• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.681-682
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• 2013

전기는 우리 주변의 에너지 형태 중에서 가장 편리하고 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 전기는 전자제품, 전기자동차, 에너지 저장 플랜트 등 매우 많은 분야에서 저장되고 사용되고 있다. 특히 에너지 저장 용량의 확대는 휴대폰, 노트북 PC 등 휴대용 IT 기기의 성장에 결정적인 역할을 하였다. 가볍고 작으면서도 고용량의 전기 에너지 저장 장치가 없었다면, 통신이나 인터넷 그리고 오락 등 다양한 기능을 작은 휴대용 기기에 구현할 수 없었을 것이다. 그러나 시간이 흐를수록 기기의 요구 성능이 높아지고 소비자의 니즈가 더욱더 다양해지고 고도화될수록 단일 부품으로 가장 큰 부피를 차지하는 에너지 저장 장치의 용량과 디자인은 점점 중요해지고 있다. 이러한 에너지 저장 장치에서 가장 친숙한 형태는 2차 전지 계열이다. 납 축전지를 비롯하여, 니켈수소, 니켈카드뮴, electrochemical capacitor와 Li ion 계열 등이 대표적이다. 특히 Li ion 배터리는 모바일, 자동차 및 에너지 저장 그리드 등과 같은 다양한 분야에 가장 많이 적용되고있다. Li ion 배터리에 대하여 현재의 핵심적인 연구분야는 전극 재료(cathode, anode)와 electrolyte에 대한 것이다. Anode 전극 재료 중에서 가장 많이 사용되는 재료는 카본을 기반으로 하는 재료로 안정성에 대한 장점이 있지만 에너지 밀도가 낮다는 단점이 있다. 에너지 저장 용량 증가에 대한 필요성이 증가하기 때문에 현재 많이 사용되고 있는 에너지 밀도가 낮은 카본 재료를 대체하기 위해서 이론 용량이 높다고 알려진 실리콘과 같은 메탈이나 주석 산화물과 같은 천이 금속 산화물에 대하여 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 현재까지 알려진 많은 재료 중에서 가장 큰 capacity (~4,000 mAh/g)를 가지고 있다고 알려진 실리콘이 카본의 대체 재료로 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나, Li 과 반응을 하며 약 300~400%에 달하는 부피팽창이 발생하고, 이러한 부피 팽창 때문에 충 방전이 진행됨에 따라 current collector로부터 박리되는 현상을 보여 빠른 용량 감소를 보여주고 있다. 본 연구에서는 adhesion layer를 current collector와 실리콘 전극 재료 사이에 삽입하여 충 방전 시 부피팽창에 의한 미세구조의 변화와 electrochemical 특성에 대한 영향을 알아보았다. 실험에 사용한 anode 전극은 상용 Cu foil current collector에 RF/DC magnetron 스퍼터링을 통해 다양한 종류(Ti, Ta 등)의 adhesion layer과 200 nm 두께의 Si 박막을 증착하였다. 또한 Bio-logic Potentiostat/ Galvanostat VMP3 와 WanAtech automatic battery cycler 장비를 사용하여 0.2 C-rate로 half-cell 타입의 코인 셀로 조립한 전극에 대한 충 방전 실험을 진행하였다. Adhesion layer의 사용으로 인해 실리콘 박막과 Cu current collector 사이의 박리 현상을 줄여줄 수 있었고, 충 방전 시 Cu 원자의 실리콘 박막으로의 확산을 통한 brittle한 Cu-Si alloy 형성을 막아 줄 수 있어 큰 특성 향상을 확인할 수 있었다. 또한, 리튬과 실리콘의 반응을 통한 형태와 미세구조 변화를 SEM, TEM 등의 다양한 장비를 사용하여 확인하였고, 이를 통해 adhesion layer의 사용이 전극의 특성향상에 큰 영향을 끼쳤다는 것을 확인할 수 있었다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.3 no.1
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• pp.28-32
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• 1993

