• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.379.1-379.1
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• 2014

그래핀은 뛰어난 기계적, 화학적, 광학적, 전기적 특성을 가지고 있는 2차원 물질로써, 화학기상증착법을 이용한 대면적 합성법과 전사 공정을 통해 다양한 기판에서 사용이 가능해지면서 차세대 전자소재로 활용하기 위한 활발한 연구가 이루어지고 있다. 상온 대기에서 간편하게 적용 가능한 고분자용액공정을 도입하여, 그래핀과 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine)의 다양한 적층구조를 제작하였다. 폴리에틸렌이민의 높은 밀도의 극성 기능기와 그래핀의 가스배리어 특성을 이용한 상호 보완적인 구조를 형성하여 외부 환경에 장시간 안정적이고 효과적인 n형 도핑 효과를 유지하였다. 그래핀에 결함 형성없이 도핑 농도 조절이 가능하며, 그래핀 고유의 선형적인 상태밀도를 이용한 일함수 조절효과를 확인하였다. 그래핀 p-n 접합 소자를 제작을 통해 베젤라고 렌즈 효과, 반정수 양자 홀 효과를 이용한 기초 연구에 접근이 가능할 것으로 보이며, 응용 분야에서는 태양광전지, 유기 전자 소자 분야 등 그래핀을 이용한 전기적 접촉 개선에 활용될 수 있을 것으로 보인다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• v.29 no.2
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• pp.413-416
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• 2008

A synthesis route to ordered mesoporous carbons with controllable nitrogen content has been developed for high-performance EDLC electrodes. Nitrogen-doped ordered mesoporous carbons (denoted as NMC) were prepared by carbonizing a mixture of two different carbon sources within the mesoporous silica designated by KIT-6. Furfuryl alcohol was used as a primary carbon precursor, and melamine as a nitrogen dopant. This synthesis procedure gave cubic Ia3d mesoporous carbons containing nitrogen as much as 13%. The carbon exhibited a narrow pore size distribution centered at 3-4 nm with large pore volume (0.6-1 cm3 g-1) and high specific BET surface area (700-1000 m2 g-1). Electrochemical behaviors of the NMC samples with various N-contents were investigated by a two-electrode measurement system at aqueous solutions. At low current density, the NMC exhibited markedly increasing capacitance due to the increase in the nitrogen content. This result could be attributed to the enhanced surface affinity between carbon electrode and electrolyte ions due to the hydrophilic nitrogen functional groups. At high current density conditions, the NMC samples exhibited decreasing specific capacitance against the increase in the nitrogen content. The loss of the capacitance with the N-content may be explained by high electric resistance which causes a significant IR drop at high current densities. The present results indicate that the optimal nitrogen content is required for achieving high power and high energy density simultaneously.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• v.14 no.1
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• pp.1-7
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• 2014

A bidirectional transient voltage suppression (TVS) diode consisting of specially designed $p^--n^{{+}+}-p^-$ multi-junctions was developed using low temperature (LT) epitaxy and fabrication processes. Its electrostatic discharge (ESD) performance was investigated using I-V, C-V, and various ESD tests including the human body model (HBM), machine model (MM) and IEC 61000-4-2 (IEC) analysis. The symmetrical structure with very sharp and uniform bidirectional multi-junctions yields good symmetrical I-V behavior over a wide range of operating temperature of 300 K-450 K and low capacitance as 6.9 pF at 1 MHz. In addition, a very thin and heavily doped $n^{{+}+}$ layer enabled I-V curves steep rise after breakdown without snapback phenomenon, then resulted in small dynamic resistance as $0.2{\Omega}$, and leakage current completely suppressed down to pA. Manufactured bidirectional TVS diodes were capable of withstanding ${\pm}4.0$ kV of MM and ${\pm}14$ kV of IEC, and exceeding ${\pm}8$ kV of HBM, while maintaining reliable I-V characteristics. Such an excellent ESD performance of low capacitance and dynamic resistance is attributed to the abruptness and very unique profiles designed very precisely in $p^--n^{{+}+}-p^-$ multi-junctions.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.5 no.2
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• pp.198-206
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• 1992

