• 전기화학회지
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• 제21권3호
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• pp.55-60
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• 2018

최근 휴대용 기기의 급속한 발전이 이뤄지고, 다양한 전자제품에서 높은 성능의 이차 전지가 요구됨에 따라 고에너지밀도 특성을 가능케 하는 전극 재료의 연구가 주목받고 있다. 음극의 경우, 기존에 사용하고 있는 흑연재료를 대체하기 위하여 실리콘, 주석 등의 소재와 전이금속 산화물을 새로운 음극재료로 사용하려고 한다. 리튬 바나듐 옥사이드는 리튬 전이금속 산화물 기반의 음극 소재로서 흑연 대비 1.5배의 부피당 용량을 나타낼 수 있다는 장점을 가지고 있으나, 낮은 전기전도도와 입자 파쇄현상으로 인하여 전해질의 분해가 가속화되어 성능이 열화되는 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 개선시키기 위하여 전해질 첨가제를 도입하여 전극/전해질 계면의 개질에 따른 리튬 바나듐 옥사이드의 전기화학적 거동 특성을 보고자 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.502-507
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• 2016

이산화바나듐은 섭씨 68도에서 금속-절연체 상전이 특성을 나타내는 써모크로믹(thermochromic) 소재로서, 상전이 현상이 일어날 때 광학적, 전기적 성질이 급격히 변화하며, 이러한 상전이 현상은 가역적인 특성을 가지고 있다. 이산화바나듐의 금속-절연체 상전이 현상을 응용하기 위하여 상전이 온도를 상온 부근으로 낮추고자하는 많은 시도들이 있었으며, 직경 100 nm의 1차원 나노구조를 갖는 이산화바나듐 나노와이어의 경우 $29^{\circ}C$ 근처에서 상전이 현상이 일어남이 보고되었다. 본 연구에서는 기상 수송 방법(vapor transport method)을 사용하여 1차원 또는 2차원 나노구조를 갖는 이산화바나듐을 성장시켰다. 특히 동일한 성장 조건에서도 기판에 따라 다른 형태로 이산화바나듐이 성장하는 것을 확인하였다. 즉 Si 기판($Si{\setminus}SiO_2$(300 nm) 위에서는 1차원 나노와이어 형태의 이산화바나듐이 성장하였고, 그래핀 나노시트 위에서 합성된 이산화바나듐은 2차원 또는 3차원 나노구조를 가지고 성장하였다. 바나듐 옥사이드 나노구조체의 성장에 사용된 Si 웨이퍼 위에 박리-전사된 그래핀 나노시트 기판과 thermal CVD 시스템으로 성장된 1D 또는 2D & 3D 나노 구조를 갖는 $VO_2$의 결정학적 특성을 Raman 분광학으로 분석하였다. Raman 분석결과 성장된 바나듐 옥사이드는 $VO_2$ 상을 갖는 것을 확인하였다.

• 한국진공학회지
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• 제15권5호
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• pp.534-540
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• 2006

$V_2O_3$, $VO_2$, $V_2O_5$ 박막들이 하나의 선구 용액으로부터 다양한 후열처리 조건을 통하여 제작될 수 있었다. 진공 중 후열처리 시 rhombohedral 구조의 $V_2O_3$ 박막이 형성되어졌고, 공기 중 후열처리 시 orthorhombic 구조의 $V_2O_5$ 박막을 얻을 수 있었다. Monoclinic 구조의 $VO_2$ 박막은 진공 후열처리 중 $O_2$ 가스를 공급함으로써 제작될 수 있었다. $V_2O_3$ 박막이 상온에서 도체적 특성을 보이는 반면, $V_2O_5$, $VO_2$ 박막은 반도체적 성질을 지니고 있음을 전기적, 광학적 특성 조사를 통하여 알 수 있었다. 크롬(Cr)이 도핑됨에 따라 $VO_2$ 박막은 그 전기전도성이 n-type에서 p-type으로 변화하였고 비저항이 감소되는 결과를 나타내었다. 또한, 크롬 도핑된 $VO_2$ 박막은 orthorhombic 구조를 나타내었다. 이와 같은 바나듐 옥사이드 박막들에서 관측된 광학적 흡수 구조들은 O 2p 에서 V 3d 밴드로의 전이에 의한 것으로 해석되어진다. 바나듐 이온의 $t_{2g}$ 상태와 $e_g$ 상태 사이의 결정장 갈라짐(crystal-field splitting)은 $V_2O_5$와 $VO_2$에 대해서 각각 1.5 및 1.0 eV로 해석된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.80-85
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• 2019

