• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.355-359
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• 2009

Si wafer, which was treated with TMSP-TBA (N-trimethoxysilylpropyl-n,n,n-tri-n-butylammonium bromide), was used foF a substrate to grow a MFI membrane. Growth of membranes was conducted in various conditions such as temperature and gravity, and their structures were in detail studied with field emission scanning electron microscope and x-ray diffractometer. The structures of membranes grown on substrates were strongly dependent on growing temperature and gravity.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2007년도 7th International Meeting on Information Display 제7권1호
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• pp.900-903
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• 2007

We introduce non-contact surface modification using trimethylchlorosilane (TMCS) for thin film transistor application. The surface is not contacted to the TMCS solution because it is vaporized at room temperature. The hydrophobic surface with contact angle $of\;{\sim}\;70^{\circ}$ can be achieved by the transfer of TMCS using a PDMS mold.

• Smart Structures and Systems
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• 제8권1호
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• pp.17-37
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• 2011

The microcantilever (MCL) sensor is one of the most promising platforms for next-generation label-free biosensing applications. It outperforms conventional label-free detection methods in terms of portability and parallelization. In this paper, an overview of recent advances in our understanding of the coupling between biomolecular interactions and MCL responses is given. A dual compact optical MCL sensing platform was built to enable biosensing experiments both in gas-phase environments and in solutions. The thermal bimorph effect was found to be an effective nanomanipulator for the MCL platform calibration. The study of the alkanethiol self-assembly monolayer (SAM) chain length effect revealed that 1-octanethiol ($C_8H_{17}SH$) induced a larger deflection than that from 1-dodecanethiol ($C_{12}H_{25}SH$) in solutions. Using the clinically relevant biomarker C-reactive protein (CRP), we revealed that the analytical sensitivity of the MCL reached a diagnostic level of $1{\sim}500{\mu}g/ml$ within a 7% coefficient of variation. Using grazing incident x-ray diffractometer (GIXRD) analysis, we found that the gold surface was dominated by the (111) crystalline plane. Moreover, using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis, we confirmed that the Au-S covalent bonds occurred in SAM adsorption whereas CRP molecular bindings occurred in protein analysis. First principles density functional theory (DFT) simulations were also used to examine biomolecular adsorption mechanisms. Multiscale modeling was then developed to connect the interactions at the molecular level with the MCL mechanical response. The alkanethiol SAM chain length effect in air was successfully predicted using the multiscale scheme.

• 한국재료학회지
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• 제18권12호
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• pp.664-668
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• 2008

Vapor phase polymerization of a conductive polymer on a $SiO_2$ surface can offer an easy and convenient means to depositing pure and conductive polymer thin films. However, the vapor phase deposition is generally associated with very poor adhesion as well as difficulty when patterning the polymer thin film onto an oxide dielectric substrate. For a significant improvement of the patternability and adhesion of Poly(3-hexylthiophene) (P3HT) thin film to a $SiO_2$ surface, the substrate was pre-patterned with n-octadecyltrichlorosilane (OTS) molecules using a ${\mu}$-contact printing method. The negative patterns were then backfilled with each of three amino-functionalized silane self-assembled monolayers (SAMs) of (3-aminopropyl) trimethoxysilane (APS), N-(2-aminoethyl)-aminopropyltrimethoxysilane (EDA), and (3- trimethoxysilylpropyl)diethylenetriamine (DET). The quality and electrical properties of the patterned P3HT thin films were investigated with optical and atomic force microscopy and a four-point probe. The results exhibited excellent selective deposition and significantly improved adhesion of P3HT films to a $SiO_2$ surface. In addition, the conductivity of polymeric thin films was relatively high (${\sim}13.51\;S/cm$).

