• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.29 no.12
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• pp.814-818
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• 2016

DSSCs (dye-sensitized solar cells) based on $TiO_2/SiO_2$ multi layer AR (anti-reflection) coating on the outer glass FTO (fluorine-doped tin oxide) substrate are investigated. We have coated an AR layer on the surface of a DSSCs device by using an IAD (ion beam-assisted deposition) system and investigated the effects of the AR layer by measuring photovoltaic performance. Compared to the pure FTO substrate, the multi layer AR coating increased the total transmittance from 67.4 to 72.9% at 530 nm of wavelength. The main enhancement of solar conversion efficiency is attributed to the reduction of light reflection at the FTO substrate surface. This leads to the increase of Jsc and the efficiency improvement of DSSCs.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.33 no.5
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• pp.409-417
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• 2016

It is well known that Morpho butterflies show distinctive, brilliant and iridescent colors and have micro-nano scale structures, instead of dyes and pigments, on their wings. This structural coloration is regarded as a novel technique to express color with a long lifetime, ease and precise tenability. Here, we studied optical multilayer thin films with thickness of several tens of nm ($TiO_2$ and $SiO_2$) and lens-shape micro-patterns. Fabrication and characterization of the multilayer stacking structure and the micro-pattern structure were performed and the films were analyzed via several optical measuring techniques. Finally, we discussed how the micro-pattern structure could enhance independence with color changes according to the viewing angle.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.32 no.6
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• pp.293-300
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• 2022

This study investigated a graded-refractive-index (GRIN) coating pattern capable of improving the light extraction efficiency of GaN light-emitting diodes (LEDs). The planar LEDs had total internal reflection thanks to the large difference in refractive index between the LED semiconductor and the surrounding medium (air). The main goal of this paper was to reduce the trapped light inside the LED by controlling the refractive index using various compositions of (TiO₂)_x(SiO₂)_1-x in GRIN LEDs consisting of five dielectric layers. Several types of multilayer LEDs were simulated and it was determined the transmittance value of the LEDs with many layers was greater than the LEDs with less layers. Then, the specific ranges of incident angles of the individual layers which depend on the refractive index were evaluated. According to theoretical calculations, the light extraction efficiency (LEE) of the five-layer GRIN is 25.29 %, 28.54 % and 30.22 %, respectively. Consequently, the five-layer GRIN LEDs patterned enhancement outcome LEE over the reference planar LEDs. The results suggest the increased light extraction efficiency is related to the loss of Fresnel transmission and the release of the light mode trapped inside the LED chip by the graded-refractive-index.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.25 no.2
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• pp.126-130
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• 2011

Transparent conductive oxide (TCO) is an important part in the construction of dye-sensitized solar cells (DSCs) because of its low sheet resistance, sufficient light transparent ability and high photoelectrical response as a porous photo-electrode material of DSCs. However, the use of TCO for the two DSC electrodes can result in significant cost increase for the less effective DSCs compared to Si based solar cell. Therefore, the replacement of TCO is required for the commercial production of DSCs. In this study, TCO electrodes are replaced by stainless steel mesh. The 3.44[%] efficiency of the prepared TCO-less DSCs sample was obtained.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 2007.08a
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• pp.958-961
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• 2007

The electrical characteristics of organic thin-filmtransistor (OTFTs) can be improved by inserting adhesion layer on gate dielectrics. Adhesion layer was used as polymeric adhesion layer deposited on inorganic gate insulators such as silicon dioxide $(SiO_2)$ and it was formed by vapor deposition polymerization (VDP) instead of spin-coating process. The OTFTs obtained the on/off ratio $of{\sim}10^4$, threshold voltage of 1.8V, subthreshold slop of 2.9 V/decade and field effect mobility about $0.01\;cm^2/Vs$.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2003.05a
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• pp.55-55
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• 2003