이산화바나듐은 잘 알려진 금속-절연체 상전이 물질이며, 바나듐 레독스 흐름 전지는 대규모 에너지 저장장치로 활용하기 위해서 많은 연구가 이루어져왔다. 본 연구에서는 바나듐 옥사이드 ($VO_x$) 박막을 리튬이온 이차전지의 양극으로 적용하는 연구를 수행하였다. 이를 위해서 $VO_x$ 박막을 실리콘 웨이퍼 위에 열산화공정으로 300 nm 두께의 $SiO_2$ 층이 형성된 Si 기판 및 쿼츠 기판 위에 RF 마그네트론 스퍼터 시스템으로 60분 동안 $500^{\circ}C$에서 다른 RF 파워로 증착하였다. 증착된 $VO_x$ 박막의 표면형상을 전계방출 주사전자현미경으로 조사하였고, 결정학적 특성을 Raman 분광학으로 분석하였다. 투과율 및 흡수율과 같은 광학적 특성은 자외선-가시광선 분광계로 조사하였다. Cu Foil 위에 증착된 $VO_x$ 박막을 리튬이온전지의 양극물질로 적용하여 CR2032 코인셀을 제작하였고, 전기화학적 특성을 조사하였다. 그 결과 증착된 $VO_x$ 박막은 RF 파워가 증가할수록 낟알 크기가 증가하였고, RF 파워 200 W 이상에서 증착된 박막은 $VO_2$상을 나타내었다. 증착된 $VO_x$ 박막의 투과율은 결정상에 따라 다른 값을 나타내었다. $VO_x$ 박막의 이차전지 특성은 높은 표면적을 가질수록, 결정상이 혼재될수록 높은 충방전 특성을 나타내었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.207-207
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• 2003

Uncooled infrared(IR) detectors that use a microbolometer with a large focal-plane array(FPA) have been developed with surface micromachining technology. There are many materials for microbolometers, such as metals, vanadium oxide, semiconductors and superconductors. Among theses, vanadium oxide is a promising material for uncooled microbolometers due to it high temperature coefficient of resistance(TCR) at room temperature. It is, however, is very difficult to deposit vanadium oxide thin films having a high TCR and low resistance because of the process limits in microbolometer fabrication. In general, vanadium oxides have been applied to microbolometer in mixed phases formed by ion beam deposition methods at low temperature with TCR in the range from -1.5 to -2.0%K.

• 전기전자학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.216-219
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• 2009

$V_2O_5$ 나노선/폴리비닐 알코올(PVA) 고분자 복합체를 나일론 제조법을 응용하여 제작하였고 전기적 특성을 연구하였다. PVA가 아세톤, 에탄올, 메탄올 등의 벤젠기와 반응하여 얇은 막을 형성하는 것을 이용하여 나일론 섬유 제작방법과 유사하게 실타래를 감아올려 나노선 섬유가 섞인 폴리머 섬유를 만들었다. 폴리머-나노선 복합체는 내부에서 전도성이 있는 $V_2O_5$나노선 다발이 네트워크를 형성하기 때문에 전자기장을 차폐할 수 있는 고분자 섬유 등에 적용할 수 있다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
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• pp.270-274
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• 2003

네트워크상태의 탄소나노튜브 나노선과 바나듐 옥사이드 나노선의 전압-전류 특성을 측정하고 옴성 전압전류특성과 함께 정류 다이오드 특성을 관측하였다 정류특성을 Schottky diode 관점에서 분석하였고 나노선을 이용한 다이오드의 이상지수가 10을 초과하는 큰 값을 가짐을 알았다. 2단자 전극상태에서 전류잡음 1/f 잡음형태가 관측되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.14-18
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• 2018

일반적으로 반도체소자의 이동도를 높이기 위하여 반도체소자에서 옴접촉이 중요하게 다루어진다. 반도체 구조의 PN접합은 공핍층을 포함하고 있으며, 공핍층은 전기적인 비선형을 유도하고 쇼키접압을 만들어내는 반도체 고유의 물리적인 특징이다. 본 연구에서는 절연막이 전도성에 미치는 효과를 조사하기 위해서 $SiO_2$ 박막과 $V_2O_5/SiO_2$ 박막의 전기적인 특성을 비교하여 조사하였다. 미소전계영역에서 $SiO_2$ 절연막의 전기적인 특성으로부터 비선형 쇼키접합을 이루고 있는 것을 확인하였으며, 그 위에 증착된 $V_2O_5$ 박막은 오믹특성을 갖는 것을 확인하였다. 절연막의 PN 접합에 의한 쇼키접합 특성이 누설전류를 차단하여 $V_2O_5$ 박막의 전도성을 우수하게 만들었다. 양의 전압에서 $SiO_2$ 박막의 커패시턴스 값은 매우 낮았으나 $V_2O_5$ 박막의 커패시턴스 값은 전압이 증가할수록 증가하였다. 일반적인 전계영역에서 $SiO_2$ 박막의 절연 효과에 의해 $V_2O_5$ 박막의 전도성이 증가하는 것을 확인하였다. 절연박막은 공핍층의 효과를 이용하는 쇼키접합을 갖게 되며, 반도체에서의 쇼키접합은 전도성을 높이는 효과가 있는 것을 확인하였다.