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제30권8호
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• pp.1755-1759
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• 2009

Surface structure and molecular orientation of self-assembled monolayers (SAMs) formed by the spontaneous adsorption of tetrahydrothiophene (THT) and thiophene (TP) on Au(111) were investigated by means of scanning tunneling microscopy (STM) and carbon K-edge near edge X-ray absorption fine structure (NEXAFS) spectroscopy. STM imaging revealed that THT SAMs have a commensurate (3 ${\times}\;2\sqrt[]{3}$) structure containing structural defects in ordered domains, whereas TP SAMs are composed of randomly adsorbed domains and paired molecular row domains that can be described as an incommensurate packing structure. The NEXAFS spectroscopy study showed that the average tilt angle of the aliphatic THT ring and $\pi$-conjugated TP ring in the SAMs were calculated to be about $30^o\;and\;40^o$, respectively, from the surface normal. It was also observed that the $\pi$* transition peak in the NEXAFS spectrum of the TP SAMs is very weak, suggesting that a strong interaction between $\pi$-electrons and the Au surface arises during the self-assembly of TP molecules. In this study, we have clearly demonstrated that the surface structure and adsorption orientation of organic SAMs on Au(111) are strongly influenced by whether the cyclic ring is saturated or unsaturated.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.37-44
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• 2015

본 논문에서 전계효과 트랜지스터 (field effect transistor; FET) 제작을 위한 표면 프로그램된 aminopropylethoxysilane(APTES)와 1-octadecyltrichlorosilane(OTS) 패턴을 이용하여 단일벽 탄소 나노튜브(single-walled carbon nanotube; SWCNT)를 실리콘 기판 위에 선택적으로 흡착시키는 공정방법을 제안하였다. 양성 표면 분자 패턴을 만들기 위해 형성된 APTES 패턴은 많은 양의 SWCNT의 흡착을 위해 제작되었고, OTS 만을 이용한 공정보다 효과적인 SWCNT 흡착이 가능하다. 산화막(silicon dioxide)이 형성된 실리콘 기판 위에 사진공정(photolithography process)을 이용하여 임의의 감광액(photoresist; PR) 패턴이 형성되었다. PR 패턴이 형성된 기판은 헥산 용매를 이용하여 1:500 (v/v)로 희석된 OTS 용액 속에 담가진다. OTS 박막이 표면 전체에 만들어지고, PR 패턴이 제거되는 과정에서 PR 위에 형성되었던 OTS 박막도 같이 제거되어, 선택적으로 형성된 OTS 박막 패턴을 얻을 수 있다. 이 기판은 다시 에탄올 용매를 이용하여 희석된 APTES 용액 속에 담가진다. APTES 박막은 OTS 박막 패턴이 없는 노출된 산화막 위에 형성된다. 마지막으로 이처럼 APTES와 OTS에 의해 표면 프로그램된 기판은 SWCNT가 분산된 다이클로로벤젠(dichlorobenzene) 용액 속에 담가진다. 결과적으로 SWCNT는 양 극성을 띠는(positive charged) APTES 박막 패턴 위에만 흡착된다. 반면 중성O TS 박막 패턴 위에는흡착되지 않는다. 이러한 표면 프로그램 방법을 사용하여 SWCNT는 원하는 영역에 자기 조립시킬 수 있다. 우리는 이 방법을 이용하여 소오스와 드레인 전극사이에 SWCNT가 멀티 채널로 구성된 다중채널 FET를 성공적으로 제작하였다.

• 폴리머
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• 제29권3호
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• pp.308-313
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• 2005

광감응성 azobenzene 그룹이 분자의 주위 환경에 따라 광이성화 반응이 변화하는 것을 in-situ UV/Vis 분광 실험법과 광학 이방성 측정법을 이용하여 조사하였다. 4-Hyhoxyazobenzene을 포함하는 필름에 광조사함과 동시에 trans-isomer와 cis-isomer 특성 피크의 세기 변화를 측정하여 azobenzene 그룹의 가역적이며 반복적인 광이성화 반응을 알수 있었다. Azobenzene 자기조립체 박막이 입혀진 기판을 액정 셀의 배향막으로 사용하여 액정의 배향을 유도하였을 때, trans-azobenzene 그룹들이 조밀한 packing을 하며 기판에 수직으로 배열한 자기조립체 구조 때문에 액정 분자들도 수직 homeotropic 배향을 하였다. 이와 같은 자기조립체 박막의 액정 셀에 UV 빛을 노광하면 azobenzene그룹이 광이 성화 반응을 일으켜 cis-isomer로 변하게 되며, 이로 인해 액정의 배향이 수직에서 수평 planar 배향으로 변함을 알 수있었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.242.1-242.1
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• 2011