(P $b_{1-x}$L $a_{x}$)[(S $b_{1}$2/S $n_{1}$2/) $Ti_{y}$ Z $r_{1-y}$] $O_{3}$(0.leq.x.leq.0.04, 0.25.leq.y.leq.0.40) 세라믹을 1250[.deg.C]에서 2시간동안 유지시켜 일반 소성법으로 제작하였으며 조성 및 L $a_{2}$ $O_{3}$첨가량에 따른 구조적, 압전적 특성을 관찰하였다. L $a_{2}$ $O_{3}$의 첨가량이 3-4[mol%]인 경우 La-rich의 pyrochlore상이 형성되었다. 시편의 평균결정립 크기는 1-2[.mu.n]의 크기를 나타내었으며 PbTi $O_{3}$조성이 증가함에 따라 다소 감소하는 경향을 나타내었다. 각 조성의 시편에 대해 PbTi $O_{3}$ 및 L $a_{2}$ $O_{3}$의 첨가량이 증가할수록 유전상수는 증가하는 경향을 나타내었으며 상전이 온도인 큐리온도는 PbTi $O_{3}$조성이 감소할수록 L $a_{2}$ $O_{3}$첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 압전 전하계수 및 전기기계 결합계수는 L $a_{2}$ $O_{3}$첨가량 및 PbTi $O_{3}$조성에 따라 증가하였으며 L $a_{2}$ $O_{3}$가 4[mol%]첨가된 0.10PSS-0.40PT-0.50PZ 시편에서 각각 250x$10^{-12}$[C/N], 29.7[%]의 최대값을 나타내었다. 기계적 품질계수는 L $a_{2}$ $O_{3}$첨가량 및 PbTi $O_{3}$조성이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며 0.10PSS-0.25PT-0.65PZ 시편에서 138의 최대값을 나타내었다.다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.38 no.2
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• pp.95-102
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• 2001

Nano-scale gate length MOSFET devices require extremely shallow source/drain eftension region with junction depth of 20∼30nm. In this work, 20nm $n^{+}$-p junctions that are realized by using this $As_{2}^{+}$ low energy ($\leq$10keV) implantation show the lower sheet resistance of the $1.0k\Omega$/$\square$ after rapid thermal annealing process. The $As_{2}^{+}$ implantation and RTA process make it possible to fabricate the nano-scale NMOSFET of gate length of 70nm. $As_{2}^{+}$ 5 keV NMOSFET shows a small threshold voltage roll-off of 60mV and a DIBL effect of 87.2mV at 100nm gate length devices. The electrical characteristics of the fabricated devices with the heavily doped and abrupt $n^{+}$-p junctions ($N_{D}$〉$10^{20}$$cm^{-3}$, $X_{j}$$\leq$20nm) suggest the feasibility of the nano-scale NMOSFET device fabrication using the $As_{2}^{+}$ low energy ion implantation.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.113-113
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• 2017

