• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.44.1-44.1
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• 2010

레이저 가공기술은 공정 적용이 용이하고 응용 분야가 넓어 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다. 특히, 태양전지 제조공정에서는 cutting, grooving, doping, ablation등의 분야에 활발하게 적용되고 있으며 최근에는 다양한 종류의 레이저를 기술을 이용하여 효율 향상과 원가 절감을 위해 많은 기관에서 활발하게 연구를 진행하고 있다. 본 연구에서는 실리콘웨이퍼에 특정 파장의 레이저를 조사하여 실리콘웨이퍼 표면의 용융과 고상화를 통해 구조적, 전기적 특성 변화를 확인하였다. Si wafer의 표면은 레이저 조사 조건에 의해 다결정화 하며 레이저의 power와 frequency, scan speed등을 조절하여 다결정 실리콘 영역의 형성 깊이를 조절 할 수 있다. 다결정화 된 부분의 구조적 특성은 SED과 XRD를 이용하여 측정하였으며, 전기적 특성은 면저항 측정을 통하여 실시하였다. 또한 이러한 특성을 이용하여 태양전지 제조 공정의 적용가능성을 평가하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.285-285
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• 2014

새로운 플라즈마 소스를 이용하여 Al doped ZnO (AZO) 박막을 증착하였다. 이 실험에서 박막의 증착두께를 200nm로 고정하였다. 인가전력, 공정압력 그리고 기판거리를 변수로 하였을 경우 AZO 박막의 방향성과 결정성을 XRD로 측정하고 분석하였고 박막의 전기적 특성을 Hall measurment로 측정하였다. 그 결과 인가파워가 2W/cm2, 공정압력이 2mTorr이고 기판거리가 2cm 일 때 박막의 전기적 특성이 가장 좋게 나타났다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.830-832
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• 2016

본 연구에서는 일반 산업현장에서 동력원으로 가장 편리하게 사용하고 있는 장치인 모터의 결함을 사전에 모니터링하기위한 연구를 수행하였다. 기존의 EOCR(electronic over Current relays)을 통해 모터의 전기적 결함에 따른 모터보호 및 전기적 결함측정뿐만 아니라 모터의 절연저항, 구동시간, MC(magnet contactor) 접점횟수, 베어링온도측정, 모터회전수 측정 등 전기적 결함과 기계적 결함을 동시에 모니터링 할 수 있는 다기능 모터보호장치를 구현하고자 하였다. 이를 위하여 다기능 모터보호장치의 데이터입력 및 제어장치, 디스플레이 및 인터페이스 장치를 구현하였고, 실제 MCC시스템과의 연동을 통해 동작특성평가를 수행하였다. 인위적인 전기적 결함 및 기계적 결함을 유발시키고 이를 검출하는 모의실험을 수행한 결과 전기적 결함과 기계적 결함 각각에 대해 100% 검출 가능함을 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2000년도 추계학술대회논문집
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• pp.73.2-77
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• 2000

해수의 산소요구량(COD; Chemical Oxygen Demand)을 수정진동자로 측정할 수 있는 지의 가능성을 검증하기 위하여 글루코오스 용액에서의 수정진동자의 전기화학적 특성을 조상하였다. 산소요구량을 측정하기 위해서 수정진동자의 표면이 산화되어야 하므로 상대적으로 활성이 있는 금속을 9 MHzAT형 수정진동자의 표면에 코팅하고 일정한 전위를 가할 때 전류와 공진저항의 변화를 조사함으로서 수정진동자의 전기화학적 특성을 조사하였다. 수정진동자는 특별히 제작된 용기에 설치하였고 수정진동자 분석기가 공진주파수와 공진저항의 동시 측정에 사용되었다. 글루코오스의 농도 변화에 따른 측정치의 변화를 관찰하여 농도와 전기화학적 특성의 상관관계를 추적하였다. 이러한 특성조사의 결과 글루코오스 농도가 900 ppm 이하에서는 표준전극 기준 -180mV의 전위가 가해질 때 농도와 초기 최대전류 사이에 직선관계가 있음을 알 수 있었고 이를 이용하면 해수 중 글루코오스 농도를 측정할 수 있으며 글루코오스 농도와 화학적 산소 요구량 사이에 직접적인 관계가 있음을 고려할 때 수정진동자를 이용한 화학적 산소요구량의 측정이 가능함을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.216.1-216.1
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• 2013

