• 한국자기학회지
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• 제11권3호
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• pp.97-103
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• 2001

Water-based 졸겔 증착법을 이용하여 디결정체 La$_{2}$3/Sr$_{1}$3/MnO$_3$(LSMO) 박막을 2000$\AA$ 두께의 열 산화층을 갖는 Si(100) 기판상에 제조하여 상온에서 LSMO박막의 두께변화 따른 저 자장영역(120 Oe)에서의 터널형 자기저항 변화를 연구하였다. XRD 회절분석 결과 단일상의 페롭스카이트 결정구조임을 알 수 있었으며 RBS 스펙트럼 분석결과 박막의 조성비 La:Sr:Mn:O는 0.67:0.33:1.0:3.0임을 알 수 있었다. LSMO 박막의 자성특성 측정결과 두께 증가에 따라 포화자화는 750$\AA$까지 급격한 증가현상을 보이다 150$\AA$을 기점으로 점차 감소하는 경향을 나타내고 있으며, 보자력은 800 $\AA$ 까지 급격한 증가를 보이다 일정해지는 경향을 볼 수 있었다. 저 자장영역에서의 터널형 자기저항 변화비는 약 1500 $\AA$의 두께 영역에서 최대값을 나타냄을 알 수 있었다. 이러한 저 자장 영역에서 LSMO 박막의 터널형 자기저항 변화비의 두께 의존성은 LSMO 박막과 Si 기판의 계면에 존재하는 상호확산 현상에 의한 dead layer의 존재 및 LSMO 박막의 열처리시 발생되는 열 격자 변형 효과로 설명하였다.

• 한국재료학회지
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• 제11권3호
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• pp.191-196
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• 2001

사파이어 (0001) 기판의 활성화 이온빔 (RIB) 처리 후 MOCVD에서 성장한 GaN박막의 열처리를 통한 구조 변화를 살펴보고, 전기적 성질의 변화를 관찰하기 위하여 전기로를 이용하여 열처리를 하였다. 시편의 분석을 위하여 DCXRD, Hall, TEM을 사용하였다. 100$0^{\circ}C$에서 시간을 변화시키면서 열처리한 시편에서 DCXRD의 FWHM는 약 50 arc-sec 정도 감소하였고, Hall 이동도는 약 80$\textrm{cm}^2$/V.sec 정도 향상되었다. 가장 좋은 Hall 이동도를 보인 처리된 시편과 처리 전 시편의 TEM 비교 관찰에서 전위 밀도는 56~69% 정도 감소하였고 격자의 변형도 줄어들었다. 이것은 결정의 질과 전기적 성질 사이의 상관관계를 암시하며, 기판의 RIB 처리와 성장 후 적절한 열처리의 조합이 MOCVD로 성장시킨 GaN 박막의 특성을 개선시키는 것을 명확하게 보여준다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제31권6호
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• pp.377-385
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• 2018

For the investigation of dopant profiles in implanted $Si_{1-x}Ge_x$, the implanted B and As profiles are measured using SIMS (secondary ion mass spectrometry). The fundamental ion-solid interactions of implantation in $Si_{1-x}Ge_x$ are discussed and explained using SRIM, UT-marlowe, and T-dyn programs. The annealed simulation profiles are also analyzed and compared with experimental data. In comparison with the SIMS data, the boron simulation results show 8% deviations of $R_p$ and 1.8% deviations of ${\Delta}R_p$ owing to relatively small lattice strain and relaxation on the sample surface. In comparison with the SIMS data, the simulation results show 4.7% deviations of $R_p$ and 8.1% deviations of ${\Delta}R_p$ in the arsenic implanted $Si_{0.2}Ge_{0.8}$ layer and 8.5% deviations of $R_p$ and 38% deviations of ${\Delta}R_p$ in the $Si_{0.5}Ge_{0.5}$ layer. An analytical method for obtaining the dopant profile is proposed and also compared with experimental and simulation data herein. For the high-speed CMOSFET (complementary metal oxide semiconductor field effect transistor) and HBT (heterojunction bipolar transistor), the study of dopant profiles in the $Si_{1-x}Ge_x$ layer becomes more important for accurate device scaling and fabrication technologies.