최근 많은 산업의 발전으로 인해 환경오염을 유발시키는 폐수가 다량으로 배출되고 있으며, 이러한 폐수 속에는 유기용매, 고분자 물질 및 각종 염 등의 난분해성 물질들이 다량으로 함유되어 있다. 이런 물질들을 분해시키기 위해 물리적, 생물학적 수처리 방법이 많이 이용되고 있지만 이 방법들은 각각 운전비용과 처리비용이 고가인 단점이 있다. 따라서 비용과 효율 측면에서 효과적인 폐수처리를 위해서 전기화학적 폐수처리 방법이 많이 사용되고 있다. 물리적, 생물학적 처리 방법에 비해 비용이 적게 들고, 처리 후 잔류물이 남지 않으며, 독성을 띄는 산화제의 첨가 없이도 높은 폐수처리 능력을 보이기 때문에 친환경적이므로, 전기화학적 폐수산화 처리에 사용되는 불용성 전극에 대한 연구가 많이 진행되어져 오고 있다. 그 중 BDD(Boron-doped diamond) 전극은 표면에서 강력한 산화제인 수산화 라디칼의 높은 발생량으로 인해 뛰어난 폐수처리 능력을 보이므로 불용성 전극 분야에서 활발한 연구가 진행 중이다. 그러나 기존에 BDD 전극의 기판 모재로 이용되던 Si, W, Pb등은 모두 기계적 강도, 폐수처리 능력 및 독성 문제로 인해 한계가 있었고, 특히 Nb기판 위에 형성시킨 BDD 전극은 뛰어난 폐수처리 능력에도 불구하고 비싼 모재 원가로 인해 상용화가 힘든 실정이다. 이런 문제점을 해결하기 위해 높은 기계적 강도와 전기화학적 안정성을 가진 Ti 기판을 사용한 BDD 전극에 대한 연구가 보고되고 있다. 그러나 BDD와 Ti 간의 lattice mismatch, BDD층 형성을 위한 고온 공정시 탄소의 확산으로 인한 기판 표면에서의 TiC층 형성으로 인해 접착력이 감소하여 박리가 생기는 문제점이 있다. BDD와 Ti의 접착력을 향상시키기 위해 융점이 높고, 전기전도성이 우수한 TiN을 diffusion barrier layer로 삽입하면 탄소 확산에 의한 TiC층의 생성을 억제하여, 내부응력에 기인한 접착력 감소를 방지할 수 있다. 또 하나의 방법으로 Ti 기판의 전처리를 통해 BDD층의 접착력을 향상 시킬 수 있다. Sanding과 etching을 통해 기판 표면의 물리, 화학적인 표면조도를 부여하고, seeding을 통해 diamond 결정 성장에 도움을 주는 seed 입자를 분포시킴으로써, 중간층과 BDD층의 접착력을 향상시키고, BDD 결정핵 성장을 촉진시켜 고품질의 BDD박막 증착이 가능하다. 본 연구에서는 기존 Si, Nb 등의 기판 모재를 Ti로 대체함으로써 제조원가를 절감시키고, TiN 중간층을 삽입하여 접착력을 향상 시킴으로써 기존의 BDD 전극과 동등한 수준의 물성 및 수처리 특성을 가진 BDD전극 제작을 목표로 하였다. $25{\times}25mm$의 Ti 기판위에 TiN 중간층을 DC magnetron sputtering을 이용하여 증착 후, BDD 전극 층을 HFCVD로 증착하였다. 전처리를 진행한 기판과 중간층 및 BDD층의 미세구조를 XRD로 분석하였고, 표면 형상을 SEM으로 확인하였다. BDD전극의 접착력 분석을 통해 TiN 중간층의 최적 조성을 도출하고, 최종적으로 BDD/TiN/Ti 전극의 CV특성과 가폐수의 COD분해능력 및 축산폐수, 선박평형수 등의 실제 폐수 처리 능력을 BDD/Si, BDD/Nb 전극과 비교 검토할 것이다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.22 no.8
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• pp.439-444
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• 2012

