• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.199-199
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• 2012

최근 그래핀의 대면적 합성 및 롤투롤 전사 공정의 개발로 그래핀의 상용화가 가시화 되고 있다. 하지만, 그래핀의 독특한 특성인 선형적이고 밴드갭이 없는 에너지 띠 분포 때문에 반도체 소자로서의 직접적인 적용에는 한계가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 돌파구로써, 그래핀 복합체의 연구와 개발이 활발히 진행되고 있으며 본 연구에서는 그래핀 복합 적층 구조를 다룬다. 이는 디스플레이, 초고속 반도체 소자, 고성능 광전자소자 및 초고감도 센서 등 다양한 분야에 대한 그래핀의 실용화 가능성이 높아진 것을 의미한다. 특히, 높은 가시광 투과도와 낮은 면저항으로 기존 투명 전극에 대표적으로 사용되고 있는 ITO (Indium Tin Oxide)를 그래핀으로 대체하는 것에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 그래핀이 높은 전자이동도를 가지는 것에 비하여 비저항과 투과도 측면에 있어서는 ITO의 성능을 뛰어넘지 못하는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 ITO가 가지는 취약점인 기판과의 약한 접착력, 높은 취성, 기판과의 열팽창률 차이 등의 공정상 문제점을 극복하고자 하였다. 그래핀 복합 적층 필름은 플라스틱 기판 (PET) 위에 열 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD)을 이용하여 합성한 그래핀을 전사하고, ITO 용액을 도포한 다음 다시 그래핀을 씌워 제작하여 샌드위치 구조(sandwich structure)를 형성하였다. 완성된 필름은 광학적, 전기적 특성 분석을 수행하였다. 광학적 분석으로는 라만 분광을 이용한 그래핀 품질평가와 파장대에 따른 광 투과도, 그리고 반사도 측정을 하였으며, 전기적 특성은 면저항을 측정함으로써 분석한다. 결함이 적고, 대면적에 걸쳐 한 층을 이루어야 하는 고품질 그래핀의 요구사항에 따라 라만 분광의 G, 2D, D 띠를 분석하였다. G와 2D 띠의 비율을 통해 그래핀의 층 수를, D 띠의 강도를 통해 결함의 유무를 판단하였다. 또한, 가시광 영역에서 90% 이상의 광 투과도를 보여야 하는 투명 소자의 요구사항 달성 정도를 UV-VIS를 이용하여 확인하였다. 마지막으로, 제작한 필름의 면저항 또한 4-프로브 멀티미터를 이용하여 측정하고, 일반적인 터치스크린의 면저항인 $500{\Omega}/sq$를 만족하는지 평가하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2008.10a
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• pp.223-225
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• 2008

하이드레이트는 저온.고압에서 저분자량의 게스트(guest)가 호스트(host)인 물분자 속에 포획되어 만들어지는데 일련의 과정은 물리적 반응을 통해 생성된다.본 연구에서는$CO_2$보다 지구온난화지수(Global Warming Potential)가 23,900배 높은 $SF_6$의 회수 및 정제기술로써 하이드레이트화를 이용하는 신기술 개발의 일환으로 분광학적 접근을 통해 $SF_6$ 혼합 하이드레이트의 정성 및 정량분석을 수행하였다. Raman Shift 분석 결과 $SF_6$의 $770cm^{-1}$에서 $v_1$ 진동주파수를 확인함으로써 하이드레이트 내 $SF_6$가 안정적으로 포집됨을 확인하였고 혼합가스 내 $SF_6$ 농도별로 만들어진 샘플의 Raman Shift를 통해서 $SF_6$의 하이드레이트 전환율을 가늠할 수 있었다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.11 no.2
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• pp.56-59
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• 2001

Thin films of hydrogenated amorphous silicon (a-Si : H) of different compositions were deposited on Si(100) wafer and glass by RF plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD). In the present work, we have investigated the effect of the If. power on the properties, such as optical band gap, transmittance and crystallinity, of crystalline silicon thin films. Raman data show that the material consists of an amorphous and crystalline phase for the co-presence of two peaks centered at 480 and 520cm$^{-1}$. X-ray spectra confirmed of crystallites with (111) orientation at 300w The transmittance of thin films was measured by UV-VIS spectrophotometer. In addition, Si-H chemical bondings were studied by Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectroscopy.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.570-570
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• 2012

