Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2012.02a
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pp.425-425
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2012
유기물/무기물 나노 복합체를 사용하여 제작한 메모리 소자는 간단한 공정과 3차원의 고집적, 그리고 플렉서블한 특성을 가지고 있어 차세대 전자 소자 제작에 매우 유용한 소재이기 때문에 많은 연구가 진행되고 있다. 다양한 유기물 메모리 소자중에서 유기 쌍안정성 소자(organic bistable devices, OBD)의 전하 수송 메커니즘은 많이 연구가 되었지만, 트랩의 밀도와 분포에 따른 전기적 특성에 대한 연구는 미흡하다. 본 연구에서는 두 전극 사이에 나노 입자가 분산되어 있는 유기물 박막에 존재하는 트랩의 밀도와 분포로 인해 같은 인가전압에서도 다른 전도율이 나타나는 현상을 분석하였다. 하부 전극으로 Indium-tin-oxide가 코팅된 유리기판과 상부 전극인 Al 사이에 나노입자가 분산된 폴리스티렌 박막을 기억 매체로 사용하는 OBD를 제작하였다. OBD의 전기적 특성을 관찰하기 위하여 space-charge-limited-current (SCLS) 모델을 사용한 이론적인 연구를 실험 결과와 비교 분석하였다. 계산된 전류-전압 결과는 트랩 깊이에 따른 가우스 분포로 이루어진 개선된 SCLS 모델을 사용하였을 때 측정된 전류-전압 결과와 잘 일치 하였다. 낮은 인가전압에서 Ohmic 전류가 생기는 것을 개선된 SCLS 모델과 병렬저항을 사용하여 설명하였다. 이 연구 결과는 유기물/무기물 나노 복합체를 사용하여 제작한 OBD의 트랩의 밀도와 분포에 따른 전기적 특성을 이해하는데 도움을 준다.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2011.08a
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pp.367-367
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2011
태양전지에서 광흡수층으로 널리 쓰이는 CuInSe2은 전기적, 광학적 특성이 우수하고 20%대의 고효율을 기록하며 큰 관심을 받고 있다. 하지만 증발법 및 스퍼터링 등의 기존 진공, 고온 기반 공정 기술은 원천적인 공정비용 절감이 어렵고, 고가의 희귀원소인 In 등의 원료 활용도가 떨어져 실험실 수준에 머무르고 있다. 최근 공정 비용을 최소화와 원료 활용을 극대화를 통해 고효율 CIGS 박막형 태양전지를 제조하기 위해 비진공 방식의 전구체 박막 코팅 및 열처리를 통한 광흡수층 제조에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 본 연구는 doctor-blade coating을 이용하여 전구체 박막을 기판 위에 형성하고 열처리 온도에 따른 박막 물성 변화를 관찰함으로써 박막 형성 메커니즘을 밝히는데 주력하였다. 또한 합성된 박막의 전기적, 광학적 특성을 분석하여 태양전지 응용 가능성을 살펴보았다. 본 연구에서는 SEM, XRD, TGA 분석을 통해 Cu, In, Se 전구체들이 각각 binary phase, 즉, Cu2-xSe 및 In2Se3의 metal chalcogenide을 형성하고, 고온에서 서로 결합하여 CuInSe2로 결정화 되는 현상을 관찰하였다. 또한 합성된 CIS 박막은 근적외선 및 가시광 영역에서 높은 광흡수도를 보였으며, 전기적으로 Mo 전극과 ohmic contact을 이룸으로써 CIGS계 태양전지의 광흡수층으로의 적합성을 나타내었다.