• Applied Microscopy
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• 제49권
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• pp.3.1-3.7
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• 2019

Graphene, which is one of the most promising materials for its state-of-the-art applications, has received extensive attention because of its superior mechanical properties. However, there is little experimental evidence related to the mechanical properties of graphene at the atomic level because of the challenges associated with transferring atomically-thin two-dimensional (2D) materials onto microelectromechanical systems (MEMS) devices. In this study, we show successful dry transfer with a gel material of a stable, clean, and free-standing exfoliated graphene film onto a push-to-pull (PTP) device, which is a MEMS device used for uniaxial tensile testing in in situ transmission electron microscopy (TEM). Through the results of optical microscopy, Raman spectroscopy, and TEM, we demonstrate high quality exfoliated graphene on the PTP device. Finally, the stress-strain results corresponding to propagating cracks in folded graphene were simultaneously obtained during the tensile tests in TEM. The zigzag and armchair edges of graphene confirmed that the fracture occurred in association with the hexagonal lattice structure of graphene while the tensile testing. In the wake of the results, we envision the dedicated preparation and in situ TEM tensile experiments advance the understanding of the relationship between the mechanical properties and structural characteristics of 2D materials.

• 한국광물학회지
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• 제28권4호
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• pp.325-332
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• 2015

층상규산염광물인 천연산 어안석(KF)($K_{0.84}Ca_{3.99}Si_{7.70}O_{20}F_{0.72}{\cdot}8H_2O$)에 대한 고압실험을 상온에서 시행하였다. 출발시료의 격자상수 값은 다음과 같다: $a_0=8.954(2)\;{\AA}$, $c_0=15.795(2)\;{\AA}$, $V_0=1266.4(4)\;{\AA}^3$. 방사광과 대칭형 다이아몬드앤빌기기 및 각분산 X-선회절법을 이용하여 상온에서 7.7 GPa까지 15개의 고압 X-선회절데이터를 획득하였다. 어안석(KF)의 체적탄성률은 ${K_0}^{\prime}$을 4로 고정하였을 때 59(4) GPa로 계산되었다. 압력구간에서 1차상변이를 지시하는 근거는 관찰되지 않았으나, 2차 상변이에 대한 징후는 정규화압력 및 정규화응력변형 분석결과로부터 배제할 수 없다.

• Composites Research
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• 제29권4호
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• pp.194-202
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• 2016

이차원 구조의 탄소 결합체인 그래핀은 뛰어난 물리적, 화학적 특성으로 인해 미래 전자 소자의 소재로 크게 각광을 받고 있는 물질이다. 따라서, 소자에서 사용된 기판이 그래핀의 물리적 특성에 끼치는 영향에 대한 이해는 그래핀의 응용에 있어서 필수적이며, 그에 대한 연구를 수행하였다. 니켈 (111)과 (100) 결정면에서 각각 성장한 그래핀과 니켈 기판의 상호작용에 대한 연구를 수행함과 동시에, 산화규소 기판으로 전사한 후, 기판과 그래핀과의 상호작용을 라만 분광법을 이용하여 연구하였다. 니켈 기판에서 성장한 그래핀은 기판의 면 방향과 상관없이 기판으로부터 전하의 이동에 따른 도핑효과는 발견되지 않았으며, 산화규소 기판 또한 도핑효과는 없었다. 니켈 기판과 그래핀 사이의 결합력이 그래핀과 산화규소 기판과의 결합력합보다 더 큰 것으로 분석이 되었으며, 니켈에서 성장한 그래핀은 기판의 영향을 받아 수축되어 있었고, 니켈 (100) 면에서는 그래핀이 엇맞음 성장하였음을 확인하였다. 마지막으로, 니켈 (111), (100) 면에서 성장한 그래핀을 산화 규소 기판으로 전사하면 서로 다른 파수 값에서 2D band의 픽이 관측되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.305-305
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• 2014

