• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.250-250
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• 2013

단일벽 탄소나노튜브(Single-walled nanotubes, SWNTs)는 나노스케일의 크기와 우수한 물성으로 인하여, 전자, 에너지, 바이오 분야로의 응용이 기대되고 있다. 특히 SWNTs의 직경을 제어하게 되면 튜브의 전도성 제어가 훨씬 수월하게 되어, 차세대 나노전자소자의 실현을 앞당길 수 있으며 이러한 이유로 많은 연구들이 현재 행해지고 있다. SWNTs의 직경제어 합성을 위해서는 현재 열화학기상증착법(Thermal chemical vapor deposition; TCVD)이 가장 일반적으로 이용되고 있으며, 합성 촉매와 합성되는 튜브의 직경과의 크기 연관성이 알려진 후로는, 촉매의 크기를 제어하여 SWNTs의 직경을 제어하고자 하는 연구들이 활발하게 보고되고 있다. 특히, 촉매 나노입자의 직경이 1~2 nm 이하로 감소될 경우, SWNTs의 직경 분포가 어떻게 변화할 것인지가 최근 가장 중요한 관심사로 남아 있으나, 이러한 크기의 금속입자는 나노입자의 융점저하 현상이 발현되는 영역이므로, SWNTs의 합성온도 영역에서 촉매 금속입자는 반액체(Semi-liquid) 상태로 존재할 것으로 추측하고 있다. 본 연구에서는 고온의 SWNTs 합성환경에서 금속나노촉매의 유동성을 제한하기 위하여 나노사이즈의 기공이 규칙적으로 정렬된 다공성 물질인 제올라이트를 촉매담지체로 이용하였고, 이 때 다양한 합성변수가 SWNTs의 직경에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. SWNTs의 합성을 위해 실리콘 산화막 기판 위에 제올라이트를 도포한 후, 합성 촉매로서 전자빔증발법을 통하여 수 ${\AA}$에서 수 nm 두께의 철 박막을 증착하였다. 합성은 메탄을 원료가스로 하여 TCVD법으로 실시하였다. 주요변수로는 제올라이트 종류, 증착하는 철 박막의 두께, 합성온도를 설정하였으며, 이에 따라 합성된 SWNTs의 합성수율 및 직경분포의 변화를 체계적으로 살펴보았다. SWNTs의 전체적인 합성수율의 변화는 SEM 관찰결과를 이용하였으며, SWNTs의 직경은 AFM 관찰 및 Raman 스펙트럼의 분석에서 도출하였다. 실험결과, 제올라이트 종류에 따라서는 명확한 튜브직경 분포의 변화 없이 비교적 좁은 직경분포를 갖는 SWNTs가 합성되었으며, 합성온도가 $850^{\circ}C$ 이하로 감소되면 합성수율이 현저히 감소되는 것을 알 수 있었다. 촉매박막의 두께가 1 nm 이상인 경우에서는 직경 5 nm 전후의 나노입자가 형성되었으며, 이때 SWNTs의 합성수율은 높았으나 다양한 직경의 튜브가 합성이 된 것을 확인할 수 있었다. 반면, 촉매입자의 크기가 2 nm 이하에서는 합성수율은 다소 저하되었으나, SWNTs의 직경분포의 폭이 상대적으로 훨씬 좁아지는 것을 알 수 있었다. 추후, 극미세 촉매와 저온합성 환경에서의 합성수율 향상을 위한 합성공정의 개량이 지속적으로 요구된다.