최근 높은 해상도의 평판 디스플레이 장치 특히 차세대 TFT-LCD를 개발하기 위해서는 건식식각공정의 개발이 필수 불가결하며 이는 플라즈마 공정장치의 대면적화가 가능해야 한다. 따라서 산업계는 이러한 제조 조건에 알맞는 대면적 플라즈마 반응기 개발을 추구하고 있다. 이를 위해서는 건식식각공정의 개발이 필수 불가결하며 이를 위해선 플라즈마 공정장 치의 대면적화가 가능해야 한다. 이러한 대면적 공정을 위해서는 낮은 공정압력, 고밀도, 높은 플라즈마 균일도가 요구된다. 또한 이러한 대면적 고밀도 플라즈마에의 적용을 위하여 새로운 유도결합형 플라즈마 소오스의 개발이 진행되고 있으며, 안정적인 300mm웨이퍼 공정을 위하여 여러 형태의 안테나가 연구되어지고 있다. 그러나 차세대 TFT-LCD에 적용 가 능하게끔 기존의 ICP 소오스를 직접적으로 대면적화 하는데 있어서는 안테나의 인덕턴스의 값이 키지며, 유전물질의 두께 증가 및 그에 따른 재료비의 상슴에 의해 그 한계점을 나타 내었다. 본 연구에서는 차세대 TFT-LCD 및 POP 대면적 공정에 적용 가능한 고밀도 플라즈마를 발생시키기 위해서 내장형 유도결합형 선형 안테나를 사용하였다. 내장형 유도결합형 선형 안테나가 가지고 있는 고유의 정전기적 결합효과를 최소화시키기 위해 직사각형모양의 플라즈마 챔버(830mm*1,020mm)에서 영구자석을 사용하였다. 영구자석을 사용하여 외부자 장을 인가하였을 때가, 그럴지 않은 때보다 RF 안테나에 걸리는 코일의 전압을 낮춰주었으며, 영구자석의 배열에 따라 코일의 인덕턴스의 값이 크게 변함을 알 수 있었다. 그리고, 최적화된 자장의 배열은 플라즈마의 이온밀도를 증가시켰으며, 플라즈마 균일도 또한 10% 이 내로 유지됨을 알 수 있었다. 따른 식각 메커니즘에 대하여 알아보고자 하였다. $CF_4/Cl_2$ gas chemistry 에 첨 가 가스로 $N_2$와 Ar을 첨 가할 경 우 텅 스텐 박막과 하부 layer 간의 etch selectivity 증가는 관찰되지 않았으며, 반면에 첨가 가스로 $O_2$를 사용할 경우, $O_2$의 첨가량이 증가함에 따라 etch s selectivity 는 계속적으로 증가렴을 관찰할 수 있었다. 이는 $O_2$ 첨가에 따라 형성되는 WOF4 에 의한 텅스텐의 etch rates 의 감소에 비하여, $Si0_2$ 등의 형성에 의한 poly-Si etch rates 이 더욱 크게 감소하였기 때문으로 사료된다. W 과 poly-Si 의 식각 특성을 이해하기 위하여 X -ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 사용하였으며, 식각 전후의 etch depth 를 측정하기 위하여 stylus p pmfilometeT 를 이용하였다.X> 피막이 열처리 전후에 보아는 기계적 특성의 변화 양상은 열역학적으로 안정한 Wurzite-AlN의 석출에 따른 것으로 AlN 석출상의 크기에 의존하며, 또한 이러한 영향은 $(Ti_{1-x}AI_{x})N$ 피막에 존재하는 AI의 함량이 높고, 초기에 증착된 막의 업자 크기가 작을 수록 클 것으로 여겨진다. 그리고 환경의 의미의 차이에 따라 경관의 미학적 평가가 달라진 것으로 나타났다.corner$적 의도에 의한 경관구성의 일면을 확인할수 있지만 엄밀히 생각하여 보면 이러한 예의 경우도 최락의 총체적인 외형은 마찬가지로

• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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• v.49 no.2
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• pp.98-102
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• 2000

Ferroelectric PZT heterolayered thin films were fabricated by spin coating method on the Pt/Ti/SiO2/Si substrate using PZT(10/90) and PZT(90/10) m7etal alkoxide solutions. All PZT heterolayered films showed a homogeneous grain structures without presence of rosette structure. It can be assumed that the lower PZT layers played a role of nucleation site for the formation of the upper PZT layer. Pb-deficient PZT phase was formed at PZT/Pt interface due to the diffusion of Pb element into a Pt bottom electrode. The relative dielectric constant and the dielectric loss of the PZT-6 film were 567 and 3.6%, respectively. Increasing the number of coatings, remanent polarization and coercive field were decreased and the values of the PZT-6 heterolayered film were $7.18\muC/cm^2$ and 68.5kV/cm, respectively. Leakage current densities were increased with increasing the number of coatings, and the value of the PZT-4 film was about $7\times10-8A/cm^2$ at 0.05MV/cm.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.10 no.10
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• pp.983-988
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• 1997

We investigated the structural and dielectric properties of PZT(20/80)/PZT(80/20) heterolayered thin films that fabricated by the alkoxide-based Sol-Gel method. PZT(20/80)/PZT(80/20) heterolayered thin films were spin-coated on the Pt/Ti/SiO$_2$/Si substrate with PZT(20/80) film of tetragonal structure and PZT(80/20) film of rhombohedral structure by turns. Each layers were dried to remove the organic materials at 30$0^{\circ}C$ for 30min and sintered at $650^{\circ}C$ for 1hr. This procedure was repeated several times to form PZT(20/80)/PZT(80/20) heterolayered films and thickness of the film obtained by one-times of drying/sintering process was approximately 80-90nm. PZt-1, 3, 5 films with top layer of PZT(20/80) film of tetragonal structure showed fine grain structure and PZT-2, 4, 6 films with top layer of PZT(80/20) film of rhombohedral structure showed the dense grain microstructure without rosette-type. Dielectric constant and dielectric loss of the PZT-6 film were approximaterly 1385 and 3.3% respectively. Increasing the number of coatings remanent polarization was increased and coercive field was decreased and the values of the PZT-6 film were 8.13$\mu$C/cm$^2$and 12.5kV/cm respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.257-257
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• 2016

