealing, chemical cleaning, mechanical cleaning have been tried but were not successful in getting rid of polymeric residues. On the other hand, lithographical patterning of graphene is an essential step in any form of microelectronic processing and most of conventional lithographic techniques employ photoresist for the definition of graphene patterns on substrates. But, application of photoresist is undesirable because of the presence of residual polymers that contaminate the graphene surface consistent with the effects generated during transfer process. Therefore, in order to fully utilize the excellent properties of CVD-grown graphene, new approach of transfer and patterning techniques which can avoid polymeric residue problem needs to be developed. In this work, we carried out transfer and patterning process simultaneously with no polymeric residue by using a metal etch mask. The patterned thin gold layer was deposited on CVD-grown graphene instead of photoresists in order to make much cleaner and smoother surface and then transferred onto a desired substrate with PMMA, which does not directly contact with graphene surface. We compare the surface properties and patterning morphology of graphene by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy(AFM) and Raman spectroscopy. Comparison with the effect of residual polymer and metal on performance of graphene FET will be discussed.

• 한국재료학회지
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• 제8권5호
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• pp.377-382
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• 1998

Ti[N ($C_{2}$$H_{5}$ $CH_{3}$)$_{2}$]$_{4}$ [tetrakis(ethylmethylammino)titanium.TEMAT]와 $NH_{3}$를 반응가스로 하여 각각 펄스(pulse) 형태로 시분할 주입되는 새로운 박막 증착방법(이하 Cycle-CVD라 함)을 이용하여 TiN박막이 $SiO_2$.기판위에 증착되었다.Cycle-CVD에서 반을로 내로 주입되는 반응가스와 Ar가스는 TEAM 펄스, Ar 펄스,$NH_{3}$펄스, Ar 펄스의 순서로 시분할주입되었고, 이렇게 차례대로 주입되는 4개의 펄스를 하나의 cycle로 규정하고, Cycle-CVD는 이러한 cycle이 연속하여 반복적으로 주입되도록 설계되었다. 기판온도가 $170^{\circ}C$-$210^{\circ}C$에서는 atomic layer deposition(ALD)특성을 보였고, $200^{\circ}C$에서 충분한 반응가스의 펄스시간 후에 cycle당 증착된 박막의 두께가 0.6nm/cycle로 포화되는 양상을 보여주었는데, 이는 cycle당 증착된 TiN 박막의 두께가 1.6 monolayer(ML)/cycle에 해당된다. 이와 같이 반등가스의 흡착을 이용ㅇ하여 TiN이 제한된 표면반응만에 의하여 ALD 기구에 의해 증착이 이루어지므로 TiN 박막의 두께는 단지 cycle 횟수만으로 정확하게 제어할 수 있었고, 우수한 step coverage 특성을 얻었다. 또한 반응가스간의 기상반응을 방지함으로써 입자의 발생을 억제할 수 있었고, 상대적으로 낮은 온도임에도 불구하고 4at% 이하의 낮은 탄소함량을 갖는 양호한 특성을 보여주었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1991년도 추계학술발표회 논문집 지반공학에서의 컴퓨터 활용 COMPUTER UTILIZATION IN GEOTECHNICAL ENGINEERING
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• pp.87-102
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• 1991

