• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.462-462
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• 2011

그래핀은 탄소원자로 구성된 원자단위 두께의 매우 얇은 2차원의 나노재료로서 높은 투광도 뿐만 아니라 우수한 기계적, 전기적 특성을 지니며 구조적 화학적 으로도 매우 안정한 것으로 알려져 있다. 이러한 그래핀을 얻는 방법에는 물리·화학적 박리법, 탄화규소의 흑연화, 열화학기 상증착법(thermal chemical vapor deposition; TCVD)등 많은 방법들이 존재한다. 이중 TCVD방법이 대면적으로 두께균일도가 높은 그래핀을 얻는데 가장 적합한 방법으로 알려져 있다. 한편 그래핀은 우수한 특성들을 기반으로 센서나 메모리와 같은 기능성 소자로 응용이 가능할 뿐 아니라 투명고분자 기판으로 전사함으로서 유연성 투명전극을 제작 가능하여 기존의 인듐산화물(indium tin oxide; ITO) 투명전극을 대체하여 디스플레이, 터치스크린, 전·자기 차폐재 등의 다양한 분야로의 응용이 가능하다고 예측되고 있다. 본 연구에서는 TCVD법을 이용하여 대면적으로 두께균일도가 높은 그래핀을 합성하여 투명 고분자 기판(polyethylene terephthalate; PET) 위에 전사하여 투명전도막을 제작한 후, 압축변형률(compressive strain)의 변화에 따른 전기적 특성 변화를 측정하였다. 그래핀은 300 nm 두께의 니켈박막이 증착된 산화물 실리콘 기판위에 원료가스로 메탄(CH4)을 사용하여 합성하였다. 합성 결과 단층 그래핀의 면적은 약 80% 이상이었으며, 합성된 그래핀은 분석의 용이함 및 향후 다양한 응용을 위하여 식각공정을 통해 산화막 실리콘 기판과 PET기판으로 전사하였다. PET기판 위로 전사하여 제작한 그래핀 투명전도막의 strain 인가에 따른 전기적 특성을 관찰한 결과, 약 20%의 비교적 높은 strain하에서도 전기적특성이 크게 변화하지 않는 것을 확인하였다. 그래핀의 특성분석을 위해서는 광학현미경, 라만 분광기, 투과전자현미경, 자외 및 가시선 분광광도계, 4탐침측정기 등을 이용하였다.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.24 no.5
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• pp.1-14
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• 2021

유무기 하이브리드 금속-할라이드계 페로브스카이트(organic-inorganic metal halide perovskite) 페로브스카이트 반도체 소재는 광전자 소자와 소재 연구에 새로운 연구 흐름을 만들고 있다. 태양전지 성능이 불과 과거 몇 년 사이의 짧은 연구 기간에도 불구하고, 광-전 변환 소자 중에서도 단일 소자와 적층 소자(tandem)에서 높은 광-전 변환 효율을 나타내기 때문이다. 이러한 급격한 연구 성과와 성장에도 불구하고, 페로브스카이트 소재의 다양한 광전자 특성의 평가와 결과에 대한 논의가 필요한 상황이다. 특히 내부 이온 이동이 광전자 원거리 이동 특성 평가와 해석에 영향을 주는 경우, 페로브스카이트 소재를 기반으로 한 다양한 광전자 소자의 성능 향상과 해석에 여전히 모호함을 준다. 달리 얘기하면, 이 소재의 기초 특성을 이해하고자 적용하는 다양한 기존 특성 평가 분석법의 활용과 해석에도 복잡한 영향을 미치고 있다고 할 수 있다. 이러한 페로브스카이트 소재 내에서 광전자 원거리 이동을 측정하는 새로운 방법을 소개하고자 한다. 첫 번째 방법으로, Quasi-steady 상태에서 광전도도를 전기적 특성으로 측정하고, 광조사 하에 투과 및 반사를 광학적으로 측정하여, 전도도와 광전자 밀도를 동시에 평가하는 방법으로, photo-induced transmission and reflection (PITR) 분광분석법이다. 이 분광분석법은 실제 소자의 구동조건을 구현한 상태에서 광전자의 원거리 이동에서 발생하는 광전자 밀도 변화를 반영한 광전자 이동도 특성 평가라는 장점을 가지고 있다. 두 번째 방법으로, 기존의 연속 전압 인가 방법 대신 펄스형 전압 인가 방식을 도입하는 방법으로, pulsed voltage space charge limited current (PV-SCLC) 분석법이다. 이는 펄스형 전압 인가 방법으로 이온의 이동을 최소화하여, 전류-전압 측정에서 히스테리시스가 없고 측정결과의 재현성과 신뢰도가 매우 높은 장점이 있다.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.22 no.4
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• pp.407-415
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• 2009

The change of the nitrogen-related centers and the color change of electron beam irradiated type Ia natural diamonds were studied. The irradiation of diamond with high-energy electron beam creates lattice defects which are neutral single vacancy $V^0$. It increased with increasing electron dose density. The B aggregation seems to produce vacancies more easily than the A aggregation, because diamonds with more B aggregation have more platelets, which are sufficient breakable size by electron beam. Greenish blue color of irradiated diamond is changed to darker with increasing electron dose density. GR1 centers with a zero-phonon line at 741 nm and phonon sidebands make transmit visible light at 530 nm and it moves to 500 nm with higher intensity of GR1 centers.