• Journal of IKEEE
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• v.22 no.4
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• pp.1226-1229
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• 2018

We investigated the improvement of surface roughness and states after high temperature annealing using reduced-graphene oxide (r-GO) capping layer on ion-implanted 4H-SiC epitaxial layer. The specification of the 4H-SiC wafer grown on n-type $4^{\circ}$ off-axis 4H-SiC was $10{\mu}m$-thick and n-type epitaxial layer with a dose of $1.73{\times}10^{15}cm^{-2}$. The $n^+$ region were formed by multiple nitrogen ion-implantations and r-GO capping layer was produced by spray coating method. AFM measurements revealed that RMS value of the sample capped with r-GO was tenfold decrease compared to the sample without r-GO capping. The improvement of surface states was also verified by the improvement of leakage current level.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.5 no.4
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• pp.371-376
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• 1996

Au films with a thickness around 1600 $\AA$ were deposited onto glass at room temperature by ion beam sputtering with a 5 cm cold-hollow ion gun at pressure $1\times 10^{-6}-1\times 10^{-5}$ Torr. Irradiation of the Au deposited samples was carried out at pressure of $7\times 10^{-6}$ Torr. For the sputter depositions, $Ar^+$ ion energy was 1 keV, and the current density at the substrate surface was 15 $\mu$A/$\textrm{cm}^2$. Effects of 1 keV $Ar^+$ ion dose($I_d$) between $1\times 10^{16}\; and\;2\times 10^{17}\;Ar^+\textrm{cm}^{-2}$on properties such as crystallinity, surface roughness and adhesion, etc. of the films have been investigated. The Au films sputtered by $Ar^+$ ion beam had only (111) plane and the X-ray intensity of the films decreased with increase of $I_d$. The thickness of Au films reduced with Id. $R_{ms}$ surface roughness of the films increased from 16 $\AA$ at as-deposited to 1118 $\AA$ at ion dose= $2\times 10^{17}\;Ar^+\textrm{cm}^{-2}$. Adhesion of Au film on sputtered at $I_d$= $2\times 10^{17}\;Ar^+\textrm{cm}^{-2}$ was 9 times greater than that of Au film with untreated, as determined by a scratch test.

• Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
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• v.7 no.2
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• pp.209-215
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• 2002

This study investigated the crystal growth, crystalline structure and the basic optical properties of $SnSe/BaF_2$ epilayers. The SnSe epilayer was grown on $BaF_2$(111) insulating substrates using a hot wall epitaxy(HWE) technique. It was found from the analysis of X-ray diffraction patterns that $SnSe/BaF_2$ epilayer was growing to single crystal with orthorhombic structure oriented [111] along the growth direction. Using Rutherford back scattering(RBS), the atomic ratios of the SnSe was found to be stoichiometric, almost 50 : 50. The best values for the full width at half maximum (FWHM) of the DCXRD was 163 arcsec for SnSe epilarer. The epilayer-thickness dependence of the FWHM of the DCXRD shows that the quality of the $SnSe/BaF_2$ is as expected. The dielectric function ${\varepsilon}$(E) of a semiconductor is closely related to its electronic energy band structure and such relation can be drawn from features around the critical points in the optical spectra. The real and imaginary parts(${\varepsilon}_1$ and ${\varepsilon}_2$) of the dielectric function ${\varepsilon}$ of SnSe were measured. These data are analyzed using a theoretical model known as the model dielectric function(MDF). The optical constants related to dielectric function such as the complex refractive index(n*-n+ik), absorption coefficient (${\alpha}$) and normal- incidence reflectivity (R) are also presented for $SnSe/BaF_2$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.321-323
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• 2012

