• Korean Journal of Materials Research
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• v.6 no.1
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• pp.49-56
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• 1996

TiO2/Ag 계 적층형 투명 열절연 박막의 최적 제작조건 설정을 위한 기초 연구로써, 스퍼터조건에 따른 결정구조 및 광학특성 변화거동을 관찰하였다. 반응성 스퍼터링에 의한 TiO2박막 제작조건에 따른 결정구조 및 광학특성 변화거동을 관찰하였다. 반응성 스퍼터링에 의한 TiO2 박막 제작시 Po2/PAr$\leq$0.2에서는 $\alpha$-TiO2 의 결정구조였으나, Po2/PAr$\leq$0.2에서는 기판 온도(RT-37$0^{\circ}C$) 및 열처리 온도(100-80$0^{\circ}C$)에 관계없이 non-stoichiometric 화합물로 판명되어, 산소 분압비가 TiO2 의 조성제어에 가장 중요한 변수로 나타났다. TiO2 박막은 열처리 온도의 증가(100-80$0^{\circ}C$)에 따라 굴절률이 증가(2.19-2.37)하는 경향이었는데, 이는 박막의 밀도증가에서 기인하는 것으로 판단된다. Ag 박막은(111)면과 (200)면이 우세한 결정립으로, 기판 온도(RT-37$0^{\circ}C$) 및 열처리(100-80$0^{\circ}C$)에 따라 등축상의 결정립 성장을 관찰할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.233-233
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• 2012

위상절연체(Bi2Te3)와의 격자상수 불일치 비율이 서로 다른 Si (111)와 Ge (111) 기판을 선택하여 Bi3Te3 박막의 성장 조건을 찾고 이에 따른 특성 분석을 수행하였다. 시료 제작은 초고진공 분위기에서 MBE를 이용하였고, AFM, XRD와 XPS로 각각 구조적 변화, 결정 상태 및 화학적 상태를 분석하였다. 우선 Si 위에 형성된 Bi2Te3의 경우, 초기 박막이 형성된 후, 증착 시간이 증가함에 따라 섬(island)모양의 구조물들이 step edge 부분에 분포되는 모습을 AFM 이미지에서 확인하였다. 형성된 박막의 스텝 단차는 약 1 nm 또는 이 값의 정수 배였고, 이것은 Bi2Te3 unit cell의 quintuple layer (QL) 값과 일치하였다. 또한 측정된 XRD pattern으로 Bi2Te3가 hexagonal 구조의 c-축에 따라 결정성이 이루어졌음을 확인할 수 있었다. XPS 스펙트럼에서는 Bi 4f가 높은 에너지 방향으로 2.3 eV, Te 3d는 낮은 에너지 방향으로 약 0.7 eV 만큼 구속 에너지의 화학적 이동이 나타남을 알 수 있었다. 이러한 결과는 Si 위에 Bi2Te3 박막이 높은 결정성을 가지고 형성되었다는 것을 의미한다. 또한 Si (111) 기판보다 Bi2Te3 결정과 격자상수 불일치의 비율이 상대적으로 작은 Ge (111)을 기판으로 하여 Bi2Te3 박막을 성장시켜 두 표면에서의 박막 성장의 특성을 비교, 논의할 것이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.142-142
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• 2009

Zinc Oxide (ZnO)는 wurtzite 결정구조를 가지고 있으며, 밴드갭 에너지가 약 3.4eV인 산화물 반도체 이다. GaN가 도핑된 ZnO 박막을 Pulsed Laser Deposition (PLD) 법을 이용하여 사파이어 기판과 실리콘 기판에 각각 증착하였다. $500^{\circ}C$의 증착온도에서 1at%~10at%까지의 GaN 도핑농도에 따른 ZnO 박막의 결정성, 성분 분석을 비롯한 전기적 특성을 조사하였다. 첨가된 GaN의 농도에 따라 ZnO 박막의 결정성이 변화하였으며, 농도 변화에 상관없이 ZnO(002) 방향으로 성장함을 알 수 있었다. 또한 실리콘 기판에 증착한 GaN-doped ZnO 박막은 5at%에서 $9.3\;{\times}\;10-3{\Omega}cm$, 10at%에서 $9.2\;{\times}\;10-3{\Omega}cm$의 비저항 값을 가지며 각각 p-type 특성을 나타내었다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.38 no.1
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• pp.61-67
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• 2001