To compare the photocatalytic performances of titania for purification of waste water according to applied voltages and doping, $TiO_2$ films were prepared in a 1.0 M $H_2SO_4$ solution containing $NH_4F$ at different anodic voltages. Chemical bonding states of F-N-codoped $TiO_2$ were analyzed using surface X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The photocatalytic activity of the co-doped $TiO_2$ films was analyzed by the degradation of aniline blue solution. Nanotubes were formed with thicknesses of 200-300 nm for the films anodized at 30 V, but porous morphology was generated with pores of 1-2 ${\mu}m$ for the $TiO_2$ anodized at 180 V. The phenomenon of spark discharge was initiated at about 98 V due to the breakdown of the oxide films in both solutions. XPS analysis revealed the spectra of F1s at 684.3 eV and N1s at 399.8 eV for the $TiO_2$ anodized in the $H_2SO_4-NH_4F$ solution at 180 V, suggesting the incorporation of F and N species during anodization. Dye removal rates for the pure $TiO_2$ anodized at 30 V and 180 V were found to be 14.0% and 38.9%, respectively, in the photocatalytic degradation test of the aniline blue solution for 200 min irradiation; the rates for the F-N-codoped $TiO_2$ anodized at 30 V and 180 V were found to be 21.2% and 65.6%, respectively. From the results of diffuse reflectance absorption spectroscopy (DRS), it was found that the absorption edge of the F-N-codoped $TiO_2$ films shifted toward the visible light region up to 412 nm, indicating that the photocatalytic activity of $TiO_2$ is improved by appropriate doping of F and N by the addition of $NH_4F$.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.24 no.1
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• pp.74-78
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• 2007

A new blue phosphorescent material for organic light emitting diodes (OLEDs), Iridium(III)bis[2-(4-fIuoro-3-benzonitrile)-pyridinato-N,C2'] picolinate (Firpic-CN), was synthesized and studied. We compared characteristics of Firpic-CN and Bis(3,5-Difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl) iridium III (FIrpic) which has been used for blue dopant materials frequently. The devices structure were indium tin oxide (ITO) (1000 ${\AA}$)/N,N'-diphenyl-N,N'-(2-napthyl)-(1,1'-phenyl)-4,4'-diamine (NPB) (500 ${\AA}$)/4,4'-N,N'-dicarbazole-biphyenyl (CBP) : FIrpic and FIrpic-CN (X wt%)/4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen) (300 ${\AA}$)/lithum quinolate (Liq) (20 ${\AA}$)/Al (1000 ${\AA}$). 15 wt% FIrpic-CN doped device exhibits a luminance of $1450\;cd/m^2$ at 12.4 V, luminous efficiency of 1.31 cd/A at $3.58mA/cm^2$, and Commission Internationale d'Eclairage $(CIE_{x,y})$ coordinates of (0.15, 0.12) at 12 V which shows a very deep blue emission. We also measured lifetime of devices and was presented definite difference between devices of FIrpic and FIrpic-CN. Device with FIrpic-CN as a dopant presented lower longevity due to chemical effect of CN ligand.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.157-157
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• 2016

