• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.168-168
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• 2010

Transparent conduction oxides (TCOs) films is extensively reported for optoelectronic devices application such as touch panels, solar cells, liquid crystal displays (LCDs), and organic light emitting diodes(OLEDs). Among the many TCO film, indium tin oxide(ITO) is in great demand due to the growth of flat panel display industry. However, indium is not only high cost but also its deposits dwindling. Therefore, many studies are being done on the transparent conductive oxides(TCOs). We fabricated a target of IZTO(In2O3:ZnO:SnO2=70:15:15 wt.%) reduced indium. Then, IZTO thin films were deposited on glass substrates by pulsed DC magnetron sputtering with various oxygen flow ratio. The substrate temperature was fixed at the room temperature. We investigated the electrical, optical, structural properties of IZTO thin films. The electrical properties of IZTO thin films were dependent on the oxygen partial pressure. As a result, the most excellent properties of IZTO thin films were obtained at the 3% of oxygen flow rate with the low resistivity of $7.236{\times}10^{-4}{\Omega}cm$. And also the optical properties of IZTO thin films were shown the good transmittance over 80%. These IZTO thin films were used to fabricated organic light emitting diodes(OLEDs) as anode and the device performances studied. The OLED with an IZTO anode deposited at optimized deposition condition showed good brightness properties. Therefore, IZTO has utility value of TCO electrode although it reduced indium and we expect it is possible for the IZTO to apply to flexible display due to the low processing temperature.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.252.2-252.2
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• 2013

ZnO nanostructures have a lot of interest for decades due to its varied applications such as light-emitting devices, power generators, solar cells, and sensing devices etc. To get the high performance of these devices, the factors of nanostructure geometry, spacing, and alignment are important. So, Patterning of vertically- aligned ZnO nanowires are currently attractive. However, many of ZnO nanowire or nanorod fabrication methods are needs high temperature, such vapor phase transport process, metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD), metal-organic vapor phase epitaxy, thermal evaporation, pulse laser deposition and thermal chemical vapor deposition. While hydrothermal process has great advantages-low temperature (less than $100^{\circ}C$), simple steps, short time consuming, without catalyst, and relatively ease to control than as mentioned various methods. In this work, we investigate the dependence of ZnO nanowire alignment and morphology on si substrate using of nanosphere template with various precursor concentration and components via hydrothermal process. The brief experimental scheme is as follow. First synthesized ZnO seed solution was spun coated on to cleaned Si substrate, and then annealed $350^{\circ}C$ for 1h in the furnace. Second, 200nm sized close-packed nanospheres were formed on the seed layer-coated substrate by using of gas-liquid-solid interfacial self-assembly method and drying in vaccum desicator for about a day to enhance the adhesion between seed layer and nanospheres. After that, zinc oxide nanowires were synthesized using a low temperature hydrothermal method based on alkali solution. The specimens were immersed upside down in the autoclave bath to prevent some precipitates which formed and covered on the surface. The hydrothermal conditions such as growth temperature, growth time, solution concentration, and additives are variously performed to optimize the morphologies of nanowire. To characterize the crystal structure of seed layer and nanowires, morphology, and optical properties, X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), Raman spectroscopy, and photoluminescence (PL) studies were investigated.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권2호
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• pp.559-565
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• 2011