양자점(Quantum dots)은 3차원적 운반자 구속과 낮은 전류와 높은 온도에서 작동하는 나노 크기의 전기적, 광학적 소자로 응용이 적합하기 때문에 그 특성을 이용한 단전자 트랜지스터, 적외선 검출기, 레이저, LED, 태양전지 등 반도체 소자로의 응용연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 양자점의 낮은 임계전류밀도와 높은 차동 이득(differential gain), 그리고 고온에서 작동이 용이하여 양자점 레이저로 활용되고 있다. 이러한 분야에 양자점을 응용하기 위해서는 양자점의 운반자 동역학을 이해하고 양자점의 모양, 크기, 크기 분포와 같은 특성 조절이 필요하다. 또한 기존의 연구들은 III-V족 화합물 반도체 양자점에 대한 연구가 대부분이며, II-VI족으로 구성된 연구가 미흡한 상황이기 때문에 II-VI족 화합물 반도체 양자점에 대한 많은 연구가 필요한 상황이다. II-VI 족 화합물 반도체 양자점은 기존의 III-V 족 양자점보다 더 큰 엑시톤 결합에너지(exciton binding energy)를 가지고 있으며, 이러한 특성을 가지는 II-VI 족 화합물 반도체 양자점 중에서도 CdTe 양자점은 높은 엑시톤 결합에너지와 녹색 스펙트럼 영역을 필요로 하는 광학적 장치들에 응용 가능성이 높기 때문에 더욱 주목받고 있다. 본 연구에서는 분자 선속 에피 성장법(Molecular Beam Epitaxy; MBE)과 원자 층 교대 성장법(Atomic Layer Epitaxy; ALE)으로 CdTe/ZnTe 나노구조에서 ZnTe 완충층의 두께에 따른 운반자 동역학 및 광학적 특성을 연구 하였다. 저온 광루미네센스 측정(Photoluminescence; PL) 을 통하여 ZnTe 완충층 두께가 증가할수록 양자점의 광루미네센스 피크가 낮은 에너지로 이동함을 알 수 있었는데, 이는 ZnTe 완충층의 두께가 증가할수록 ZnTe 완충층과 CdTe 양자점의 격자 불일치(lattice mismatch)로 인한 구조 변형력이 감소하고 이에 따라 CdTe 양자점으로 가해지는 변형(Strain)이 감소하여 CdTe 양자점의 크기가 증가했기 때문이다. 그리고 ZnTe 완충층의 두께가 증가할수록 PL 세기가 증가함을 알 수 있었는데, 이는 ZnTe 완충층의 두께가 증가할수록 양자 구속 효과로부터 electronic state와 conduction band edge 사이의 에너지 차이의 증가 때문이다. 또한 시분해 광루미네센스 측정 결과 ZnTe의 두께가 증가할수록 양자점의 소멸 시간이 더 길게 측정되었는데, 이는 더 큰 양자점 일수록 엑시톤 오실레이터 강도가 감소하기 때문에 더 긴 소멸 시간을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 본 연구는 ZnTe 두께 변화를 통해 양자점의 에너지 밴드를 제어할 수 있으며, 양자점의 효율 향상을 할 수 있는 좋은 방법임을 제시하고 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.306-307
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• 2011

