• 한국재료학회지
• /
• 제19권11호
• /
• pp.607-612
• /
• 2009

We investigated the effects of Co doping on the NO gas sensing characteristics of ZnO-carbon nanotube (ZnO-CNT) layered composites fabricated by coaxial coating of single-walled CNTs with ZnO using pulsed laser deposition. Structural examinations clearly confirmed a distinct nanostructure of the CNTs coated with ZnO nanoparticles of an average diameter as small as 10 nm and showed little influence of doping 1 at.% Co into ZnO on the morphology of the ZnO-CNT composites. It was found from the gas sensing measurements that 1 at.% Co doping into ZnO gave rise to a significant improvement in the response of the ZnO-CNT composite sensor to NO gas exposure. In particular, the Co-doped ZnO-CNT composite sensor shows a highly sensitive and fast response to NO gas at relatively low temperatures and even at low NO concentrations. The observed significant improvement of the NO gas sensing properties is attributed to an increase in the specific surface area and the role as a catalyst of the doped Co elements. These results suggest that Co-doped ZnOCNT composites are suitable for use as practical high-performance NO gas sensors.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.331-331
• /
• 2009

Hafnium oxide ($HfO_2$) attracted by one of the potential candidates for the replacement of si-based oxides. For applications of the high-k gate dielectric material, high thermodynamic stability and low interface-trap density are required. Furthermore, the amorphous film structure would be more effective to reduce the leakage current. To search the gate oxide materials, metal-insulator-metal (MIM) capacitors was fabricated by pulsed laser deposition (PLD) on indium tin oxide (ITO) coated glass with different oxygen pressures (30 and 50 mTorr) at room temperature, and they were deposited by Au/Ti metal as the top electrode patterned by conventional photolithography with an area of $3.14\times10^{-4}\;cm^2$. The results of XRD patterns indicate that all films have amorphous phase. Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) images show that the thickness of the $HfO_2$ films is typical 50 nm, and the grain size of the $HfO_2$ films increases as the oxygen pressure increases. The capacitance and leakage current of films were measured by a Agilent 4284A LCR meter and Keithley 4200 semiconductor parameter analyzer, respectively. Capacitance-voltage characteristics show that the capacitance at 1 MHz are 150 and 58 nF, and leakage current density of films indicate $7.8\times10^{-4}$ and $1.6\times10^{-3}\;A/cm^2$ grown at 30 and 50 mTorr, respectively. The optical properties of the $HfO_2$ films were demonstrated by UV-VIS spectrophotometer (Scinco, S-3100) having the wavelength from 190 to 900 nm. Because films show high transmittance (around 85 %), they are suitable as transparent devices.

• 한국재료학회지
• /
• 제23권9호
• /
• pp.477-482
• /
• 2013

We investigated the detection properties of nitrogen monoxide (NO) gas using transparent p-type $CuAlO_2$ thin film gas sensors. The $CuAlO_2$ film was fabricated on an indium tin oxide (ITO)/glass substrate by pulsed laser deposition (PLD), and then the transparent p-type $CuAlO_2$ active layer was formed by annealing. Structural and optical characterizations revealed that the transparent p-type $CuAlO_2$ layer with a thickness of around 200 nm had a non-crystalline structure, showing a quite flat surface and a high transparency above 65 % in the range of visible light. From the NO gas sensing measurements, it was found that the transparent p-type $CuAlO_2$ thin film gas sensors exhibited the maximum sensitivity to NO gas in dry air at an operating temperature of $180^{\circ}C$. We also found that these $CuAlO_2$ thin film gas sensors showed reversible and reliable electrical resistance-response to NO gas in the operating temperature range. These results indicate that the transparent p-type semiconductor $CuAlO_2$ thin films are very promising for application as sensing materials for gas sensors, in particular, various types of transparent p-n junction gas sensors. Also, these transparent p-type semiconductor $CuAlO_2$ thin films could be combined with an n-type oxide semiconductor to fabricate p-n heterojunction oxide semiconductor gas sensors.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
• /
• pp.56-56
• /
• 2003