The following noble series of statistical copolymers, poly[(2-(3-thienyl)ethanol n-butoxycarbonylmethylurethane)-co-3-hexylthiophene] (PURET-co-P3HT), were synthesized by the chemical dehydrogenation method using anhydrous $FeCl_3$. The structure and electro-optical properties of these copolymers were characterized using $^1H$-NMR, UV-visible spectroscopy, elemental analysis, GPC, DSC, TGA, photoluminescence (PL), and cyclic voltammetry (CV). The statistical copolymers, PURET-co-P3HT (1:0, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3), were soluble in common organic solvents and easily spin coated onto indium-tin oxide (ITO) coated glass substrates. Hybrid bulk heterojunction photovoltaic cells with an ITO/G-PEDOT/PURET-co-P3HT:PCBM:Ag nanowires/$TiO_x$/Al configuration were fabricated, and the photovoltaic cells using PURET-co-P3HT (1:2) showed the best photovoltaic performance compared with those using PURET-co-P3HT (1:0, 2:1, 1:1, 1:3). The optimal hybrid bulk heterojunction photovoltaic cell exhibits a power conversion efficiency (PCE) of 1.58% ($V_{oc}$ = 0.82 V, $J_{sc}$ = 5.58, FF = 0.35) with PURET-co-P3HT (1:2) measured by using an AM 1.5 G irradiation (100 mW/$cm^2$) on an Oriel Xenon solar simulator (Oriel 300 W).

• 센서학회지
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• 제24권1호
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• pp.15-21
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• 2015

Transparent and conductive multilayer thin films consisting of three alternating layers FZTO/Ag/$WO_3$ have been fabricated by radio-frequency (RF) sputtering for the applications as transparent conducting oxides and the structural and optical properties of the resulting films were carefully studied. The single layer fluorine doped zinc tin oxide (FZTO) and tungsten oxide ($WO_3$) films grown at room temperature are found to have an amorphous structure. Multilayer structured electrode with a few nm Ag layer embedded in FZTO/Ag/$WO_3$ (FAW) was fabricated and showed the optical transmittance of 87.60 % in the visible range (${\lambda}=380{\sim}770nm$), quite low electrical resistivity of ${\sim}10^{-5}{\Omega}cm$ and the corresponding figure of merit ($T^{10}/R_s$) is equivalent to $3.0{\times}10^{-2}{\Omega}^{-1}$. The resultant power conversion efficiency of 2.50% of the multilayer based OPV is lower than that of the reference commercial ITO. Asymmetric D/M/D multilayer is a promising transparent conducting electrode material due to its low resistivity, high transmittance, low temperature deposition and low cost components.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권11호
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• pp.3399-3404
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• 2013

A new accepter unit, pyrrolo[3,2-b]pyrrole-2,5-dione, was prepared and utilized for the synthesis of the conjugated polymers containing electron donor-acceptor pair for OPVs. Pyrrolo[3,2-b]pyrrole-2,5-dione unit, regioisomer of the known pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione, is originated from the structure of stable synthetic pigment. The new conjugated polymers with 1,4-diphenylpyrrolo[3,2-b]pyrrole-2,5-dione, thiophene and carbazole were synthesized using Suzuki polymerization to generate P1 and P2. The solid films of P1 and P2 show absorption bands with maximum peaks at about 377, 554 and 374, 542 nm and the absorption onsets at 670 and 674 nm, corresponding to band gaps of 1.85 and 1.84 eV, respectively. To improve the hole mobility of the polymer with 1,4-bis(4-butylphenyl)-pyrrolo[3,2-b]-pyrrole-2,5-dione unit, which was previously reported by us, the butyl group at the 4-positions of the N-substituted phenyl group was substituted with hydrogen and methyl group. The field-effect hole mobility of P2 is $9.6{\times}10^{-5}cm^2/Vs$. The device with $P2:PC_{71}BM$ (1:2) showed $V_{OC}$ value of 0.84 V, $J_{SC}$ value of 5.10 $mA/cm^2$, and FF of 0.33, giving PCE of 1.42%.

