• 한국재료학회지
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• 제23권3호
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• pp.155-160
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• 2013

ZnO thin films co-doped with Mg and Ga (MxGyZzO, x + y + z = 1, x = 0.05, y = 0.02 and z = 0.93) were prepared on glass substrates by RF magnetron sputtering with different sputtering powers ranging from 100W to 200W at a substrate temperature of $350^{\circ}C$. The effects of the sputtering power on the structural, morphological, electrical, and optical properties of MGZO thin films were investigated. The X-ray diffraction patterns showed that all the MGZO thin films were grown as a hexagonal wurtzite phase with the preferred orientation on the c-axis without secondary phases such as MgO, $Ga_2O_3$, or $ZnGa_2O_4$. The intensity of the diffraction peak from the (0002) plane of the MGZO thin films was enhanced as the sputtering power increased. The (0002) peak positions of the MGZO thin films was shifted toward, a high diffraction angle as the sputtering power increased. Cross-sectional field emission scanning electron microscopy images of the MGZO thin films showed that all of these films had a columnar structure and their thickness increased with an increase in the sputtering power. MGZO thin film deposited at the sputtering power of 200W showed the best electrical characteristics in terms of the carrier concentration ($4.71{\times}10^{20}cm^{-3}$), charge carrier mobility ($10.2cm^2V^{-1}s^{-1}$) and a minimum resistivity ($1.3{\times}10^{-3}{\Omega}cm$). A UV-visible spectroscopy assessment showed that the MGZO thin films had high transmittance of more than 80 % in the visible region and that the absorption edges of MGZO thin films were very sharp and shifted toward the higher wavelength side, from 270 nm to 340 nm, with an increase in the sputtering power. The band-gap energy of MGZO thin films was widened from 3.74 eV to 3.92 eV with the change in the sputtering power.

• 한국진공학회지
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• 제20권5호
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• pp.356-360
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• 2011

유리 기판 위에 RF와 DC 마그네트론 스퍼터링 방법으로 100 nm 두께의 $In_2O_3$ 단층 박막과 $In_2O_3$ 100 nm/Cu 3 nm의 두께를 갖는 적층박막을 증착하고, 구리 기저 층 증착에 따른 상부 $In_2O_3$ 박막의 광학적, 전기적 특성의 변화를 연구하였다. 상온에서 증착 된 $In_2O_3$ 박막의 가시광 투과도와 면 저항은 79%와 2,300 ${\Omega}/{\square}$이었다. 구리 기저 층의 광 흡수에 의하여, $In_2O_3$/Cu 적층박막의 가시광 투과도는 71%로 감소하였으나, 면 저항은 110 ${\Omega}/{\square}$로 측정되어 상대적으로 우수한 전기적 특성을 구할 수 있었다. 본 연구에서 Figure of Merit 분석을 통하여 구리 기저 층이 상부 $In_2O_3$ 투명전극의 전기적, 광학적 특성을 개선 할 수 있음을 확인하였다.

• 한국진공학회지
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• 제19권3호
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• pp.224-229
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• 2010

산소 유량비의 변화가 라디오파 반응성 마그네트론 스퍼터링 방법으로 유리 기판 위에 증착된 $In_2O_3$ 투명 전도막의 특성에 미치는 효과를 조사하였다. 증착 온도는 $400^{\circ}C$로 고정하였으며, 스퍼터링 가스와 반응성 가스로 각각 아르곤과 산소 가스를 사용하였다. 산소 유량비는 공급되는 혼합 가스양에 대한 산소의 유량으로 선택하여 10%, 20%, 30%, 40%, 50%로 조절하였다. 증착된 박막의 광학, 전기, 구조적인 특성은 자외선-가시광 분광기, 홀 측정 장치, X-선 회절장치와 전자주사현미경으로 조사하였다. 산소 유량비 20%로 증착된 $In_2O_3$ 박막은 430~1,100 nm 파장 영역에서 86%의 투과율과 $1.1{\times}10^{-1}{\Omega}cm$의 비저항 값을 나타내었다. 실험 결과는 산소 유량비를 적절히 제어함으로써 최적의 조건을 갖는 투명 전도막을 성장시킬 수 있음을 제시한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.87-87
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• 2010