• Applied Microscopy
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• v.26 no.2
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• pp.105-121
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• 1996

투과전자현미경을 이용한 최근의 재료 분석기술에 대해 일본 토호쿠대학의 ASMA (Atomic Scale Morphology Analysis) 연구실에서 얻은 실험결과를 중심으로 설명하였다. 현재 토호쿠대학에서 가동 중에 있는 가속전압 1250 kV의 초고압 투과전자현미경은 분해능이 약 0.1nm이며, 이 전자현미경으로부터 얻은 고분해능상은 대형컴퓨터를 이용한 시뮤레이션에 의해 해석 할 수 있음을 나타내었다. 또한, 이러한 뛰어난 고분해능 특성을 가진 초고압 투과전자현미경과 최근 재료 분야의 전자현미경 시료 제작기술의 하나로서 크게 주목받고 있는 초박절편법 (Ultramicrotomy)을 이용한 헤마타이트 미립자의 내부구조 해석 결과를 나타내었다. 새로운 전자현미경 분석기법을 위한 주변장비의 눈에 띄는 발달중의 하나로서 전자현미경상을 디지탈 형태로 기록하고, 이를 효과적인 화상처리 기법으로 해석할 수 있는 Imaging Plate (IP)를 주목할 수 있다. 본 논문에서는 IP의 응용 예로서 IP를 이용하여 기록한 고분해능 전자현미경상과 전자 회절패턴의 정량해석 결과에 대해 나타내었다. 에너지분산 X-선 검출기를 이용한 새로운 분석기법의 예로서 전자 채널링 효과를 이용한 ALCHEMI법을 Ni-Al-Mn계 화합물에 대한 실험결과와 함께 나타내었다. 또한, 전자에너지 손실 분광 분석법을 이용한 최근 분석 결과로서 여러 구리 화합물의 전자구조 차이에 따른 구리의 $L_{23}$ 가장자리 피이크 변화를 나타내었다. 새로운 전자현미경법인 에너지 필터를 사용하여 $Al_{0.5}In_{0.5}As$의 전자회절 패턴의 백그라운드를 제거한 결과를 에너지 필터를 사용하지 않은 $Al_{0.5}In_{0.5}As$의 전자회절 패턴과 비교하여 나타내었다.

• Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
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• v.18 no.4
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• pp.457-463
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• 2013

To determine the impact of artificial tears which include carboxymethyl cellulose on a hydrogel contact lenses. Methods: A contact lenses made of the cross-linking agent, EGDMA (ethylene glycol dimethacrylate) and HEMA (2-hydroxyethyl methacrylate) and with added NVP (n-vinyl-2-pyrrolidone) and MMA (methyl methacrylate) was evaluated for water content, refractive index, spectral transmittance and contact angle of produced contact lens. Results: The physical properties of the sampled copolymerized polymers showed that water content, refractive index, visible ray transmittance and contact angle were in the range of 26.61%~48.58%, 1.422~1.455, 80.8%~91.4% and $33.93^{\circ}{\sim}65.70^{\circ}$, respectively. In addition, after soaking with artificial tears, the water content, refractive index and contact angle were in the range of 24.46%~48.25%, 1.422~1.457, 77.0%~91.0% and $37.25^{\circ}{\sim}77.33^{\circ}$, respectively. The changes of the physical property depending on hydration time and showed an increase of refractive index and contact angle, decrease of water content and visible ray transmittance. Conclusions: Artificial tears which include carboxymethyl cellulose sodium which is used as a wetting agent influenced water content, refractive index, contact angle and spectral transmittance of a hydrogel contact lenses.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.27 no.5
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• pp.73-84
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• 2012

테라헤르츠파는 0.1~10THz 대역의 미개발 주파수 자원으로 전자기파 스펙트럼에서 적외선과 밀리미터파의 중간 영역에 위치한다. 전파의 투과성과 광파의 직진성을 동시에 가지고 있어 독특한 물리적 특성을 보유한 테라헤르츠파는 THz 소자, 분광, 영상 기술 등의 기초 과학과 의공학, 보안, 환경/우주, 정보통신 등의 응용 과학 분야에서 이미 그 중요성이 검증되어 향후 폭넓은 산업 응용으로 다양한 분야에서 새로운 형태의 시장이 형성될 것으로 기대된다. 이러한 테라헤르츠파 기술의 사회, 경제적 파급력을 극대화하기 위해서는 테라헤르츠 대역 소자의 특성을 향상시키고, 크기와 가격을 낮추는 것이 매우 중요하다. 본고에서는 크기와 가격을 낮출 수 있는 포토닉스 기반의 테라헤르츠 가변형 연속파 신호원 및 검출기 기술과 이를 기반으로 구현 가능한 응용 기술 동향에 대하여 기술하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.1536-1537
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• 2007