유기 발광 다이오우드는(OLEDs) 자체 발광 소자로써 높은 시야각, 높은 효율, 그리고 빠른 응답속도 등의 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 및 조명 소자로서 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 유기 발광 다이오우드는 차세대 반도체 조명 소자로서 조명의 패러다임을 바꿀 수 있는 기술로 인식되고 있다. 하지만, 유기 발광 다이오우드 조명의 상용화를 위해서는 가격 경쟁력을 갖추는 것이 시급하며, 이를 위해 저가 공정 개발이 필요하다. 본 연구에서는 유기발광 다이오우드 조명 제작에 필수적인 전면 전극 및 절연막 증착 공정을 기존의 노광 공정이 아닌 shadow mask 기술을 적용하여 형성하였다. 먼저 유리 기판 상에 150 nm 두께의 ITO 막을 shadow mask를 이용하여 증착하였다. 기존 공정에서는 노광 및 식각 공정을 이용하여 증착하는 것이 일반적이며, 광학적, 전기적 특성 또한 타 공정 방법에 비해 우수하다. 하지만 일련의 복잡한 공정으로 인해 제조 원가를 상승 시키는 단점이 있다. Fig. 1은 shadow mask를 이용하여 ITO를 증착을 수행한 공정의 모식도이다. ITO 박막 증착 후 표면 거칠기 제어 및 면저항 제어를 위해 O2 plasma 처리와 RTA 공정을 추가 수행하였다. Fig. 2(a)는 플라즈마 처리 및 열처리 공정 수행 후에 측정한 표면 AFM 사진이다. 열처리 및 플라즈마 처리 후에 ITO 박막의 표면 거칠기는 10배 이상 향상되었으며, 이는 유기 발광 다이오우드 조명 소자의 전면 투명 전극으로 사용되기에 적합한 값이다. 또한 전기적 특성 중 하나인 면저항 값은 열처리 및 플라즈마 처리 전/후의 값에서 많은 차이를 보인다. 표면 거칠기가 향상됨에 따라 면저항 값 역시 향상되는 결과를 보여주는데, 표면 처리전후의 면저항 값은 각각 28.17, 13.18 ${\Omega}/{\Box}$이다. 일반적으로 유기 발광 다이오우드의 전면 투명 전극으로 사용되기 위해서는 15 ${\Omega}/{\Box}$이하의 면저항 값이 필요한데, 표면 처리 후의 면저항값들은 이로한 조건을 만족한다. Fig. 3은 shadow mask 기술을 이용하여 절연막까지 형성한 유기 발광 다이오우드 소자의 전자 현미경 사진으로, 기존의 공정을 이용한 경우와 큰 차이는 없으며, 다만 shadow tail이 약 $30{\mu}m$ 정도 발생함을 확인할 수 있다. 절연막의 특성 평가 기준인 누설 전류 밀도는 $10-5A/cm^2$으로 기존의 공정을 이용한 경우에 비해 95% 수준으로서 shadow mask를 이용한 공정이 기존의 노광 및 식각 공정을 이용한 경우에 비해 공정 수는 9개가 단축됨에도 불구하고, 각 증착 박막의 특성에는 큰 차이가 없음을 알 수 있다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.43 no.2 s.344
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• pp.8-12
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• 2006

We have fabricated ZnO thin film on $Pt/TiO-2/SiO_2/Si$ substrate by the sol-gel method and have investigated the effect of annealing temperature on the structural morphology and optical properties of ZnO thin films. The ZnO thin film annealed at $600^{\circ}C$ exhibits the highest c-axis orientation and its FWHM of X-ray peak is $0.4360^{\circ}C$. In the results of surface morphology investigation of ZnO thin film by using Am it is observed that ZnO thin film annealed at $600^{\circ}C$ exhibits the largest UV (ultraviolet) exciton emission at around 378nm and the smallest visible emission at around 510nm among these of ZnO thin films annealed at various temperatures. It is deduced that the ZnO thim film annealed at $600^{\circ}C$ is formed most stoichiometrically since the visible emission at around 510nm comes from oxygen vacancy or impurities.

• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.38 no.5
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• pp.704-723
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• 2000