• 공업화학
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• 제26권3호
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• pp.275-279
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• 2015

전도성 고분자인 poly(3,4-ethylenedioxythiophene) : poly(styrenesulfonate) (PEDOT : PSS)는 우수한 전기 전도도와 광투과도, 유연성을 가지고 있기 때문에 유기태양전지와 유기발광소자의 투명전극으로서 많은 각광을 받고 있다. PEDOT : PSS의 전기 전도도는 솔벤트를 도핑함에 따라 큰 폭으로 증가한다는 사실은 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 다양한 솔벤트의 도핑과 솔벤트 후처리 공정에 따른 PEDOT : PSS 박막의 전기 전도도와 구조적 특성 변화를 연구하였다. 솔벤트 도핑으로 PEDOT : PSS의 전도도는 884 S/cm까지 증가하였고, 후처리 공정을 통해서 1131 S/cm의 전도도 값을 얻을 수 있었다. 이러한 전도도의 증가는 PSS 물질이 빠져나가거나 구조적인 재배열에 따른 전도성 PEDOT 입자의 접촉 면적이 증가함에 따른 것으로 사료되고, 광학적인 방법으로 PSS의 추출을 관찰하였다. 솔벤트 후처리 공정은 PEDOT : PSS 박막의 전도도를 향상하는 매우 효과적인 방법으로 확인되었고, 저가형 플렉서블 유기전자소자의 투명전극으로써의 사용이 적합할 것으로 예상된다.

• 공업화학
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• 제24권4호
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• pp.396-401
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• 2013

Benzo[1,2,5]thiadiazole, carbazole 및 phenanthrene을 기본 골격으로 한 교대공중합체인 poly[9-(2-octyl-dodecyl)-9H-carbazole-alt-4,7-di-thiophen-2-yl-benzo[1,2,5]thiadiazole] (PCD20TBT)와 poly[9,10-bis-(2-octyl-dodecyloxy)-phenanthrene-alt-4,7-di-thiophen-2-yl-benzo[1,2,5]thiadiazole] (PN40TBT)을 Suzuki coupling reaction을 이용하여 중합하였다. 합성한 고분자들은 chloroform, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, tetrahydrofuran, toluene과 같은 유기용매에 대한 용해도가 우수하였다. PCD20TBT의 최대흡수 파장과 밴드갭은 각각 535 nm와 1.75 eV이고, PN40TBT의 최대흡수 파장과 밴드갭은 각각 560 nm과 1.97 eV이었다. PCD20TBT의 HOMO 및 LUMO 에너지준위는 각각 - 5.11 eV와 - 3.36 eV이고, PN40TBT의 HOMO 및 LUMO 에너지준위는 각각 -5.31 eV와 -3.34 eV이었다. 합성한 고분자와 (6)-1-(3-(methoxycarbonyl)-{5}-1-phenyl[5,6]-fullerene(PCBM)을 1:2의 중량비로 블랜딩하여 제작한 이종접합형태(bulk heterojunction) 태양전지를 제작하였다. PCD20TBT의 광전변환효율은 0.52%, PN40TBT의 광전변환효율은 0.60%이었다. 그리고 소자의 단락 전류밀도, 충진 인자와 개방전압은 PCD20TBT가 각각 $-1.97mA/cm^2$, 38.2%, 0.69 V이며, PN40TBT의 경우 각각 $-1.77mA/cm^2$, 42.9%, 0.79 V이었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.1095-1100
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• 2021

본 연구에서는 고주파 마그네트론 스퍼터링 법으로 유리, 사파이어, PEN 기판 위에 ITZO 박막을 증착하여 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. 유리와 사파이어 기판위에 증착한 ITZO 박막의 비저항은 각각 3.08×10-4 과 3.21×10-4 Ω-cm로 큰 차이를 보이지 않은 반면 PEN 기판위에 증착한 ITZO 박막의 비저항은 7.36×10-4 Ω-cm로 다소 큰 값이 측정되었다. 기판의 종류와 무관하게 ITZO 박막의 평균 투과도의 차이는 크지 않았다. 유리 기판위에 증착한 ITZO 박막의 비정질 실리콘 박막 태양전지의 흡수영역에서의 평균 투과도와 P3HT : PCBM 유기물 활성층의 흡수영역에서의 평균 투과도를 이용하여 구한 재료평가지수는 각각 10.52와 9.28×10-3 Ω-1로 가장 우수한 값을 나타내었다. XRD와 AFM 측정을 통해, 기판의 종류에 상관없이 모든 ITZO 박막이 비정질 구조를 나타내며 핀홀이나 크랙 같은 결함이 없는 표면을 가짐을 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.418-419
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• 2013