최근 많은 산업의 발전으로 인해 환경오염을 유발시키는 폐수가 다량으로 배출되고 있으며, 이러한 폐수 속에는 유기용매, 고분자 물질 및 각종 염 등의 난분해성 물질들이 다량으로 함유되어 있다. 이런 물질들을 분해시키기 위해 물리적, 생물학적 수처리 방법이 많이 이용되고 있지만 이 방법들은 각각 운전비용과 처리비용이 고가인 단점이 있다. 따라서 비용과 효율 측면에서 효과적인 폐수처리를 위해서 전기화학적 폐수처리 방법이 많이 사용되고 있다. 물리적, 생물학적 처리 방법에 비해 비용이 적게 들고, 처리 후 잔류물이 남지 않으며. 독성을 띄는 산화제의 첨가 없이도 높은 폐수처리 능력을 보이기 때문에 친환경적이므로, 전기화학적 폐수산화 처리에 사용되는 불용성 전극에 대한 연구가 많이 진행되어져 오고 있다. 그 중 BDD(Boron-doped diamond) 전극은 표면에서 강력한 산화제인 수산화 라디칼의 높은 발생량으로 인해 뛰어난 폐수처리 능력을 보이므로 불용성 전극 분야에서 활발한 연구가 진행 중이다. 그러나 기존에 BDD 전극의 기판 모재로 이용되던 Si, W, Pb등은 모두 기계적 강도. 폐수처리 능력 및 독성 문제로 인해 한계가 있었고, 특히 Nb기판 위에 형성시킨 BDD 전극은 뛰어난 폐수처리 능력에도 불구하고 비싼 모재 원가로 인해 상용화가 힘든 실정이다. 이런 문제점을 해결하기 위해 높은 기계적 강도와 전기화학적 안정성을 가진 Ti 기판을 사용한 BDD 전극에 대한 연구가 보고되고 있다. 그러나 BDD와 Ti 간의 lattice mismatch, BDD층 형성을 위한 고온 공정 시 탄소의 확산으로 인한 기판 표면에서의 TiC층 형성으로 인해 접착력이 감소하여 박리가 생기는 문제점이 있다. BDD와 Ti의 접착력을 향상시키기 위해 융점이 높고, 전기전도성이 우수한 TiN을 diffusion barrier layer로 삽입하면 탄소 확산에 의한 TiC층의 생성을 억제하여, 내부응력에 기인한 접착력 감소를 방지할 수 있다. 또 하나의 방법으로 Ti 기판의 전처리를 통해 BDD층의 접착력을 향상 시킬 수 있다. Sanding과 etching을 통해 기판 표면의 물리, 화학적인 표면조도를 부여하고, seeding을 통해 diamond 결정 성장에 도움을 주는 seed 입자를 분포시킴으로써, 중간층과 BDD층의 접착력을 향상시키고, BDD 결정핵 성장을 촉진시켜 고품질의 BDD박막 증착이 가능하다. 본 연구에서는 기존 Si, Nb 등의 기판 모재를 Ti로 대체함으로써 제조원가를 절감시키고, TiN 중간층을 삽입하여 접착력을 향상시킴으로써 기존의 BDD 전극과 동등한 수준의 물성 및 수처리 특성을 가진 BDD전극 제작을 목표로 하였다. $25{\times}25mm$의 Ti 기판위에 TiN 중간층을 DC magnetron sputtering을 이용하여 증착 후, BDD 전극 층을 HFCVD로 증착하였다. 전처리를 진행한 기판과 중간층 및 BDD층의 미세구조를 XRD로 분석하였고, 표면 형상을 SEM으로 확인하였다. BDD전극의 접착력 분석을 통해 TiN 중간층의 최적 조성을 도출하고, 최종적으로 BDD/TiN/Ti 전극의 CV특성과 가폐수의 COD분해능력 및 축산폐수, 선박평형수 등의 실제 폐수 처리 능력을 BDD/Si, BDD/Nb 전극과 비교 검토할 것이다.

• Clean Technology
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• v.24 no.1
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• pp.35-40
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• 2018

$Co_3O_4$ catalysts for $N_2O$ decomposition were prepared by co-precipitation method. Ce and Zr were added during the preparation of the catalyst as promoter with the molar ratio (Ce or Zr) / Co = 0.05. Also, 1 wt% $K_2CO_3$ was doped to the prepared catalyst with impregnation method to investigate the effect of K on the catalyst performance. The prepared catalysts were characterized with SEM, BET, XRD, XPS and $H_2-TPR$. The $Co_3O_4$ catalyst exhibited a spinel crystal phase, and the addition of the promoter increased the specific surface area and reduced the particle and crystal size. It was confirmed that the doping of K improves the catalytic activity by increasing the concentration of $Co^{2+}$ in the catalyst which is an active site for catalytic reaction. The catalytic activity tests were carried out at a GHSV of $45,000h^{-1}$ and a temperature range of $250{\sim}375^{\circ}C$. The K-impregnated $Co_3O_4$ catalyst showed much higher activity than $Co_3O_4$ catalysts with promoter only. It is found that the K-impregnation increased the concentration of $Co^{2+}$ more than the added of promoter did, and lowered the reduction temperature to a great extent.