This study was undertaken to evaluate the tensile bond strength of In-Ceram alumina core treat-ed by ion assisted reaction(IAR). Ion assisted reaction is a prospective surface modification technique without damage by a keV low energy ion beam irradiation in reactive gas environments or reactive ion itself. 120 In-Ceram specimens were fabricated according to manufacturer's directions and divided into six groups by surface treatment methods of In-Ceram alumina core. SD group(control group): sandblasting SL group: sandblasting + silane treatment SC group: sandblasting + Siloc treatment IAR I group: sandblasting + Ion assisted reaction with argon ion and oxygen gas IAR II group: sandblasting + Ion assisted reaction with oxygen ion and oxygen gas IAR III group: sandblasting + Ion assisted reaction with oxygen ion only For measuring of tensile bond strength, pairs of specimens within a group were bonded with Panavia 21 resin cement using special device secured that the film thickness was $80{\mu}m$. The results of tensile strength were statistically analyzed with the SPSS release version 8.0 programs. Physical change like surface roughness of In-Ceram alumina core treated by ion assistad reaction was evaluated by Contact Angle Measurement, Scanning Electron Microscopy, Atomic Force Microscopy; chemical surface change was evaluated by X-ray Photoelectron Spectroscopy. The results as follows: 1. In tensile bond strength, there were no statistically significant differences with SC group, IAR groups and SL group except control group(P<0.05). 2. Contact angle measurement showed that wettability of In-Ceram alumina core was enhanced after IAR treatment. 3. SEM and AFM showed that surface roughness of In-Ceram alumina core was not changed after IAR treatment. 4. XPS showed that IAR treatment of In-Ceram alumina core was enabled to create a new functional layer. A keV IAR treatment of In-Ceram alumina core could enhanced tensile bond strength with resin cement. In the future, this ion assisted reaction may be used effectively in various dental materials as well as in In-Ceram to promote the bond strength to natural tooth structure.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.24 no.6
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• pp.61-69
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• 2000

Indium-Tin Oxide (ITO) films were prepared on the commercial glass substrate by the Magnetron Sputtering method. The target was a 90wt.% $In_2O_3$-10wt.% $SnO_2$with 99.99% purity. The ITO films deposited by changing the partial pressure of oxygen gas ($O_2$/(Ar+$O_2$)) of 2, 3 and 5% as well as by changing the substrate temperature of $300^{\circ}C$ or $500^{\circ}C$. The influence of substrate pre-annealing and pre-cleaning on the quality of ITO film were examined, in which the substrate temperature was $500^{\circ}C$ and oxygen partial pressure was 3%. The characteristics of films were examined by the 4-point probe, Hall effect measurement system, SEM, AFM, Spectrophotometer, and X-ray diffraction. The optimum ITO films have been obtained when the substrate temperature is $500^{\circ}C$ and oxygen partial pressure is 3%. At optimum condition, the film showed transmittance of 81%, sheet resistivity of $226\Omegatextrm{cm}^2$, resistivity($\rho$) of $5.4\times10^{-3}\Omega$cm, carrier concentration of $1.0\times10^{19}cm^{-3}$, and carrier mobility of $150textrm{cm}^2$Vsec. From XRD spectrum, c(222) plane was dominant in the case of substrate temperature at $300^{\circ}C$, without regarding to oxygen partial pressure. However, in the case of substrate temperature at $500^{\circ}C$, c(400) plane was grown together with c(222) plane, only for oxygen partial pressure of 2 and 3%. In both case of chemical and ultrasonic cleaning without pre-annealing the substrate, it showed much almost same sheet resistivity, resistivity($\rho$), transmittance, carrier concentration, and carrier mobility. In case of $500^{\circ}C$/60min pre-annealing before ITO film deposited, both transimittance and carrier mobility are better than no pre-annealing, because pre-annealing is supposed to remove alkari ions diffusion from substrate. ITO film deposited on the Corning 0080 sybstrate showed a little bit better sheet resistivity, resistivity($\rho$), transimittance, carrier concentration than the film deposited on commercial glass. But no differences between Corning substrate and pre-annealed commercial glass substrate are found.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.46 no.4
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• pp.145-152
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• 2013