Photoelectrochemical (PEC) systems are promising methods of producing H2 gas using solar energy in an aqueous solution. The photoelectrochemical properties of numerous metal oxides have been studied. Among them, the PEC systems based on TiO2 have been extensively studied. However, the drawback of a PEC system with TiO2 is that only ultraviolet (UV) light can be absorbed because of its large band gap (3.2 - 3.4 eV). Two approaches have been introduced in order to use PEC cells in the visible light region. The first method includes doping impurities, such as nitrogen, into TiO2, and this technique has been extensively studied in an attempt to narrow the band gap. In comparison, research on the second method, which includes visible light water splitting in molecular photosystems, has been slow. Mallouk et al. recently developed electrochemical water-splitting cells using the Ru(II) complex as the visible light photosensitizer. the dye-sensitized PEC cell consisted of a dye-sensitized TiO2 layer, a Pt counter electrode, and an aqueous solution between them. Under a visible light (< 3 eV) illumination, only the dye molecule absorbed the light and became excited because TiO2 had the wide band gap. The light absorption of the dye was followed by the transfer of an electron from the excited state (S*) of the dye to the conduction band (CB) of TiO2 and its subsequent transfer to the transparent conducting oxide (TCO). The electrons moved through the wire to the Pt, where the water reduction (or H2 evolution) occurred. The oxidized dye molecules caused the water oxidation because their HOMO level was below the H2O/O2 level. Organic dyes have been developed as metal-free alternatives to the Ru(II) complexes because of their tunable optical and electronic properties and low-cost manufacturing. Recently, organic dye molecules containing multi-branched, multi-anchoring groups have received a great deal of interest. In this work, tri-branched tri-anchoring organic dyes (Dye 2) were designed and applied to visible light water-splitting cells based on dye-sensitized TiO2 electrodes. Dye 2 had a molecular structure containing one donor (D) and three acceptor (A) groups, and each ended with an anchoring functionality. In comparison, mono-anchoring dyes (Dye 1) were also synthesized. The PEC response of the Dye 2-sensitized TiO2 film was much better than the Dye 1-sensitized or unsensitized TiO2 films.

• 공업화학
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• 제17권6호
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• pp.644-647
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• 2006

Indium zinc oxide (IZO) 박막이 radio frequency reactive magnetron sputtering 방법을 이용하여 증착되었으며 여러 가지 공정변수 중에서 $O_{2}$ 농도와 증착 후에 열처리 온도를 선택하여 박막의 광학적, 전기적 그리고 구조적인 특성을 조사하였다. $O_{2}$ 농도가 증가할수록 IZO 박막의 증착속도는 감소하였고 저항도는 증가하였으며 투과도는 약간 증가하는 경향을 보였다. Atomic force microscopy 분석의 결과로부터, 순수한 아르곤에서 증착된 박막의 표면이 가장 거칠었고 $O_{2}$가 첨가된 조건에서 증착된 박막들은 덜 거칠었다. 순수한 아르곤의 조건에서 증착된 IZO 박막들을 각각 250, 350, 그리고 $450^{\circ}C$에서 열처리하였다. 투과도와 저항도는 순수한 아르곤 조건에서 증착된 시료에서 가장 낮게 나타났고 $250^{\circ}C$의 열처리 온도까지 낮은 저항도가 유지되었다. 박막의 표면은 높은 온도에서 열처리된 시료일수록 더 매끄러운 표면을 가졌다. X-ray diffraction 결과를 통해서 높은 온도에서 열처리된 시료일수록 박막의 결정화가 잘 이루어진 것을 알 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제66권3호
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• pp.209-217
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• 2022

본 연구그룹에서는 투명 전도성 기판이 필요 없는 광감응형 전기변색 소자를 개발하였다. 이전의 연구에서 백금 촉매 적용에 의한 빠른 착색 및 탈색을 확인하였고, 저온소성형 WO₃졸과 TiO₂ 졸을 적용하여 플렉시블 필름형 소자를 구현하였으나, 이러한 소자가 4~5 시간 동안 태양광에 노출될 경우 과착색 되어 암막상태에서도 탈색이 되지 않는 현상을 확인하였다. 본 연구에서는 이러한 과착색 현상을 해결하기 위하여 광감응형 전기변색 소자의 전해질에(4-Hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-yl)oxyl (TEMPOL)을 첨가하였다. TEMPOL을 첨가제로 사용한 광감응형 전기변색 소자의 경우 4시간 이상 햇빛에 노출되어도 과착색이 되지 않고, 가역성이 크게 향상되는 것을 확인하였다. 다양한 농도의 TEMPOL을 적용하여 가시광 투과율 변화 및 착/탈색 속도를 비교하였고, 에너지 레벨 관점에서 가능한 TEMPOL의 과착색 방지 메커니즘을 제시하였다.