• Title/Summary/Keyword: 수직성장

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고품위 능동형 산화물 나노구조 성장 및 물성 평가

  • Jo, Hyeong-Gyun
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2008.11a
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    • pp.3-3
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    • 2008
  • 21 세기 제 3의 산업혁명을 가져올 것으로 기대되는 나노기술(NT), 정보기술(IT), 바이오기술(BT)은 전 세계 과학자들의 마음을 사로잡고 있다. 이 가운데 나노기술은 전자산업에 응용시 그 기대효과는 우리가 상상하는 이상의 것이라 예상하고 있다. 나노기술에 특히 관심을 가지는 이유는 물질이 마이크로미터 크기로 작아져도 벌크 물질의 물리적 특성이 그대로 유지되지만, 나노미터 크기가 되면서 우리가 경험하지 못했던 새로운 물리적 특성들이 발현되기 때문이다. 그 특성에는 양자구속효과, Hall-Petch 효과, 자기효과 등이 있다. 나노기술의 구현은 양자점과 같은 영차원 나노입자, 나노와이어, 나노막대, 나노리본 등과 같은 직경이 100nm 이하의 일차원 구조의 나노물질 및 나노박막과 기타 100nm 이하의 나노구조물들이 사용된다. 현재 일차원 구조를 이용한 전자디바이스화 연구는 결정성장을 정확하게 조절하는 합성기술 합성된 일차원 나노물질의 물리적 특성을 지배하는 각종 파라미터들과 물리적 특성들과의 상관관계 정립, 나노와이어를 이용한 Bottom-up 방식에 의한 조립기술 확보를 위해 활발히 진행 중이다. 하지만 나노구조의 특성을 확인하는 형태의 연구일 뿐, 실제 디바이스화에는 여전히 많은 과제를 안고 있다. 본 연구에서는 산화아연을 기반으로 한 고품위 능동형 산화물 나노구조의 다양한 성장방법 및 물성 평가에 대해 연구하였다. 성장장비로는 MOCVD와 스퍼터링을 이용하여 대면적 균일 성장을 이룰 수 있었다. 특히 실제 광전소자에 응용요구에 알맞은 Bottom-up 방식에 의한 수직성장 기술, 길이/직경 비 향상 기술, 결정성 향상 기술, 저온성장 기술, Dimension 조절 기술 Interfacial layer 제거 기술 등을 중점적으로 연구하였다. Dimension 조절 기술로 p-Si 기판위에 성장된 나노 LED에서는 밝은 emission을 관찰하였으며, 세계에서 최초로 스퍼터링을 이용하여 4인치 웨이퍼에 대면적 수직 성장하였다. 최근에는 선택적 삼원계 씨앗층을 이용한 길이/직경 비가 매우 향상된 MgZnO 나노와이어를 Interfacial layer 없이 수직으로 성장하여 산화물 전계방출 에미터로서의 가능성을 확인하였다.

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선택적 단결정 & 비정질층의 상분리를 이용한 ultra-slim MgZnO 나노와이어의 밀도조절 및 수직성장 방법

  • Kim, Dong-Chan;Lee, Ju-Ho;Bae, Yeong-Suk;Jo, Hyeong-Gyun;Lee, Jeong-Yong
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.22-22
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    • 2009
  • 최근 산화물 반도체와 나노소자 대한 관심이 날로 높아지고 있는 가운데 산화아연(ZnO) 나노구조를 이용한 나노소자 제작이 많이 연구되고 있다. 산화아연은 c축으로 우선 배향성을 가지는 우르짜이트 구조로써, 나노선 성장이 다른 산화물에 비해 용이하고 그 물리적, 화학적 특성이 안정 무수하다. 이러한 산화아연 나노선 제작법 가운데, 유기금속화학기상증착법은 다른 성장법에 비해 결정학적 광학적 특성이 우수하고 성장속도가 빨라 고품질 나노선 성장에 용이한 장비로 각광받고 있다. 하지만 bottom-up 공정을 기반으로 한 나노소자제작에서 몇 가지 문제점을 가지고 있다. 1) 수직형 대면적 성장, 2) 나노선 밀도 조절의 어려움, 3) 기판과의 계면층에 자발적으로 생성되는 계면층의 제거, 4) 고온성장시 precursor의 증발 문제 등이 그것이다. 본인은 이러한 문제점을 해결하기 위해 산화아연 나노구조 성장 시, 마그네슘(Mg)을 도입하여, 각 원소의 함량 분포 정도에 따라 기판 표면에 30nm 두께 미만의 상분리층(단결정+비정질층)을 자발적으로 형성시켰다. 성장이 진행됨에 따라, 아연이 rich한 단결정 층에서는 나노선이 선택적으로 성장하게 하였고, 마그네슘이 rich한 비정질 층에서는 성장이 이루어지지 않게 하였다. 따라서 산화아연이 증발되는 온도영역에서 10nm 이하 직경을 가지는 나노선을 자발적으로 계면층 없이 수직 성장하였다. 또한, 표면의 단결정, 비정질의 사이즈를 Mg 함량으로 적절히 조절한 결과, 산화아연계 나노월 구조성장이 가능하였다.