본 논문은 당뇨병의 지표 물질인 glucose의 농도를 극미량의 시료를 사용하여 정량할 수 있는 방법을 개발하기 위해 organic/inorganic 네트웍에 의해 안정화된 나노입자 효소를 이용하여 초소형 효소 전극을 개발하였다. 전극은 실리콘 웨이퍼상에 반도체 공정을 이용하여 마이크로 크기의 금 박막 전극을 제작하였다, Organic/Inorganic 물질과 함께 합성된 glucose oxidase 나노입자는 20nm 크기로 투과형 전자현미경 (Transmission Electron Microscope:TEM)으로 관찰하고, 푸리에변환 적외선분광법(Fourier transform infrared spectrophotometer : FTIR) 을 이용하여 분석하였고, 전극 특성을 알아보기 위해 Potentiostat/Galvanostat을 사용하여 전기 화학 실험을 하였다. 제작된 전극은 시간대 전류법으로 glucose의 농도에 따른 감도를 측정하였다. 실험결과에 따라 전극의 표면에서 발생하는 전류는 glucose의 농도에 비례함을 알 수 있었다. 또한 순환 전압전류법을 통하여 감도를 측정하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.351-351
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• 2013

한국 전체 에너지 사용량 중약 24%의 에너지가 건축물 부분에 소비되고 있다. 건축물의 벽체나 유리창 등을 통해서 에너지 손실이 이루어지는데 유리창은 벽체에 비해 약 10배 이상 낮은 단열 특성을 가지고 있기 때문에 유리창을 통한 열손실량은 더 크다. 이러한 유리창 부분의 열손실 문제를 해결할 수 있는 방안으로 좋은 단열 특성 및 낮은 방사율을 가지고 있는 Low-e coating 방법을 사용하였다. 본 실험에서는 XG glass 기판 위에 IGZO/Ag/IGZO OMO 구조의 다층 박막을 증착하였다. RF magnetron sputtering방법을 이용하여 OMO 구조의 상부와 하부의 Oxide layer로 IGZO 박막을 증착하였다. 사용된 IGZO 타겟은 $In_2O_3$ (99.99%), $Ga_2O_3$ (99.99%), ZnO (99.99%)의 분말을 각각 1:1:1 mol% 조성비로 혼합하여 소결하여 제작하였다. Thermal Evaporator 장비를 이용하여 OMO 구조의 Metal layer로 Ag (99.999%)를 증착하였다. 실험 기판은 크기 $30{\times}30mm$의 0.7T XG glass를 사용하였다. OMO 구조의 산화층 IGZO 박막은 상/하층 동일 조건으로 기판 온도는 실온으로 고정하였으며, 초기 압력 $3.0{\times}10^{-6}$ Torr, 증착 압력 $3.0{\times}10^{-2}$ Torr, RF 파워 50W, Ar 유량 50 sccm로 고정시키고 증착 시간이 변화하면서 박막을 증착하였다. OMO 구조의 Metal layer로 Ag 증착 조건은 초기 진공도가 약 $6.0{\times}10^{-6}$ Torr 이하로 유지하고 기판을 2 Rpm의 속도로 회전시켰다. 이후 0.3 V로 Ag를 10분간 가열하여 충분히 녹인 후 Film Thickness Monitor로 두께를 확인하였다. OMO 다층 박막의 산화물층 변화에 따라 로이다층 박막의 구조적, 광학적 및 전기적 특성을 분석하였다. XRD 분석결과에 의하여 Bragg's 법칙을 만족하는 피크가 나타나지 않는 비정질 구조임을 확인할 수 있으며, AFM 분석결과에 통해서 최소 1.3 nm의 Roughness를 나타내었다. UV-Visible-NIR 분광광도계를 이용하여 다층 박막은 가시광선 영역에서 평균 80%의 광 투과성을 보여 IR 영역에서 평균 30% 투과하고 좋은 차단 특성을 나왔다. Low-e 특성을 갖는 유리창을 통해서 에너지 절약을 이룰 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 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.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.3
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• pp.1-6
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• 2017

Functional coatings, such as anti-reflection and self-cleaning, are frequently applied to cover glass for photovoltaic applications. Anti-reflection coatings made of mesoporous silica film have been shown to enhance the light transmittance. $TiO_2$ photocatalyst films are often applied as a self-cleaning coating. In this study, transparent hydrophobic anti-reflective and self-cleaning coatings made of $SiO_2/TiO_2$ thin layers were fabricated on a slide glass substrate by the sol-gel and dip-coating processes. The morphology of the functional coatings was characterized by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and atomic force microscopy (AFM). The optical properties of the functional coatings were investigated using an UV-visible spectrophotometer. Contact angle measurements were performed to confirm the hydrophobicity of the surface. The results showed that the $TiO_2$ films exhibit a high transmittance comparable to that of the bare slide glass substrate. The $TiO_2$ nanoparticles make the film more reflective and lead to a lower transmittance. However, the transmittance of the $SiO_2/TiO_2$ thin layers is 93.5% at 550 nm with a contact angle of $110^{\circ}$, which is higher than that of the bare slide glass (2.0%).