그래핀(graphene)은 육각형의 탄소원자 한층으로 이루어진 이차원 구조체로써 우수한 물리적, 전기적 특성으로 인해 다양한 분야에서 응요을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 그래핀과 금속 나노입자의 복합구조는 수소 저장체, 가스센서, 연료전지, 화학 촉매등의 다양한 분야에서 응용이 가능하다. 현재까지 그래핀/금속나노입자 복합구조의 제작 방법에는 열증발(thermal evaporation), 전기도금법(electrodeposition), 표면 기능화(surface functionalization)를 이용한 방법이 보고되었다. 하지만 이러한 방법은 긴 공정시간이 요구되며, 나노입자의 크기 분포가 넓다는 단점을 지닌다. 본 연구에서는 화학기상증착법을 통해 합성된 그래핀이 전사된 SiO2 (300nm)/Si 기판에 염화기가 포함된 백금 화합물 분산용액을 스핀코팅(spin-coating)하고 MeV 전자빔을 조사하여 Pt/grapheme 복합구조를 형성하였다. 이 방법은 균일한 크기 분포의 나노입자의 형성이 가능하며, 간단하고, 대면적 공정이 가능하며, 다른 방법에 비해 그래핀의 결함형성이 적다는 장점을 지닌다. Pt/grapheme 의 기하학적 구조를 주사전자현미경(scanning electron microscopy)와 투과전자현미경(transimission)을 통해 분석하였고, Pt와 graphene의 일함수(workfunction)의 차이에 의해 야기되는 전하이동에 의한 도핑(doping)현상을 라만 분광기(Raman spectroscopy)와 X-선 광전자 분광기(X-ray photoelectron spectroscopy)를 통해 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.427-427
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• 2011

그래핀은 탄소원자가 육각형의 벌집형태로 배열되어 있는 원자단위 두께의 가장 얇은 재료중의 하나이다. 이는 우수한 기계적, 전기적, 광학적 특성을 지니고 있어 다양한 분야로의 응용이 가능할 것으로 예측되고 있다. 그래핀의 산업적 응용을 위해서는 대면적으로 두께 균일도가 높은 그래핀을 저렴한 방법으로 합성하는 것이 무엇보다도 우선적으로 요구된다. 그래핀을 얻는 방법으로는 물리 화학적 박리, 탄화규소의 흑연화, 열화학기상증착법(thermal chemical vapor deposition; TCVD) 등의 다양한 방법이 있으며, 현재로선 그 중 TCVD법이 대면적으로 두께균일도가 높은 그래핀을 합성할 수 있는 가장 적합한 방법으로 인식되고 있다. 그러나 이 방법은 탄소가 포함된 원료가스를 분해하기 위하여 고온의 공정이 요구되는 단점이 있다. 이러한 이유로 최근 그래핀은 저온에서 합성하기 위한 많은 연구들이 진행 중에 있으며 그 결과가 속속 보고 되고 있다. 본 연구에서는 고주파 플라즈마가 결합된 TCVD장치를 이용하여 원료가스를 효율적으로 분해함으로서 그래핀의 저온합성을 도모하였다. 기판은 300 nm 두께의 니켈박막이 증착된 산화막 실리콘 기판을 사용하였으며, 원료가스로는 메탄을 사용하였다. 실험결과, 350 W의 파워로 플라즈마를 방전하여 30분간 합성을 수행하였을 때 약 $450^{\circ}C$ 근처의 저온에서 수 겹의 그래핀이 합성 가능한 것을 확인하였다. 합성된 그래핀은 분석의 용이함 및 향후 다양한 응용을 위하여 산화막 실리콘 기판 및 투명 고분자 기판 등으로 전사하였다. 그래핀의 특성분석을 위해서는 광학현미경, 라만 분광기, 투과전자현미경, 자외 및 가시선 분광광도계, 4탐침측정기 등을 이용하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.407-407
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• 2012