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Effect of Ammonia on Alignment of Carbon Nanotubes in Thermal Chemical Vapor Deposition (촉매 금속을 이용한 열화학 기상 증착법에서 탄소 나노튜브의 수직배향 합성에 대한 암모니아의 역할)

  • Hong, Sang-Yeong;Jo, Yu-Seok;Choe, Gyu-Seok;Kim, Do-Jin;Kim, Hyo-Jin
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.11 no.8
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    • pp.697-702
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    • 2001
  • Effects of ammonia treatment on the morphologies of the catalytic metal films and carbon nanotubes subsequently synthesized via a thermal chemical vapor deposition method were investigated. An optimally controlled thermo-chemical process of ammonia treatment gave rise to a morphology of a dense distribution of vertically aligned carbon nanotubes. $NH_3$ treatment is a crucial key process to obtain vertically aligned carbon nanotubes. However, it was realized by a simple $NH_3$ treatment during synthesis at temperatures of $800-900^{\circ}C$ without any extra process. The structure and morphology of carbon nanotubes were characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and Raman spectroscopy.

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Electric field distribution in pores of n - type porous silicon (n 형 다공성 실리콘의 기공 내에서의 전기장 분포)

  • 정원영;김도현
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.5 no.3
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    • pp.284-290
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    • 1995
  • 다공성 실리콘의 기공은 n형 실리콘의 경우 기판에 수직으로 성장하여 이는 큰 곡률을 가지는 기공 끝 부분에서의높은 전기장에 의한 tunneling 기구로 설명된다. 본연구에서는 불산 수용액에서 전기화학적인 방법으로 다공성 실리콘을 제조할 때 n형 단결정 실리콘 기판과 전해질 용액의 계면에서의 전압 분포를 Poisson식에 의하여 수치적으로 계산하였다. 이 전압 분포로 기공 벽에서의 전기장 세기 및 전류 세기를 구하여 기공이 기판에 수직으로 성장하는 것을 설명하였다. 기공 사이의 거리는 고갈층의 두께에 의하여 결정되며, 고갈층의 두깨를 계산하여 그 원인에 대해서도 고찰하였다.

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ROENTGENOCEPHALOMETRIC STUDY ON FACIAL HEIGHT AND OCCLUSAL PLANE INCLINATION IN CLASS I MALOCCLUSION GROUP (I급 부정교합자의 안면수직고경 및 교합평면경사도에 관한 치료전후 두부X-선 계측학적 연구)

  • Kang, Sang-Hoon;Nahm, Dong-Seok
    • The korean journal of orthodontics
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    • v.25 no.1 s.48
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    • pp.111-128
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    • 1995
  • This study was investigated to assess the difference of facial height and occlusal plane inclination between pre- and post-treatment in Class I malocclusion group The subjects consisted of 35 extraction patients and 30 nonextraction patient,;, and was subdivided into Group I(overbite<0mm), Group II(04mm) in reference to overbite, and adolescent group and adult group in reference to age. Lateral cephalogram was taken with standard method, traced, and digitized for each subject. The computerized statistical analysis was carried out with SAS program The results wolf as follows. 1. In both groups of extraction and nonextraction group the anterior facial height increased after orthodontic treatment but there was no significant difference(p>0.05) between each goup. 2. There was no statstical significance in change of occlusal plane inclination in adolescent group, but significant difference(p<0.05) among three subgroup in adult group. 3. In adolescent-extraction and adolescent-nonextraction group there was significant increase of anterior facial height and posterior facial height, and was superior to adult groups in posterior facial height increment. 4 In all groups upper and lower molars were uprighted to occlusal plane. This had statistically significant effect.