영국 잉글랜드 지방의 Carsington Dam의 파괴원인은 설계시 발견되지 못한 댐 상류 사면 하부의 황색점토층의 존재와 이미 존재하던 전단변형에 기인한 것으로 보고되었다. 설계시 황색 점토층과 이미 존재하던 전단변형을 고려하지 않고 전통적인 원호파괴 양상으로 검토된 사면의 안전율은 1.4 이상으로 나타났다. 그러나 댐 파괴후 황색 점토층과 이미 존재하던 전단변형을 고려한 사면의 안전율은 약 1.0으로 보고되었다. 또한 파괴후 사면에 대한 유한 요소 해석결과로 부터 파괴 토괴의 절편에 작용하는 수평력은 수평에 대해서 약 10。아래로 작용하고 있음이 보고되었다. 본 고에서는 Bishop의 간편법과 Janbu 방법 및 Morgenstern-Price 방법을 이용하여 원호형 사면파괴양상과 특정 파괴면을 따라서 일어나는 쐐기형 파괴양상에 대하여 사면안정을 검토하였으며, 이미 존재하던 전단변형과 이에 따른 토괴의 연속적인 거동은 이미 주어진 지반 특성을 이용한 강도정수와 간극수압비에 의하여 고려하였다. 그 결과 확생 점토층을 무시하고 원호형 파괴 양상에 대하여 Bishop의 간편법에 의한 설계 시점에서의 안전율은 1.387로 나타났으며(STABL), 파괴 후의 지반자료를 이용하고, 황색점토층을 고려한 안전율을 Janbu 방법의 경우 1.012(STABL), 그리고 Morgenstern-Price 방법의 경우 0.969을 보여주었다(MALE). 또한 Cam-Clay Model을 이용한 유한 요소 해석용 프로그램을 이용하여 댐 제체의 거동을 검토하였다. 이때 댐 제체의 성토 작업 및 압밀진행에 따른 간극수압변화와, 파괴시 혹은 파괴에 임박한 상태에서의 제체의 거동은 적절하게 가정된 지반의 응력-변형률 관계와 간극수압특성에 의하여 고려되었다. 그 결과 응력 및 변위가 심하게 발생하는 지역은 황색 점토층이었으며 이로부터 황색 점토층에서 부터 파괴면이 생성되어 다른 지역으로 전파되었음을 유추할 수 있었다.form trap with 2.88[eV] deep of injected space charge from the chathode in the crystaline regions. The origin of ${\alpha}$$_2$ peak was regarded as the detrapping process of ions trapped with 0.9[eV] deep originated from impurity-ion remained in the specimen during production process of the material, in the crystalline regions. The origin of ${\beta}$ peak was concluded to be due to the depolarization process of "C=0"dipole with the activation energy of 0.75[eV] in the amorphous regions. The origin of ${\gamma}$ peak was responsible to the process combined with the depolarization of "CH$_3$", chain segment, with the activation energy of carriers from the shallow trap with 0.4[eV], in he amorphous regions.의 증발산율은 우기의 기상자료를 이용하여 구한 결과 0.05 - 0.10 mm/hr 의 범위로서 이로 인한 강우손실량은 큰 의미가 없음을 알았다.재발이 나타난 3례의 환자를 제외한 9례 (75%)에서는 현재까지 재발소견을 보이지 않고 있다. 이러한 결과는 다른 보고자들과 유사한 결과를 보이고 있지만 아직까지 증례가 많지 않기 때문에 생존율을 얻기에는 미흡

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.39.2-39.2
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• 2010

In this work we have investigated electrical and optical properties of interface for ITO/Si with shallow doped emitter. The ITO is prepared by DC magnetron sputter on p-type monocrystalline silicon substrate. As an experimental result, The transmittance at 640nm spectra is obtained an average transmittance over 85% in the visible range of the optical spectrum. The energy bandgap of ITO at oxygen flow from 0% to 4% obtained between 3.57eV and 3.68eV (ITO : 3.75eV). The energy bandgap of ITO is depending on the thickness, sturcture and doping concentration. Because the bandgap and position of absorption edge for degenerated semiconductor oxide are determined by two competing mechanism; i) bandgap narrowing due to electron-electron and electron-impurity effects on the valance and conduction bands (> 3.38eV), ii) bandgap widening by the Burstein-Moss effect, a blocking of the lowest states of the conduction band by excess electrons( < 4.15eV). The resistivity of ITO layer obtained about $6{\times}10^{-4}{\Omega}cm$ at 4% of oxygen flow. In case of decrease resistivity of ITO, the carrier concentration and carrier mobility of ITO film will be increased. The contact resistance of ITO/Si with shallow doped emitter was measured by the transmission line method(TLM). As an experimental result, the contact resistance was obtained $0.0705{\Omega}cm^2$ at 2% oxygen flow. It is formed ohmic-contact of interface ITO/Si substrate. The emitter series resistance of ITO/Si with shallow doped emitter was obtained $0.1821{\Omega}cm^2$. Therefore, As an PC1D simulation result, the fill factor of EWT solar cell obtained above 80%. The details will be presented in conference.