BaTiO$_3$, SrTiO$_3$단일막과 BaTiO$_3$ (BTO)/SrTiO$_3$ (STO) 산화물 인공격자를 pulsed laser deposition (PLD) 법에 의해서 100 nm 두께의 (La,Sr)CoO3 (LSCO) 산화물 전극이 코핑된 MgO 단결정 기판 위에 증착시켰다. 이러한 기판위에서 2 unit cell의 적층 두께를 갖는 BTO/STO 초격자 (=BTO2/STO2)를 100～5 nm까지 변화시켰다. 또한 BTO와 STO 단일막도 같은 두께로 변화시켰다. 이러한 두께 범위에서 BTO, STO 단일막과 초격자의 격자변형에 따른 유전특성을 살펴 보았다. 두께 변화에 따른 단일막과 초격자의 구조 분석은 포항 방사광 가속기의 x-ray 회절에 의해서 이루어졌다. 다양한 두께를 갖는 BTO2/STO2 초격자에서 BTO와 STO 충은 in-plane 방향으로 격자정합을 유지하면서 변형되었다. 두께가 얇아지면서 하부 LSCO영향으로 BTO, STO의 n-plane 격자상수는 LSCO 격자상수 쪽으로 접근하였다. Out-of-plane 방향의 BTO 격자상수는 두께가 얇아지면서 증가하였고 반면에 STO 격자상수는 감소하였다. STO와 BTO 단일막의 격자변형은 두께가 얇아지면서 in-plane 방향으로 압축응력으로 인해 증가하였다. 그러나, 격자부정합도가 큰 BTO격자에서 더 많이 변형되었다. 또한 초격자에서 BTO격자가 BTO 단일막보다 더 많이 변형되었는데 초격자에서는 BTO, STO 두 층의 발달된 변형뿐만 아니라 하부 LSCO/MgO 기판의 영향을 함께 받고 있기 때문이다. 초격자와 단일막의 유전상수를 살펴보면은 두께가 감소하면서 유전상수가 감소하는 size effect을 보이고 있다. 하지만 초격자에서의 유전상수가 단일막보다 우수한 유전특성을 보이고 있다. 이러한 결과로 볼 때 격자변형이 size effect 영향을 끼치는 중요한 요소임을 확인하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
• /
• pp.55-55
• /
• 2003

Ferroelectric 물질은 고유전성, 자발분극과 전기장에 따른 유전상수의 변화 등의 특성을 가지고 있으므로 많은 연구가 진행중이다. 이러한 ferroelectric 물질의 유전 특성에 미치는 요소로는 물질의 조성비, 박막의 스트레스, 결정성 등이 있다. 특히 스트레스에 대한 연구가 활발히 진행중이다. 본 연구에서 산화물 인공격자를 이용하여 단일박막에서 얻을 수 없는 격자변형도를 얻어 격자 변형이 박막의 유전특성에 미치는 영향을 연구하였다. BaTiO$_3$ (BTO)/SrTiO$_3$ (STO) 산화물 인공격자를 Pulsed laser deposition (PLD)법으로 (La,Sr)CoO$_3$ 전극이 코팅된 MGO (100) 단결정 기판위에 증착시켰다. 적층 주기에 변화를 주어 BTO와 STO 각각 1.01~1.095와 0.925 ~ 1.003의 단일 막에서는 얻을 수 없는 격자 변형도를 얻었다. 이 실험적 데이터를 기초로 하여 density functional theory (DFT)라고 불리는 범함수밀도론를 기초한 제일원리적 계산 방법을 통하여 격자 변형된 SrTiO$_3$의 구조적, 전기적 특성을 계산하였다. SrTiO$_3$와 BaTiO$_3$ 격자의 안정성을 분석하기 위하여 Vienna Ab-intio Simulation Package (VASP) code가 사용되었다. SrTiO$_3$와 BaTiO$_3$ 산화물 격자의 안정성 분석 후, frozen-phonon 계산 방법을 사용하여 zone-centered optical phonon mode가 계산되었으며, mode effective charge는 Berry-phase polarization 으로부터 얻어졌다. SrTiO$_3$ 격자가 격자변형이 일어나지 않은 상태로부터 c/a= 0.985로 격자 변형 이 일어남에 따라 optical phonon mode는 점차 hardening되었다. BaTiO$_3$ 격자의 경우 SrTiO$_3$ 격자와는 달리 격자 변형이 1.01~1.023으로 진행됨에 따라 optical phonon mode의 증가를 가져왔으나 Born effective charge의 증가하였으며, 더 이상 격자 변형이 진행됨에 따라 optical phonon mode의 감소를 가져왔으나 Born effective charge의 증가 유전상수는 증가했다. 격자 변형이 SrTiO$_3$ 와 BaTiO$_3$ 산화물 격자의 optical phonon mode와 Born effective charge에 크게 영향을 미쳤다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제24권7호
• /
• pp.568-573
• /
• 2011