The growth behavior of nanocrystalline diamond (NCD) film has been studied for three different substrates, i.e. bare Si wafer, 1 ${\mu}m$ thick W and Ti films deposited on Si wafer by DC sputter. The surface roughness values of the substrates measured by AFM were Si < W < Ti. After ultrasonic seeding treatment using nanometer sized diamond powder, surface roughness remained as Si < W < Ti. The contact angles of the substrates were Si ($56^{\circ}$) > W ($31^{\circ}$) > Ti ($0^{\circ}$). During deposition in the microwave plasma CVD system, NCD particles were formed and evolved to film. For the first 0.5h, the values of NCD particle density were measured as Si < W < Ti. Since the energy barrier for heterogeneous nucleation is proportional to the contact angle of the substrate, the initial nucleus or particle densities are believed to be Si < W < Ti. Meanwhile, the NCD growth rate up to 2 h was W > Si > Ti. In the case of W substrate, NCD particles were coalesced and evolved to the film in the short time of 0.5 h, which could be attributed to the fact that the diffusion of carbon species on W substrate was fast. The slower diffusion of carbon on Si substrate is believed to be the reason for slower film growth than on W substrate. The surface of Ti substrate was observed as a vertically aligned needle shape. The NCD particle formed on the top of a Ti needle should be coalesced with the particle on the nearby needle by carbon diffusion. In this case, the diffusion length is longer than that of Si or W substrate which shows a relatively flat surface. This results in a slow growth rate of NCD on Ti substrate. As deposition time is prolonged, NCD particles grow with carbon species attached from the plasma and coalesce with nearby particles, leaving many voids in NCD/Ti interface. The low adhesion of NCD films on Ti substrate is related to the void structure of NCD/Ti interface.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.162-162
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• 2017

AlCrN 코팅은 높은 경도, 낮은 표면 조도 등의 상온에서의 우수한 기계적 특성 이외에 고온에서 안정한 합금상의 형성으로 인하여 우수한 내열성을 보이는 코팅이며, Si을 첨가하여 나노복합구조를 갖는 AlCrSiN 코팅은 고경도 특성을 나타내는 나노결정립과 고내열성을 나타내는 $Si_3N_4$ 비정질이 동시에 존재함으로써 뛰어난 고온 특성까지 보유하여 공구 코팅으로의 적용 가능성이 크다. 본 연구에서는, 가혹화된 공구사용 환경 대응 하는 더욱 우수한 내마모성 및 내열성을 보이는 코팅막을 개발하기 위해 AlCrN/AlCrSiN 이중층 코팅을 합성하였다. 합성된 코팅의 구조 및 물성을 분석하기 위해 field emission scanning electron microscopy(FE-SEM), nano-indentation, atomic force microscopy(AFM) 및 ball-on-disk wear tester를 사용하였다. 내열성을 확인하기 위하여 코팅을 furnace에 넣어 500, 600, 700, 800, 900도에서 30분 동안 annealing한 후에 nano-indentation을 사용하여 경도를 측정을 하였다. 5:5, 7:3, 9:1의 두께 비율로 AlCrN/AlCrSiN 이중층 코팅을 합성하였으며 모든 코팅의 두께는 $3{\mu}m$로 제어되었다. AlCrN 코팅층의 두께가 증가할수록, 이중층 코팅의 경도 및 내마모성은 점차 향상되었지만 코팅의 밀착력은 감소하였다. 일반적으로 AlCrN 코팅은 상대적으로 높은 잔류응력을 갖고 있으므로, AlCrN 층의 두께비율이 증가함에 따라 코팅내의 잔류응력이 높아져 코팅의 경도는 증가하고 밀착특성은 낮아진 것으로 판단된다. AlCrSiN 상부층 공정시 기판 바이어스 전압을 -50 ~ -200V 로 증가시키면서 이중층 코팅을 합성하였다. XRD 분석 결과, 공정 바이어스 전압이 증가함에 따라 AlCrSiN 상부층은 점차 비정질화 되었고, 코팅의 경도와 표면 특성이 향상되는 것을 확인하였다. 이러한 특성 향상은 높은 바이어스 인가가 이온 충돌효과의 증가를 야기시켰으, 이로 인해 치밀한 코팅층 합성에 의한 결과로 판단된다. AlCrN/AlCrSiN 이중층 코팅을 어닐링 한 후 경도 분석 결과, -150, -200V에서 합성한 코팅은 900도 이상에서 26GPa 이상의 높은 경도를 보인 것으로 보아 우수한 내열성을 갖는 것으로 확인 되었다. 이는 AlCrSiN 상부층의 높은 Si 함량 (11at.%) 으로 인한 충분한 $Si_3N_4$ 비정질상의 형성과, 고바이어스 인가로 인한 AlCrN 결정상과 $Si_3N_4$ 비정질상의 고른 분배가 코팅의 내열성을 향상시키는데 기여를 한 결과로 판단된다.