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구순 구개열 성장기 환자에서 임플란트 치료

  • 정필훈;강나라;홍종락;서병무;명훈;황순정;최진영;이종호;김명진
    • Korean Journal of Cleft Lip And Palate
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    • v.5 no.2
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    • pp.117-122
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    • 2002
  • 성장기 환자에서의 각 부위별 임플란트 식려 시기를 요약해보면 다음과 같다. 1) 상악전방부 : 외상이나 선천적 결손을 해결하는 방법으로 임플란트를 사용하는 술식이 권장하지만 성장이 완료되지 않았기 때문에 야기되는 문제를 해결하기 위해 성장이 완료될 때까지 연기하는 것이 좋다. 2)상악 후방부: 수직적인 성장량이 최고 1cm까지 일어날 수 있으면 상악동의 흡수로 조기에 임플란트 침강과 치근부의 노출을 야기할 수 있다. 그리고 동시에 보철에 의한 구개열의 횡적인 성장방해를 피해야한다. 3) 하악 전방부 : 무치증 아이에서 임플란트의 조기식립이 적응증이 되는 유일한 곳으로 치아가 없을 때는 치조골의 성장이 최소이며 초기에 횡적, 후방 성장이 대부분 완료된다. 그러나 단일 임플란트 식립은 권장되지 않는다. 4)하악후방부: 늦게까지 성장변화가 지속되기 때문에 전후방, 횡적, 수직적 성장의 많은 양이 일어난다. 하악의 회전성장의 영향을 많이 받아 하악 무치악에서 조기 임플란트 사용한 보고도 적고. 자연치아에 인접하여 임플란트를 식립한 기록은 있으나 골격성장이 완료될 때 까지는 식립하지 않는 것이 좋다.

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우르짜이트 단결정 MgZnO 씨앗층을 이용한 산화아연계 나노와이어의 수직

  • Kim, Dong-Chan;Gong, Bo-Hyeon;An, Cheol-Hyeon;Bae, Yeong-Suk;Jo, Hyeong-Gyun
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2009.06a
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    • pp.48-48
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    • 2009
  • 최근 나노광전소자 응용에 큰 관심을 받는 물질인 산화물 나노선은 앞으로 불어 올 나노소재 시대를 여는 선두 물질이다. 이러한 산화물 나노선 가운데 가장 큰 관심을 받는 물질로는 산화아연 나노선을 들 수 있다. 삼화아연 나노선은 상온에서 큰 엑시톤 결합에너지 및 큰 밴드갭을 가지고 있으며 투명성 및 소자구동시 안정성을 지니고 있어 그 응용이 기대된다. 하지만 이러한 나노선을 이용한 광전소자 응용은 bottom-up 방식을 기초로 한 대면적 소자제작이 어렵다. 이러한 bottom-up 방식의 나노소자 제작에서 필요한 나노선 성장기술은 금속 catalyst 없이 대면적 성장, 나노선 수직어레이, 나노선의 고온성장, 기판 사이에 발생하는 자발적 계면층 제거 등으로 대표된다. 또한 나노선의 결정성 및 광특성 향상을 위해서는 고온성장이 불가피한데, 실리콘 기판과 같이 격자상수 불일치도가 큰 기판에서는 나노선 성장이 이루어지지 않고 다시 탈착되어 구조물이 성장되지 않는다. 본 연구에서는 선택적 삼원계 단결정 씨앗층을 이용하여 길이/직경 비가 매우 향상된 MgZnO 나노와이어를 interfacial layer 없이 수직으로 고온에서 성장하여 산화물 전계방출 에미터로서의 가능성을 확인하였다.