비대칭 펄스 직류 반응성 스퍼터링을 이용하여 상온에서 Si(100) 기판 위에 AlN 박막을 증착하였다. 100 kHz에서 200 kHz까지 펄스 주파수의 변화 및 70%에서 90%까지 duty cycle의 변화에 따른 아크 발생과 AlN 박막의 결정성 그리고 미세 조직을 관찰하였다. Duty cycle에서 양의 펄스 유지 시간이 증가함에 따라 증착 중에 아크 발생 빈도가 현저히 감소하였고 AlN 박막의 입자 크기와 결정상의 c축 배향성이 증가하였다. 반면에 펄스 주파수 변화에 따른 아크 발생은 일정한 경향을 나타내지 않았지만 전반적으로 많은 아크가 발생했다. 아크 발생 빈도가 늘어남에 따라 c축 배향성이 감소하였다. 양의 펄스 유지 시간과 펄스 주파수가 감소함에 따라 박막의 증착 속도는 증가하였으며 440$\AA$/min의 높은 증착 속도를 나타냈다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.1266_1267
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• 2009

신재생 에너지 태양광을 활용하기 위한 태양광 발전에 있어서 기존의 고가의 실리콘 기판 대신 저가의 박막형 태양전지 연구가 활발히 진행 되고 있다. 본 연구에서는 박막형 태양전지에 있어서 태양광의 투과층으로 사용되는 CdS 박막의 열처리에 따른 특성을 연구하였다. 실험은 CdS박막을 Sputtering법으로 동일한 조건에서 제조하였고 이 박막을 $200^{\circ}C$, $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $600^{\circ}C$까지 열처리 하였다. 열처리 전과 후 Ellipsometer를 이용한 박막의 두께 변화, 표면의 RMS Roughness와 Peak to Valley Roughness의 변화 그리고 결정 구조변화 등을 조사하였다. 박막의 두께는 열처리 전보다 처리 후 두께가 얇아졌으나 거칠기나 결정성은 열처리 온도에 따라 거칠어지고 결정성이 떨어졌다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.136-136
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• 2010

$Ge_2Sb_2Te_5$ (GST)는 광학 스토리지 및 PRAM(Phase-change Random Access Memory)에 적용 가능한 대표적인 상변화 물질이며 상변화 거동에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 차세대 비휘발성 메모리로 각광을 받고 있는 PRAM의 경우 저전력 그러나 향후 고집적, 고성능 PRAM 소자구현을 위해서는 Reset 전류 감소를 통한 소비 전력 감소, 인접 셀간의 'cross talking'을 방지할 수 있는 열적 안정성 개선 등의 문제점들을 해결해야 한다. GST 물질의 전기적, 열적 특성을 조절하여 이러한 문제를 해결하기 위하여 GST 물질에 이종의 원소를 첨가하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 특히 질소 첨가에 의해 결정 성장 억제를 통한 결정화 온도 증가, 결정질의 저항 증가 등의 보고가 있었다. 본 연구에서는 질소를 첨가한 N-doped $Ge_2Sb_2Te_5$ (NGST) 박막의 상변화 거동을 규명하고 GST 박막과 비교하여 첨가된 질소의 영향을 분석하고자 한다. D.C Magnetron sputtering 방법으로 증착된 GST와 NGST 박막을 등온으로 유지하여 각 온도별로 열처리 시간 증가에 따른 비저항을 실시간으로 측정하여 GST와 NGST 박막의 상분율을 계산하고 Kissinger 모델을 이용하여 effective activation energy ($E_a$)를 구하였다. GST와 NGST 박막의 $E_a$는 각각 $2.08\;{\pm}\;0.11\;eV$와 $2.66\;{\pm}\;0.12\;eV$로 계산되었다. 따라서 첨가된 질소에 의해 NGST 박막의 결정화를 위하여 GST 박막의 경우보다 더 큰 활성화 에너지가 필요하다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.16 no.1
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• pp.112-116
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• 2005

We investigated the surface modification method for the preparation of organic-inorganic hybrid composite thin film. Gelatin obtained from the decomposition of collagen was allowed to adsorb in a polystyrene tissue culture dish for 2 h to from layers of gelatin. Supersaturated ionic solution of calcium and phosphorus was injected on the gelatin adsorbed layer to form calcium phosphate thin film. During the initial period of incubation, nucleates were formed. With increase of the incubation time, CaP (calcium phosphate) thin film grew on the surface of the culture dish. The gelatin/CaP thin film displayed the highly porous three-dimensional surface structure. Attenuated, total reflectance Fourier transform, infra-red spectroscopy (ATR-FTIR) was used to analyze the chemical properties of CaP film. The analysis demonstrated that the CaP film formed at initial period of treatment appeared to be amorphous. With increase of incubation time, the crystallinity of the film was slightly increased, but the presence of the peaks for the low crystalline CaP confirmed that the CaP thin film prepared in this study was poorly crystallized.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.85.1-85.1
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• 2018