최근에 메모리의 초고속화, 고집적화 및 초절전화가 요구되면서 resistive random access memory (ReRAM), ferroelectric RAM (FeRAM), phase change RAM (PRAM)등과 같은 차세대 메모리 기술이 활발히 연구되고 있다. 다양한 메모리 중에서 특히 resistive random access memory (ReRAM)는 빠른 동작 속도, 낮은 동작 전압, 대용량화와 비휘발성 등의 장점을 가진다. ReRAM 소자는 절연막의 저항 스위칭(resistance switching) 현상을 이용하여 동작하기 때문에 SiOx, AlOx, TaOx, ZrOx, NiOx, TiOx, 그리고 HfOx 등과 같은 금속 산화물에 대한 연구들이 활발하게 이루어지고 있다. 이와 같이 다양한 산화물 중에서 AlOx는 ReRAM의 절연막으로 적용되었을 때, 우수한 저항변화특성과 안정성을 가진다. 하지만, AlOx 박막을 형성하기 위하여 기존에 많이 사용되어지던 PVD (physical vapour deposition) 또는 CVD (chemical vapour deposition) 방법에서는 두께가 균일하고 막질이 우수한 박막을 얻을 수 있지만 고가의 진공장비 사용 및 대면적 공정이 곤란하다는 문제점이 있다. 한편, 용액 공정 방법은 공정과정이 간단하여 경제적이고 대면적화가 가능하며 저온에서 공정이 이루어지는 장점으로 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 sputtering 방법과 용액 공정 방법으로 형성한 AlOx 기반의 ReRAM에서 메모리 특성을 비교 및 평가하였다. 먼저, p-type Si 기판 위에 습식산화를 통하여 SiO2 300 nm를 성장시킨 후, electron beam evaporation으로 하부 전극을 형성하기 위하여 Ti와 Pt를 각각 10 nm와 100 nm의 두께로 증착하였다. 이후, 제작된 AlOx 용액을 spin coating 방법으로 1000 rpm 10 초, 6000 rpm 30 초의 조건으로 증착하였다. Solvent 및 불순물 제거를 위하여 $180^{\circ}C$의 온도에서 10 분 동안 열처리를 진행하였고, 상부 전극을 형성하기 위해 shadow mask를 이용하여 각각 50 nm, 100 nm 두께의 Ti와 Al을 electron beam evaporation 방법으로 증착하였다. 측정 결과, 용액 공정 방법으로 형성한 AlOx 기반의 ReRAM에서는 기존의 sputtering 방법으로 제작된 ReRAM에 비해서 저항 분포가 균일하지는 않았지만, 103 cycle 이상의 우수한 endurance 특성을 나타냈다. 또한, 1 V 내외로 동작 전압이 낮았으며 104 초 동안의 retention 측정에서도 메모리 특성이 일정하게 유지되었다. 결론적으로, 간단한 용액 공정 방법은 ReRAM 소자 제작에 많이 이용될 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.173-173
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• 2010

$Bi_4Ti_3O_{12}$ ($B_4T_3$) is a unique ferroelectric material that has a relatively high dielectric constant, high Curie temperature, high breakdown strength, and large spontaneous polarization. As a result this material has been widely studied for many applications, including nonvolatile ferroelectric random memories, microelectronic mechanical systems, and nonlinear-optical devices. Several reports have appeared on the use of Mn dopants to improve the electrical properties of $B_4T_3$ thin films. Mn ions have frequently been used for this purpose in thin films and multilayer capacitors in situations where intrinsic oxygen vacancies are the major defects. However, no systematic study of the optical properties of $B_4T_3$ films has appeared to date. Here, we report optical data for these films, determined by spectroscopic ellipsometry (SE). We also report the effects of thermal annealing and Mn doping on the optical properties. The SE data were analyzed using a multilayer model that is consistent with the original sample structure, specifically surface roughness/$B_4T_3$ film/Pt/Ti/$SiO_2$/c-Si). The data are well described by the Tauc-Lorentz dispersion function, which can therefore be used to model the optical properties of these materials. Parameters for reconstructing the dielectric functions of these films are also reported. The SE data show that thermal annealing crystallizes $B_4T_3$ films, as confirmed by the appearance of $B_4T_3$ peaks in X-ray diffraction patterns. The bandgap of $B_4T_3$ red-shifts with increasing Mn concentration. We interpret this as evidence of the existence deep levels generated by the Mn transition-metal d states. These results will be useful in a number of contexts, including more detailed studies of the optical properties of these materials for engineering high-speed devices.