Abstract The hot wire anemometer-type flow sensor, which consisted of Ni thin film resistors evaporated on Si substrates, was fabricated and characterized. It was known that the temperature coefficients of Ni resistors were decreased as the film thickness was thinned and the operating characteristics of the fabricated flow sensor were determined as a sensitivity of 111.3${\mu}$W/(${\ell}$ pm$)^{1/2}$ and a dynamic response time of several 10 seconds.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.461-461
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• 2011

최근의 나노기술의 발전과 함께 나노미터크기의 물질들의 물성과 미세구조 등을 분석하기 위한 노력들이 활발히 이루어지고 있다. 투과전자현미경(transmission electron microscope; TEM)은 나노물질의 미세구조 관찰, 화학성분 분석, 전자기적 특성평가가 가능한 초정밀 분석장비이다. TEM 관찰을 위한 시편의 제작방법중 TEM 그리드(grid)를 사용하는 방법은, 분석하고자 하는 물질을 망(mesh) 형태의 그리드에 도포하여 샘플을 준비하는 방법으로 다른 방법에 비해 아주 빠르고 간편한 장점이 있다. 그러나 TEM 그리드에 나노물질을 분산/도포하여 공중에 떠있는 형태로 샘플을 제작하려면, 나노물질이 mesh 사이로 빠져나오지 않도록 그리드 mesh의 간격이 아주 미세하여야 하는데, 일반적으로 mesh의 크기가 미세할수록 그리드의 가격은 높아진다. 또한 기존에 사용되고 있는 비정질 탄소박막으로 덮여진 그리드는 극미세 크기의 나노물질 및 탄소나노물질을 분석할 경우, 고해상도의 TEM상을 얻는데 한계가 있다. 한편 그래핀은 2차원의 육각판상의 구조로 탄소원자가 빼곡히 채워진 흑연 한 층의 나노재료이다. 이는 원자단위 두께로 가장 얇은 물질로서 기계적 강도가 우수하여 지지막으로의 응용이 가능하다고 알려져 있다. 따라서 TEM grid막으로 사용할 경우 기존의 고가의 미세한 mesh가 형성된 그리드를 사용하지 않아도 나노물질을 효과적으로 분석할 수 있을 것으로 예상 된다. 본 연구에서는 열화학증기증착법(thermal chemical vapor deposition; TCVD)을 이용하여 300 nm 두께의 니켈박막이 증착된 기판위에 대면적으로 합성한 그래핀을 TEM 관찰용 그리드 위에 전사(transfer)함으로써 나노물질이 그리드 mesh사이로 빠져나오지 않는 저가의 TEM 그리드 제작 방법 및 응용 가능성에 대하여 보고한다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.7 no.6
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• pp.1056-1063
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• 2006

Thermal evaporated 10 nm-Ni/l nm-Ir/(or polycrystalline)p-Si(100) and 10 nm-$Ni_{50}Co_{50}$/(or polycrystalline)p-Si(100) films were thermally annealed using rapid thermal annealing fur 40 sec at $300{\sim}1200^{\circ}C$. The annealed bilayer structure developed into Ni(Ir or Co)Si and resulting changes in sheet resistance, microstructure, phase and composition were investigated using a four-point probe, a scanning electron microscopy, a field ion beam, an X-ray diffractometer and an Auger electron spectroscope. The final thickness of Ir- and Co-inserted nickel silicides on single crystal silicon was approximately 20$\sim$40 nm and maintained its sheet resistance below 20 $\Omega$/sq. after the silicidation annealing at $1000^{\circ}C$. The ones on polysilicon had thickness of 20$\sim$55 nm and remained low resistance up to $850^{\circ}C$. A possible reason fur the improved thermal stability of the silicides formed on single crystal silicon substrate is the role of Ir and Co in preventing $NiSi_2$ transformation. Ir and Co also improved thermal stability of silicides formed on polysilicon substrate, but this enhancement was lessened due to the formation of high resistant phases and also a result of silicon mixing during high temperature diffusion. Ir-inserted nickel silicides showed surface roughness below 3 nm, which is appropriate for nano process. In conclusion, the proposed Ir- and Co- inserted nickel silicides may be superior over the conventional nickel monosilicides due to improved thermal stability.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.5 no.4
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• pp.358-369
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• 1995