An, Jin-Su;Park, Yeong-Min;Bae, Hong-Yeol;Song, Jeong-Hun
Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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2012.05a
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pp.70.2-70.2
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2012
고체산화물연료전지의 전기적 성능은 직류를 인가하면서 평형 전위로 부터 과전압(Overpotential) 만큼 멀어지는 셀의 전극 전위를 측정하는 방법으로 분석할 수 있다. 하지만 이러한 직류 상태에서는 측정 시스템에 대해서 얻을 수 있는 정보가 매우 제한 적이다. 따라서 활성화 과전압 (Activation overpotential), 농도 과전압(Concentration overpotential), 저항 과전압 (Ohmic overpotential)등의 전류에 따른 변화가 전기화학의 법칙을 충실히 따른다는 가정하에 측정결과를 수식에 맞추어 역으로 추정하는 회귀 분석 방법이 많이 사용되고 있다. 하지만 고성능의 셀이 될 수록 활성화 분극이나 농도 분극이 전류-전압 선상에서 뚜렷하게 나타나지 않는 경우가 많고, 이러한 상태에서의 회귀 분석은 해는 무한히 많으나 하나의 해 만을 선택하게 되는 경우가 있는 것이 사실이다. 이러한 문제점은 연료전지에 직류와 교류를 동시에 인가하면서 과전압과 임피던스를 상호 비교 분석하면서 보완될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 고체산화물연료전지의 직류 인가 상태에서 각 과전압을 간단한 수식을 이용한 회귀 분석으로 추정하고, 이를 다시 임피던스 측정 시 교류 주파수에 따라 나뉜 저항 요소들과 다시 비교하면서 회귀 분석의 신뢰성을 높이는 시도를 하였다. 이러한 과정을 통해 제시된 직류 고전압 모델을 검증하는데 임피던스의 이용이 매우 효과적임을 알 수 있었다.
To improve the polarization property of cathodes, which is the main factor limiting the performance of protonic ceramic fuel cells (PCFCs), $K_2NiF_4-type$$Pr_2NiO_{4+{\delta}}$, which is expected to exhibit a triple conducting property (proton, oxygen ion, and hole conductions) was applied to PCFCs and its properties were investigated. Low-temperature microwave heat-treatment was used to achieve both sufficient interface adhesion between the electrolyte and the cathode layers and suppression of the secondary phase formation due to migration of elements such as barium and cerium. Through this fabrication method, a high performance of $0.82W{\cdot}cm^{-2}$ and low ohmic resistance of $0.06{\Omega}{\cdot}cm^2$ were obtained in an $Ni-BaCe_{0.55}Zr_{0.3}Y_{0.15}O_{3-{\delta}}$ | $BaCe_{0.55}Zr_{0.3}Y_{0.15}O_{3-{\delta}}$ | $Pr_2NiO_{4+{\delta}}$ single cell at $650^{\circ}C$. This result verifies that the $K_2NiF_{4+{\delta}}-type$ cathode shows good chemical compatibility which, in turn, will make it a potent candidate as a PCFC cathode.
Kim, Yun-Joo;Kim, Dong-Ho;Kim, Eun-Hong;Seo, Yoo-Jung;Roh, Cheong-Hyun;Hahn, Cheol-Koo;Ogura, Mutsuo;Kim, Tae-Geun
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.19
no.11
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pp.1005-1009
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2006
High quality three-dimensional (3D) heterostructures were constructed by selective area (SA) molecular beam epitaxy (MBE) using a specially patterned GaAs (001) substrate to improve the efficiency of tarrier transport. MBE growth parameters such as substrate temperature, V/III ratio, growth ratio, group V sources (As2, As4) were varied to calibrate the selective area growth conditions and the 3D GaAs-AlGaAs heterostructures were fabricated into the ridge type and the V-groove type. Scanning micro-photoluminescence $({\mu}-PL)$ measurements and the following analysis revealed that the gradually (adiabatically) coupled 1D-2DEG (electron gas) field effect transistor (FET) system was successfully realized. These 3D-heterostructures are expected to be useful for the realization of high-performance mesoscopic electronic devices and circuits since it makes it possible to form direct ohmic contact onto the (quasi) 1D electron channel.
Direct methanol fuel cell based on a proton-exchange membrane electrolyte was investigated. 60% Pt-Ru/C and 60%Pt/C catalysts were employed for methanol oxidation and oxygen reduction, respectively. Morphologies of the catalysts were investigated by x-ray power diffraction, energy dispersive x-ray spectroscopy, and transmission microscopy. Electrochemical characteristics of the catalysts were tested by using cyclic voltametry technique. I-V characteristics of the fuel cell were tested by changing methanol concentration, temperature, and Nafion type as a proton-exchange membrane electrolyte. AC impedance technique was used to investigate the electrochemical performance of the fuel cell. The performance of single cell was enhance with increasing cell temperature. High operation temperature attributed to the combined effects of the reduction of ohmic resistance and polarization. High cell voltage was obtained from the concentration of 205M methanol. With Nafion 112, a current density of $230mA/cm^2$ at 0.55V was obtained from the concentration of 2.5M methanol.