화학기상증착법(CVD; Chemical Vapor deposition)으로 h-BN을 증착하여 성장 시간에 따른 표면의 특성 및 결정성을 연구하였다. 암모니아 보레인(BH3NH3)을 보론 나이트라이드(Boron Nitride) 박막의 전구물질로 이용하였으며, $70{\sim}120^{\circ}C$로 열을 가하여 열분해하였다. $25{\mu}m$ 두께의 구리 기판을 챔버에 넣어서 Low pressure (~25 mTorr) 상태가 되도록 한다. 25 mTorr 이하의 압력에서 수소 가스 (0.2~1sccm)를 넣고 $20^{\circ}C$/min로 가열한 후 약 한 시간 후에 $990{\sim}1,000^{\circ}C$가 된다. 그 후 Cu foil의 표면을 부드럽게 하고, 산화막을 제거하기 위해 $990^{\circ}C$에서 40 분간 열처리(annealing)한다. 그 후 암모니아 보레인에서 분해된 보라진 가스(borazine; B3H6N3)로 h-BN을 합성한다. 성장 시간이 길수록 더 많은 부분이 보론 나이트라이드에 의해 덮인다는 것을 관찰하였고, 성장 시 주입하는 수소의 양(0.2~5 sccm)과 알곤(0~15 sccm)의 혼합 비율에 따라 보론 나이트라이드의 domain size가 변화함을 알 수 있었다. 그 각각의 차이를 주사 전자현미경(SEM; Scanning Electron Microscopy)을 통해 확인하고, 결정성을 라만 분광(Raman spectroscopy), 광전자 분광(XPS; X-ray photoelectron spectroscopy)으로 비교 분석하였다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.47 no.5
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• pp.439-446
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• 2003

Surface-enhanced Raman(SER) spectroscopy was utilized to investigate the adorption orientation of the 4-biphenylcarboxylic acid(BPCA) derivatives, such as 4'-cyano-BPCA(c-BPCA), 4'-mercapto-BPCA(m-BPCA), and 4'-amino-BPCA(a-BPCA), which were adsorbed on Au and Ag colloid monolayers. For the systematic approach, information regarding the adsorption behavior of benzoic acid, biphenyl, and BPCA was applied to the target molecules. From the spectral behaviors of benzene ring, C-H stretching, carboxylate anion, and the other finger printing vibrational modes, it was concluded that only the m-BPCA was adsorbed tilt with thiol group being adsorbed on Au surface, whereas the other molecules were adsorbed flat on both Au and Ag surfaces.

• Composites Research
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• v.29 no.4
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• pp.194-202
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• 2016

A graphene film, two-dimensional carbon sheet, is a promising material for future electronic devices and so on. In graphene applications, the effect of substrate on the atomic/electronic structures of graphene is significant, so we studied an interaction between graphene film and substrate. To study the effect, we investigated the graphene films grown on Ni substrate with two crystal face of (111) and (100) by Raman spectroscopy, comparing with graphene films transferred on $SiO_2/Si$ substrate. In our study, the doping effect caused by charge transfer from Ni or $SiO_2/Si$ substrate to graphene was not observed. The bonding force between graphene and Ni substrate is stronger than that between graphene and $SiO_2/Si$. The graphene films grown on Ni substrate showed compressive strain and the growth of graphene films is incommensurate with Ni (100) lattice. The position of 2D band of graphene synthesized on Ni (111) and (100) substrate was different, and this result will be studied in the near future.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.24 no.3
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• pp.94-98
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• 2014

$LiCoO_2$ thin film has received diverse attention as cathodes material of thin-film micro-batteries. In this study, $LiCoO_2$ thin films were synthesized on Au substrates by sol-gel spin coating method and an annealing process. Their structures were studied using X-ray diffraction and Raman Spectroscopy. The particle morphologies of these thin films were observed by Scaning electron microscope. From the results of X-ray diffractometry and Raman Spectroscopy analyses, it was found that as-grown films had the structure of spinel (LT-$LiCoO_2$) and layered-Rock-salt (HT-$LiCoO_2$) at $550^{\circ}C$ and $750^{\circ}C$ respectively. The annealed films at $650^{\circ}C$ were presumed to be the mixed state of these two types. Throlugh the scanning electron microscope, It was estimated that the particle size in as-grown films at $750^{\circ}C$, were larger crystilline particle than in those at the other lower temperature and well distributed in the film.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.40 no.8
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• pp.770-776
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• 2003

#140 mesh and #600 mesh wheels were adopted to grind (111) and (100) oriented single crystalline silicon wafer and the grinding induced change of the surface integrity was investigated. For this purpose, microroughness, residual stress and phase transformation were analyzed for the ground surface. Microroughness was analyzed using AFM (Atomic Force Microscope) and crystal structure was analyzed using micro-Raman spectroscopy. The residual stress and phase transformation were also analyzed after thermal annealing in the air. As a result, microroughness of (111) wafer was larger than that of (100) wafer after grinding. It was observed using Raman spectrum that the silicon was transformed from diamond cubic Si-I to Si-III(body centered tetragonal) or Si-XII(rhombohedral). Residual stress relaxation was also shown in cavities which were produced after grinding. The thermal annealing was effective for the recovery of the silicon phase to the original phase and the residual stress relaxation.