Surface structure and adhesion by the reaction between thin metal films and SiC were studied at temperatures between 550 and $1450^{\circ}C$ for various times. The reaction with the formation of various silicides was initially observed above $850^{\circ}C$ for SiC/Co system and $650^{\circ}C$ for SiC/Ni system. The cobalt reacted with SiC and consumed completely at $1050^{\circ}C$ for 0.5 h and the nickel at $950^{\circ}C$ for 2 h. The observed CoSi phase in SiC/Co and Ni$_2$Si phase in SiC/Ni are thermodynamically stable in the reaction zone up to 125$0^{\circ}C$ and $1050^{\circ}C$ respectively. Carbon was crystallized as graphite above $1450^{\circ}C$ for SiC/Co reaction surface and $1250^{\circ}C$ for SiC/Ni. The critical loads of the thin metal films on SiC substrate were qualitatively compared in terms of the scratch test method. At temperatures between 850 and $1050^{\circ}C$, relatively higher values of 20~33 N were observed for SiC/Ni couples.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.174-175
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• 2014

We fabricated a Ni/C composite thick film on ${\alpha}-Al_2O_3$ substrate. A number of precipitations were observed on the film surface. Structural characterization was performed on the observed precipitations using transmission electron microscopy (TEM) with help of the elemental mapping, electron diffraction (ED) and ED simulation. The structural characterization revealed that the precipitation is ${\theta}-Al_2O_3$ having the space group of C2/m (Monoclinic).

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.8 no.2
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• pp.127-135
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• 1999

Nickel oxide films were prepard by using the electron beam evaporation technique. Coloring and bleaching experiments for cyclic durability were repeated in KOH electrolyte by cyclic voltammetry. Visible spectrophtometry was used to assess the stability of the transmittance in the degraded films. X-ray photoelectron spectroscopy results showed that the grain surface are oxygen-rich compared to the grain interiors in a NiO film. Open circuit memory of colored films is about 400hours in lN KOH. The rate of self discharge was evaluated by measuring the transmittance at 550nm of a fully oxidized NiO film. The rate of self discharge was increased polynomially with time and the film is nearly bleached after about 400hours. It was also found that the degraded film by repeated cycles in the KOH solution changed the grain shape of film surface The film prepared under a vacuum pressure of $3\times10^{-4}$ mbar was found to be rather stable when subjected to the repeated coloring and bleaching cycles in KOH electrolyte. Band theory applied to explain the electrochromic mechanism was discussed.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07c
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• pp.1485-1487
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• 2000

A variety of target configurations in sputtering process have been proposed to deposit various structures of thin film alloys and compound films. In this study, we presented the comparative experimental results regarding to the characterization of properties of Cu-Ni thin films deposited by using a magnetron co-sputtering method, as a function of target configurations; one is using a single target with varying the area of Ni chips attached on the Cu target and another is using a dual-type target with two targets of Ni and Cu separated each other. Structural(d-spacing, crystal orientation, crystallite size, cross-sectional morphology) and electrical(resistivity) properties of deposited films are characterized and compared as a function of target configurations as well as deposition conditions.

• Proceedings of the Korean Magnestics Society Conference
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• 2011.12a
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• pp.91-91
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• 2011

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.9 no.1
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• pp.48-59
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• 2000

Electrochromic NiO films were prepared by using an electron-beam deposition method. The influence of the preparation conditions, especially the substrate temperature, on the electrochemical stability of film was investigated. The optical properties and stability of as-deposited films strongly depended on the substrate temperature during deposition. The NiO film prepared at a substrate temperature of 150~$200^{\circ}C$ was found to be the stabel when subjected to 5000cycles in a 0.5M solution of KOH between -6.0 and +0.8V. The best electrochromic parameters after 5000cycles were obtained for samples with substrate temperature of $150^{\circ}C$. The obtained electrochromic parameters are CE=-0.049($\lambda$=550nm), $\Delta$OD=0.88($\lambda$=550nm)$\textrm{cm}^2$/mC, Qin=-18.11mC/$\textrm{cm}^2$ and Qleft= 14.8mC/$\textrm{cm}^2$.