Performance of micro scale intermediate temperature solid oxide fuel cell system has been successfully evaluated by computer simulation based on macro modeling. Two systems were studied in this work. The one is designed that the ceria-based electrolyte placed between composite electrodes and the other is designed that electrodes alternately placed on the electrolyte. The injected gas was composed of hydrogen and air. The polarization curve was obtained through a series of calculations for ohmic loss, activation loss and concentration loss. The calculation of each loss was based on the solving of mathematical model of multi physical-phenomena such as ion conduction, fluid dynamics and diffusion and convection by Finite Element Method (FEM). The performance characteristics of SOFC were quantitatively investigated for various structural parameters such as distance between electrodes and thickness of electrolyte.
Krasnov, Andrey;Legotin, Sergey;Kuzmina, Ksenia;Ershova, Nadezhda;Rogozev, Boris
Nuclear Engineering and Technology
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v.51
no.8
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pp.1978-1982
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2019
The paper presents the electrical performance measurements of a prototype nuclear battery and two types of betavoltaic cells. The electrical performance was assessed by measuring current-voltage properties (I-V) and determining the short-circuit current and the open-circuit voltage. With 63Ni as an irradiation source, the open-circuit voltage and the short-circuit current were determined as 1 V and 64 nA, respectively. The prototype consisted of 10 betavoltaic cells that were prepared using radioactive 63Ni. Electroplating of the radioactive 63Ni on an ohmic contact (Ti-Ni) was carried out at a current density of 20 mA/㎠. Two types of betavoltaic cells were studied: with an external 63Ni source and a 63Ni-covered source. Under irradiation of the 63Ni source with an activity of 10 mCi, the open-circuit voltage Voc of the fabricated cells reached 151 mV and 109 mV; the short-circuit current density Jsc was measured to be 72.9 nA/cm2 and 64.6 nA/㎠, respectively. The betavoltaic cells had the fill factor of 55% and 50%, respectively.
Quality of PEDOT electrode thin film vapor phase-polymerized on 3-aminopropyltriethoxysilane (APS) self-assembled monolayer (SAM) is very crucial for making an ohmic contact between electrode and semiconductor layer of an organic transistor. In order to improve the quality of PEDOT film, the quality of APS-SAM laying underneath the film must be in the best condition. In this study, in order to improve the quality of APS-SAM, the monolayer was self-assembled on $SiO_2$ surface by a dip-coating method under strictly controlled relative humidity (< 18%RH). The quality of APS-SAM and PEDOT thin film were investigated with a contact angle analyzer, AFM, FE-SEM, and four-point probe. The investigation showed that a PEDOT film grown on the humidity-controlled SAM is very smooth and compact (sheet resistivity = 20.2 Ohm/sq) while a film grown under the uncontrolled condition is nearly amorphous and contains quite many pores (sheet resistivity = 200 Ohm/sq). Therefore, this study clearly proves that a highly improved quality of APSSAM can offer a highly conductive PEDOT electrode thin film on it.
Application of self-assembled monolayers (SAMs) to the fabrication of organic thin film transistor has been recently reported very often since it can help to provide ohmic contact between films as well as to form simple and effective electrode pattern. Accordingly, quality of these ultra-thin films is becoming more imperative. In this study, in order to manufacture a high quality SAM pattern, a hydrophobic alkylsilane monolayer and a hydrophilic aminosilane monolayer were selectively coated on $SiO_2$ surface through the consecutive procedures of a micro-contact printing (${\mu}CP$) and dip-coating methods under extremely dry condition. On a SAM pattern cleaned with SC1 solution immediately after ${\mu}CP$, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) source and drain electrode array were very selectively and nicely vapour phase polymerized. On the other side, on a SC1-untreated SAM pattern, PEDOT array was very poorly polymerized. It strongly suggests that the SC1 cleaning process effectively removes unwanted contaminants on SAM pattern, thereby resulting in very selective growth of PEDOT electrode pattern.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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