고표면적 다공성 금속 박막 형성 기술은 타겟에서 방출된 금속 원자들이 타겟 주변에서 서로 충돌하여 나노입자를 형성한 후 기판으로 입자를 이송시켜 나노 구조를 지니는 박막을 성장시키는 기술이다. 고표면적 다공성 금속 박막 형성 기술로 제작한 다공성 박막은 열린 기공 구조를 지니고 있기 때문에 외부 기체의 확산이 용이하고 비표면적이 높다는 특징을 가지고 있다. 특히 금속 공기 이차전지 등의 배터리의 경우 전극의 비표면적이 성능을 결정하는 중요한 인자이므로 금속판을 사용하는 경우 대비 비표면적이 높은 나노구조를 사용할 경우 용량 증대에 유리하다. 본 연구에서는 공정 압력, 공정 파워, 타겟과 기판과의 거리, 칠러 온도 등 증착 공정 변수를 제어하여 표면적이 높은 아연 나노 구조를 형성하였다. 이를 분석하기 위해 SEM을 이용하여 미세구조 및 두께를 관찰하였으며, 박막 증착 전후의 무게를 측정하여 기공률을 계산하였다. 또한 XRD 분석을 통하여 결정성 및 결정의 크기를 확인하였다. 이렇게 제작된 고표면적 다공성 Zn 금속박막을 응용하여 아연 전지 성능 평가를 진행하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2011.05a
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• pp.46-46
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• 2011

각종산업의 건축자재, 전기기기 등의 분야에서 내식성 향상용 표면처리 도금재로 가장 많이 사용되고 있는 아연과 실용금속 중 가장 가벼우면서 비강도 및 치수 안정성이 뛰어난 Mg을 사용하여 Zn-Mg의 합금 박막을 제작하였다. 여기서는 Zn, Mg 단일 박막의 밀착성과 내식성의 한계점을 극복하기 위해서 모재와 코팅층 사이에 Al을 삽입하여 (Zn-Mg)/Al 합금 박막을 형성시켰다. 또한 박막의 증착과정 중 이들 막의 제어는 바이아스 전압을 일정하게 하고 진공도를 변수로 하였고, 진공도에 따라 달라지는 쳄버내의 가스 입자가 흡착 인히비터로 작용해서 박막의 몰포로지와 결정배향성의 구조에 중요한 영향을 준다는 것을 확인하였다. 그리고 이들 박막의 내식성과 밀착성에 미치는 몰포로지나 결정배향성과의 상관관계를 규명하여 최적의 코팅 프로세스를 결정하므로써 중간층 유무별 Zn계 합금박막의 기초적인 제작설계 지침을 제공하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.61.2-61.2
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• 2011

본 연구에서는 박막 태양전지용 투명전극으로 사용하기 위해서 Gun-type RF 마그네트론 스퍼트링을 이용하였다. 챔퍼안의 타겟은 AZO타겟(Zn: 98[wt.%], Al:2[wt.%]을 장착하였고 공정압력은 고진공을 유지하였다. 온도는 $300^{\circ}C$로 고정하였고 전력은 70W로 고정하였다. $Ar^+$ 가스유량비를 20sccm~100sccm으로 변화를 주어 기판 위에 AZO를 증착하여 AZO의 구조적 및 광학적 특성의 의존성을 알아보았다. 모든 가스변화에서 400에서 700 nm까지의 가시광 영역에서의 AZO 박막의 평균 투과도는 약 85% 이상의 우수한 투과율을 보인다. AZO 박막 내의 결정 구조는 (002)면으로 우선 배향을 하는 wurtzite 구조를 가지며, $Ar^+$변화에 의해 두께가 증가하면서 결정립의 주상 (columnar) 성장이 향상되고 결정립의 크기도 증가한다. 이러한 경향성은 $Ar^+$변화에 의해 결정성이 향상된다는 것을 의미한다. 이와 같은 구조 및 광학 특성을 가지는 유리 기판 위에 증착된 AZO는 박막 태양전지용 투명 전극으로 응용이 가능할 것이다.