산화물 반도체는 높은 이동도와 낮은 공정 온도, 넓은 밴드갭으로 인한 투명성등 많은 장정을 가지고 있어 최근 많이 연구되고 있다. 그 중에서도 InGaZnO (IGZO)는 In, Ga 함유량으로 박막의 전기적 특성을 쉽게 조절할 수 있고 상온에서 비정질 상태로 증착되어 균일성에 장점이 있다. IGZO 박막을 TFT에 적용 시 MOSFET과는 다르게 축적 상태에서 채널이 형성되기 때문에 산화물 반도체 내에 캐리어 농도는 TFT 특성에 많은 영향을 미친다. 또한, 실리콘 기반의 트랜지스터는 이온 주입 및 확산 공정을 통해서 선택적으로 $10^{20}/cm^3$ 이상의 고농도 도핑을 실시하여 좋은 트랜지스터 특성을 확보할 수 있으나 IGZO 박막에는 이러한 접근이 불가능하다. 따라서 IGZO 박막의 캐리어 농도를 조절할 수 있으면 소스/드레인과 반도체의 접촉 저항 감소 및 전계 효과 이동도등 많은 특성을 개선할 수 있다. 본 연구에서는 UV light를 이용하여 IGZO 박막의 캐리어 농도를 조절하였다. IGZO 박막은 UV light 조사로 인해 Mo와 IGZO박막의 접촉저항이 $3{\times}10^3\;{\Omega}^*cm$에서 $1{\times}10^2\;{\Omega}^*cm$로 감소하였다. 이는 UV 조사로 표면에 금속-OH 결합이 생성되어 IGZO 박막의 캐리어 농도가 ${\sim}5{\times}10^{15}/cm^3$에서 ${\sim}3{\times}10^{17}/cm^3$까지 증가하기 때문이다. 또한 표면에 생성된 OH기는 강한 친수성 성질을 보여주고 표면의 높은 에너지 상태는 Self-Assembly Monolayer (SAM) 공정 적용이 가능 하다. 본 실험에서는 SAM 공정을 적용하여 IGZO-based TFT 제작에 성공하였고, 이 TFT는 UV 조사 시간에 따라 전계 효과 이동도가 0.03 $cm^2/Vs$에서 2.1 $cm^2/Vs$으로 100배 정도 증가하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권11호
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• pp.15-19
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• 2007

OTFTs (Organic Thin Film Transistors)의 구동에 있어, 게이트 절연막 표면과 채널의 계면상태가 소자의 전기적 특성에 큰 영향을 미치게 된다. OTS(Octadecyltrichlorosilane)등과 같은 습식 SAM(Self Assembly Monolayer)를 이용하거나, $O_2$ Plasma와 같은 건식 표면 처리등 여러 표면 처리법에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 pentacene을 진공 증착하기 전에 게이트 절연막을 $O_2$ plasma와 Ar ion beam을 이용하여 건식법으로 전처리 한 후 표면 특성을 atomic force microscope (AFM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 사용하여 비교 분석하였고, 각 조건으로 OTFT를 제작하여 전기적 특성을 확인하였다. Ar ion beam으로 표면처리 했을 때, $O_2$ plasma처리했을 때 보다 향상된 on/off ratio 전기적 특성을 얻을 수 있었다. 표면 세정을 위하여 $O_2$ plasma 처리시 $SiO_2$ 표면의 OH-기와 반응하여 oxide trap density가 높아지게 되고 이로 인하여 off current가 증가하는 문제가 발생한다. 불활성 가스인 Ar ion beam 처리를 할 경우 게이트 절연막의 세정 효과는 유지하면서, $O_2$ Plasma 처리했을 때 증가하게 되는 계면 trap을 억제할 수 있게 되어, mobility 특성은 동등 수준으로 유지하면서 off current를 현저하게 줄일 수 있게 되어, 결과적으로 높은 on/off ratio를 구현할 수 있다는 것을 확인하였다.