현재, 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO) 박막은 가시영역에서 전기적 특성 및 광학적 특성이 우수하기 때문에 평면 디스플레이(flat displays), 박막 트랜지스터(thin film transistors), 태양전지(solar cells) 등을 포함한 광소자에 투명전도성산화물(transparent conducting oxide, TCO) 전극으로 가장 일반적으로 사용되고 있다. 하지만, 이 물질은 밴드갭이 3.4 eV로 다소 작아 다양한 분야의 의료기기, 환경 보호에 응용 가능한 자외선 영역에서 상당히 많은 양의 광흡수가 발생하는 치명적인 문제점을 가지고 있다. 또한, 인듐(Indium)의 급속한 소비는 인듐의 매장량의 한계로 인해 가격을 상승시키는 주요한 원인으로 작용하고 있다. 한편, InGaN 기반의 자외선 발광다이오드 분야에서는 팔라듐(Pd) 기반의 반투명 전극과 은(Ag) 기반의 반사전극을 주로 사용하고 있지만, 낮은 투과도와 낮은 굴절률을 때문에 여전히 자외선 발광다이오드의 광추출 효율(extraction efficiency)에 문제점을 가지고 있다. 따라서 자외선 발광다이오드의 외부양자 효율(external quantum efficiency, EQE)을 높이기 위해 높은 투과도와 GaN와 유사한 굴절률을 가지는 p-형 오믹 전극을 개발해야 한다. 본 연구에서는 초박막의 ITO (16 nm)/Ag (7 nm)/ITO (16 nm) 다층 구조를 갖는 투명전도성 전극을 제작한 후, 열처리 온도에 따른 전기, 광학적 특성에 향상에 대해서 조사하였다. 사용된 산화물/금속/산화물 전극의 구조는 유기발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED), 태양전지 등에 많이 사용되는 안정적인 투명 전극을 자외선 LED 소자에 처음 적용하여, ITO의 전체 사용량은 줄이고, ITO 사이에 금속을 삽임함으로써 금속에 의한 전기적 특성 향상과 플라즈몬 효과에 의한 투과도를 높일 수 있는 장점을 가지고 있다. 실험 결과로는, $400^{\circ}C$에서 열처리한 ITO/Ag/ITO 다층 구조는 365 nm에서 84%의 광학적 특성과 9.644 omh/sq의 전기적 특성을 확인하였다. 실험 결과로부터 좀 더 최적화를 수행하면, ITO/Ag/ITO 다층 구조는 자외선 발광다이오드의 투명전도성 전극으로 사용될 수 있을 것이라 기대된다.

• 한국분말재료학회지
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• 제26권6호
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• pp.487-492
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• 2019

Titanium dioxide (TiO₂) is a typical inorganic material that has an excellent photocatalytic property and a high refractive index. It is used in water/air purifiers, solar cells, white pigments, refractory materials, semiconductors, etc.; its demand is continuously increasing. In this study, anatase and rutile phase titanium dioxide is prepared using hydroxyl and carboxyl; the titanium complex and its mechanism are investigated. As a result of analyzing the phase transition characteristics by a heat treatment temperature using a titanium complex having a hydroxyl group and a carboxyl group, it is confirmed that the material properties were different from each other and that the anatase and rutile phase contents can be controlled. The titanium complexes prepared in this study show different characteristics from the titania-formation temperatures of the known anatase and rutile phases. It is inferred that this is due to the change of electrostatic adsorption behavior due to the complexing function of the oxygen sharing point, which crystals of the TiO₆ structure share.