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유리 기판에 ZnO Buffer Layer를 적용한 ZnO Nano Structure의 성장 특성

  • Ju, Jae-Hyeong;Seo, Seong-Bo;Kim, Dong-Yeong;Kim, Hae-Jin;Son, Seon-Yeong;Kim, Hwa-Min
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.08a
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    • pp.350-350
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    • 2011
  • ZnO는 II-VI족 화합물 반도체로서 3.37 ev의 band gap energy와 60 mv의 exciton binding energy를 가지며 차세대 소자로 다양한 분야에서 연구되어지고 있다. ZnO 박막과는 다르게 ZnO nano structure는 효율성과 특성 향상의 이점으로 태양전지와 투명전극 소자에 많은 연구가 되고 있으며 UV 레이저, 가스센서, LED, 압전소자, Field Emitting Transistor (FET) 등 다양한 응용분야에서 연구되고 있다. 본 연구에서는 유리 기판 위에 RF Magnetron sputtering법을 이용해 ZnO buffer layer를 다양한 두께(~1,000${\AA}$)로 증착한 뒤, Zn powder (99.99%)를 지름 2inch 석영관 안에 넣어 Thermal furnace장비를 이용하여 Thermal Evaporation법으로 약 500$^{\circ}C$에서 30분 동안 촉매 없이 성장 하였다. 수직성장된 ZnO 나노 구조체의 특성을 전계방출주사전자현미경(SEM), X-선 회절패턴(XRD), UV-spectra를 이용하여 분석하였다. SEM 분석을 통하여 ZnO buffer layer위에 성장된 ZnO 나노 구조체는 직경이 약 ~50 nm, 길이가 ~2 um까지 성장을 보였으며, XRD 측정결과, ZnO 우선 성장 방향(002)을 확인하였다. 두 가지 측정을 통하여 ZnO buffer layer의 유무에 따라 성장 특성이 향상되었음을 확인하였으며, 이는 buffer layer가 seed 역할을 한 것으로 사료된다. UV-spectra 측정을 통하여 가시광 영역(400~780 nm)에서 60%대의 투과도를 보여 가시광 영역에서 투명성을 요구하는 전자 소자 및 광소자 등에 적용 가능성을 확인하였다. 이 연구를 통하여 우수한 투과도를 가지며 유리 기판위에 수직성장된 ZnO 나노구조체는 태양전지와 플렉서블 디스플레이 등 다양한 활용 분야를 제시할 수 있다.

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Study of CNT synthesis process in Low temperature (수직방향 CNT 저온합성공정 연구)

  • Lee, Gang-Ho;Lee, Hui-Su;Jeong, Yong-Su;Lee, Gyu-Hwan;Im, Dong-Chan
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.106-106
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    • 2009
  • 저온에서 CNT를 Thermal CVD방법을 이용하여 성장시켰다. 균일한 밀도와 크기의 CNT성장에 큰 역할을 하는 catalyst 형성제어를 위해 분산방법 및 catalyst의 종류를 달리하였다. 반응성가스의 유량 및 온도를 제어하여 수직방향으로 CNT를 성장시켰다.

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Vertical Growth of Amorphous SiOx Nano-Pillars by Pt Catalyst Films (Pt 촉매 박막을 이용한 비정질 SiOx 나노기둥의 수직성장)

  • Lee, Jee-Eon;Kim, Ki-Chul
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.19 no.1
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    • pp.699-704
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    • 2018
  • One-dimensional nanostructures have attracted increasing attention because of their unique electronic, optical, optoelectrical, and electrochemical properties on account of their large surface-to-volume ratio and quantum confinement effect. Vertically grown nanowires have a large surface-to-volume ratio. The vapor-liquid-solid (VLS) process has attracted considerable attention for its self-alignment capability during the growth of nanostructures. In this study, vertically aligned silicon oxide nano-pillars were grown on Si\$SiO_2$(300 nm)\Pt substrates using two-zone thermal chemical vapor deposition system via the VLS process. The morphology and crystallographic properties of the grown silicon oxide nano-pillars were investigated by field emission scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The diameter and length of the grown silicon oxide nano-pillars were found to be dependent on the catalyst films. The body of the silicon oxide nano-pillars exhibited an amorphous phase, which is consisted with Si and O. The head of the silicon oxide nano-pillars was a crystalline phase, which is consisted with Si, O, Pt, and Ti. The vertical alignment of the silicon oxide nano-pillars was attributed to the preferred crystalline orientation of the catalyst Pt/Ti alloy. The vertically aligned silicon oxide nano-pillars are expected to be applied as a functional nano-material.