AZO (Al doped ZnO) thin films were deposited on the quartz substrates with thickness variation from 25 to 300 nm by using PLD (pulsed laser deposition). XRD (x-ray diffractometer), SPM (scanning probe microscopy), Hall effect measurement and uv-visible spectrophotometer were employed to investigate the structural, morphological, electrical and optical properties of the thin films. XRD results demonstrated that films were preferrentially oriented along the c-axis and crystallinity of film was improved with increase of film thickness. As for the surface morphologies, the mean diameter and root mean square of grains were increased as the film thickness was increased. When the film thickness was 200 nm, the lowest resistivity of $4.25{\times}10^{-4}\;{\Omega}cm$ obtained with carrier concentration of $6.84{\times}10^{20}\;cm^{-3}$ and mobility of $21.4\;cm^2/V{\cdot}S$. All samples showed more than 80% of transmittance in the visible range. Upon these results, it is found that the samples thickness can affect their structural, morphological, optical and electrical properties. This study suggests that the resistivity can be improved by controlling film thickness.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제27권11호
• /
• pp.760-765
• /
• 2014

MgZnO has attracted a lot of attention for flexible device. In the flexible substrate, the crystal structure of the thin films as well as the surface morphology is not good. Therefore, in this study, we studied on the effects of the oxygen pressure on the structure and crystallinity of $Mg_{0.3}Zn_{0.7}O$ thin films deposited on PES substrate by using pulsed laser deposition. We used X-ray diffraction and atomic force microscopy in order to observe the structural characteristics of $Mg_{0.3}Zn_{0.7}O$ thin films. The crystallinity of $Mg_{0.3}Zn_{0.7}O$ thin films with increasing temperature was improved, Grain size and RMS of the films were increased. UV-visible spectrophotometer was used to get the band gap energy and transmittance. $Mg_{0.3}Zn_{0.7}O$ thin films showed high transmittance over 90% in the visible region. As increased working pressure from 30 mTorr to 200 mTorr, the bandgap energy of $Mg_{0.3}Zn_{0.7}O$ thin film were decreased from 3.59 eV to 3.50 eV.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.327-329
• /
• 2005

Pb(Zr/sub 0.52/Ti/sub 0.48/)O₃(PZT) thin films were deposited by using a pulsed laser deposition method on a Pt/Ti/SiO₂/Si substrate with (Pb/sub 0.72/La/sub 0.28/)Ti/sub 0.93/O₃ (PLT) buffer and on a Pt/Ti/SiO₂/Si substrate without buffer. These films were annealed in H₂-contained ambient for 30 minutes at the substrate temperature of 400。C to evaluate the forming gas annealing effects. The comparative studies on the ferroelectric properties of these two films were carried out, which are shown that ferroelectric properties, such as remanent polarization didn't change in the case of PLT buffered PZT film while remanent polarization value of PZT film degraded from 20.8 C/㎠ to 7.3 C/㎠. The leakage current became higher in both cases, but that of the more-oriented PZT film had the moderate value of the 10/sup -6/ order of A/㎠. This is mainly because the hydrogen atoms which make the degradation of PZT films cannot infiltrate into the more -oriented PZT film as well as the less-oriented PZT film.

• 한국초전도학회:학술대회논문집
• /
• 한국초전도학회 1999년도 High Temperature Superconductivity Vol.IX
• /
• pp.71-74
• /
• 1999

접지면을 가지는 정사형 조셉슨 결합을 제작하기 위한 기본 단계로 YBCO/STO/YBCO 구조의 다층 박막을 제작하였다. 상하부 YBCO 박막은 그 사이에 존재하는 STO 절연층에 형성된 홀을 통해 서로 연결되어 있으며 이것의 저항-온도 특성을 측정한 결과 임계 온도가86 K로 나타났다. 이 결과는 시편을 매우 장시간동안 열처리한 후 얻은 결과로서 YBCO/STO/YBCO 다층 구조의 박막 제작시 하부 YBCO 박막의 특성이 많이 저하되고 이를 복원하기 위해서는 열처리 공정이 매우 중요함을 알 수 있었다. 현재 우수한 특성을 가지는 YBCO/STO/YBCO 다층 구조의 제작 공정을 최적화하기 위한 연구를 계속 수행 중에 있다.

• 한국결정학회지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.51-55
• /
• 2003

YBa₂CU₃O/sub 7-8/(YBCO) coated conductor의 완충층 구조를 개선하기 위하여 2축배향된 Ni-3 wt%W 합금 기판위에 단일 완충층으로 SrTiO₃(STO) 박막을 증착하였다. YBCO와 STO 박막은 펄스레이저 증착법으로 성장시켰다. STO 박막의 표면은 증착온도에 따라 다른 미세조직을 보여 주었고, XRD 분석에서는 STO와 YBCO 박막이 금속기판의 배향성을 가지면서 성장되었음을 알 수 있었다. 액체질소 온도에서 1.2 MA/㎠의 임계전류밀도와 86 K의 임계온도를 가지는 짧은 길이의 coated conductor를 STO 단일완충층을 이용하여 제조하였다.