Franz Keldysh Oscillation (FKO)은 p-n 접합 구조의 공핍층(depletion zone)에서 전기장(electric field)에 의해 발생되며, Photoreflectance (PR) spectroscopy를 통하여 관측된다. InAs/GaAs 양자점 태양전지(Quantum Dot Solar Cells, QDSCs)에서 PR 신호에 대한 Fast Fourier Transform (FFT)을 통하여 FKO 주파수들을 관측할 수 있고, 각각의 FKO 주파수들은 태양전지 구조에 대응하는 표면 및 내부전기장(internal electric field) 들로 분류할 수 있다. InAs/GaAs 양자점 태양전지에서 AlGaAs potential barrier의 두께에 따른 내부전기장의 변화를 조사하기 위해, GaAs-matrix에 8주기의 InAs 양자점 층이 삽입된 태양전지를 molecular beam epitaxy (MBE) 방법으로 성장하였다. 양자점의 크기는 2.0 monolayer (ML)이며, 각 양자점 층은 1.6 nm에서 6.0 nm의 AlGaAs potential barrier들로 분리되어 있다. 또한 양자점 층의 위치에 따라 내부전기장 변화를 조사하기 위해, p-i-n 구조에서 양자점 층이 공핍층 내에 위치한 경우와 p+-n-n+ 구조에서 양자점 층이 공핍 층으로부터 멀리 떨어진 n-base 영역에 삽입하여 실험결과를 비교분석하였다. PR 실험결과로부터, p-i-n 구조에서 InAs 양자점 태양전지의 내부전기장 변화는 potential barrier 두께에 따라 다소 복잡한 변화를 보였으며, 이는 양자점 층이 공핍층 내에 위치함으로써 격자 불일치(lattice mismatch)로 발생된 응력(strain)의 영향으로 설명할 수 있다. 이러한 결과들을 각각의 태양전지 구조에서 표면 및 내부전기장에 대해 계산된 값들에 근거하여, p+-n-n+ 구조에서 양자점 층이 공핍 층으로부터 멀리 떨어진 영역에 삽입된 경우의 결과와 비교해 보면 내부전기장의 변화는 더욱 분명해진다. 즉, 양자점 층의 potential barrier의 두께를 조절하거나, 양자점 층의 위치를 변화시킴으로써 양자점 태양전지의 내부전기장을 조작할 수 있으며, 이는 PR 실험을 통해 FKO를 관측함으로써 확인할 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.59-59
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• 2010

Graphene is a 2-D sheet of $sp^2$-bonded carbon arranged in a honeycomb lattice. This material has attracted major interest, and there are many ongoing efforts in developing graphene devices because of its high charge mobility and crystal quality. Therefore clear understanding of the substrate effect and mechanism of synthesis of graphene is important for potential applications and device fabrication of graphene. In a published paper in J. Phys. Chem. C (2008), the effect of substrate on the atomic/electronic structures of graphene is negligible for graphene made by mechanical cleavage. However, nobody shows the interaction between Ni substrate and graphene. Therefore, we have studied this interaction. In order to studying these effect between graphene and Ni substrate, We have observed graphene synthesized on Ni substrate and graphene transferred on $SiO_2$/Si substrate through Raman spectroscopy. Because Raman spectroscopy has historically been used to probe structural and electronic characteristics of graphite materials, providing useful information on the defects (D-band), in-plane vibration of sp2 carbon atoms (G-band), as well as the stacking orders (2D-band), we selected this as analysis tool. In our study, we could not observe the doping effect between graphene and Ni substrate or between graphene and $SiO_2$/Si substrate because the shift of G band in Raman spectrum was not occurred by charge transfer. We could noticed that the bonding force between graphene and Ni substrate is more strong than Van de Waals force which is the interaction between graphene and $SiO_2$/Si. Furthermore, the synthesized graphene on Ni substrate was in compressive strain. This phenomenon was observed by 2D band blue-shift in Raman spectrum. And, we consider that the graphene is incommensurate growth with Ni polycrystalline substrate.

• 한국재료학회지
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• 제11권2호
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• pp.88-93
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• 2001

$N_2$처리에 의해 Si (001) 기판에 형성된 C49상의 구조를 갖는 에피택셜 $TiSi_2$상의 열적 거동과 결정학적 특성을 X선 회절법 (XRD)과 고분해능 투과전자현미경법 (HRTEM)으로 조사하였다. 에피택결 $C49-TiSi_2$상은 $1000^{\circ}C$ 정도의 고온에서도 안정상인 C54상으로 상변태하지 않고 형태적으로도 고온 특성이 우수하다는 것이 밝혀졌다. HRTEM 결과로부터 에피택결 $TiSi_2$상과 Si 사이의 결정학적 방위관계는 (060) [001]TiSi$_2$//(002) [110]Si임을 알 수 있었고 계면에서의 격자 변형에너지는 misfit 전위의 형성에 의하여 해소되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 HRTEM상의 해석과 원자 모델링을 통하여 Si에서 에피택셜 C49-TiSi$_2$상의 형성기구와 C49상의 (020) 면에 존재하는 적층결함을 고찰하였다.