PZT 박막은 강유전 특성과 압전소자 특성을 나타내는 물질로 DRAM (dynamic random acess memory)과 FRAM (ferroelectric RAM) 등의 기억소자용 capacitor와 MEMS (micro electro mechanical system) 소자의 압전 물질로 사용하기 위한 연구가 진행중에 있다. 하지만 이러한 연구에서는 PZT 박막의 전기적 특성 향상을 주목적으로 연구가 진행되어 왔다. 특히, 박막 공정중 발생하는 plasma에 의한 PZT의 전기적 특성 변화가 박막 표면의 물리적 변화에 기인할 것으로 추정하고 있지만 이에 대한 구체적인 연구는 미비하다. 이 연구에서는 plasma에 의한 PZT 박막 표면의 물리적 특성 변화를 연구하기 위하여 PZT 박막을 sol-gel을 이용하여 Si 기판위에 약 100 nm의 두께로 증착하였으며, 이후 최대 300 W의 Ar plasma로 plasma power을 증가시켜 각각 10분간 plasma처리를 실시하였다. PZT 박막 표면의 nano-mechanics 특성을 분석하기 위하여 Nano-indenter와 Kelvin Probe Force Microscopy (KPFM)을 사용하여 surface hardness, surface morphology를 확인하였고 특히, surface potential 분석을 통하여 PZT 박막 표면의 plasma에 의한 박막 극 표면의 전기적 특성 변화를 연구하였다. 이 연구로 plasma에 의한 PZT 박막은 표면으로부터 최대 43 nm 깊이에서의 hardness는 최대 5.1 GPa에서 최소 4.3 GPa의 분포로 plasma power 변화에 의한 특성은 측정 불가능하였다. 이는 plasma에 의한 영향이 시료 극 표면에 국한되어 나타나기 때문으로 추정되며 이를 보완하기 위하여 surface potential을 분석하였다. 결과에 의하면 plasma power가 0 W에서 300 W로 증가함에 따라 potential이 30 mV에서 -20 mV로 감소하였으나 potential의 분산은 100 W에서 최대인 17 mV로 측정되었으며, 이때 RMS roughness역시 가장 높은 20.145 nm로 측정되었다. 특히, 100 W에서 potential에서는 물결 모양과 같은 일정한 패턴의 potential 무늬가 확인되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.346-347
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• 2012

최근 화석연료 대체 에너지원으로서 자동차용으로 연구 개발 및 응용되고 있는 고분자 전해질 연료전지(PEMFC: Proton exchange membrane fuel cells)에서 분리판(Bipolar Plate)은 스택 전체 무게의 80%, 스택 가격의 60% 정도로 가장 높은 비중을 차지한다. 분리판은 연료와 산화제를 공급해주는 통로 및 전지 운전 중에 생성된 물을 제거하는 통로 역할과 anode, cathode로서 전극 역할을 통해 스택 전력을 형성하는 핵심 기능과 전지와 전지 사이의 지지대 역할을 한다. 따라서 분리판은 전기전도성, 내부식성 및 기계적 특성이 우수해야함은 물론이고, 얇고 가벼우며 가공성이 뛰어나야 한다. 현재 가장 많이 사용되고 있는 금속 분리판 소재 중 스테인리스 스틸은 전기적, 기계적 특성 및 내부식성이 우수한 반면, 가격이 비싸고, 중량이 무거운 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 DC 반응성 마그네트론 스퍼터링법으로 전기적, 기계적 특성 및 내부 식성이 우수한 TiN, TiCN 박막을 스테인리스에 비해 중량이 1/3, 소재 단가가 1/4인 알루미늄 기판 위에 증착하여 박막 물성을 평가하였다. DC Power는 400 W, 기판과 타겟 사이의 거리는100 mm, 공정 압력은 0.5 Pa로 고정하였고, 3 inch의 지름과 순도 99.95%를 갖는 티타늄 타겟을 사용하였다. 공정 가스는 Ar을 주입하였으며, 질소와 탄소의 공급원으로는 질소($N_2$)와 메탄($CH_4$) 가스를 사용하여 챔버 내 주입혼합가스의 전체 유량을 50 sccm으로 고정시켰다. 증착된 박막의 전기적, 기계적 특성을 측정하였고, X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscope (SEM)을 이용하여 박막의 미세구조 및 표면 상태를 확인하였다. 또한, 내부식 특성을 평가하기 위해 potentiostatic, potentiodynamic 법을 이용하여 박막의 부식저항을 측정하였다. 증착된 TiN 박막의 경우 질소 함량의 증가에 따라 박막 증착속도는 감소하는 경향을 보였다. 이는 타겟 부근의 질소 라디칼 비율이 증가함에 따라 질화반응이 촉진된 것으로 생각된다. 또한, 증착된 TiN과 TiCN 박막은 반응성 질소 유량과 탄소 유량에 따라 각각 다른 미세구조를 가지는 것을 확인하였다. TiN과 TiCN은 NaCl형의 면심입방격자(FCC)로 같은 구조이며, 격자상수가 비슷하여 전율고용되어 TiCN을 형성하고, 탄소와 질소의 비에 따라 전기적 기계적 특성이 달라짐을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1353-1354
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• 2007

폴리 실리콘 층의 유무에 따른 금속-옥사이드-반도체(MOS) 구조의 소자를 제작하였다. 터널링 산화막과 블로킹 산화막으로는 $Al_{2}O_{3}$ 층을 증착하였으며, 원자층 증착법을 이용하여 제작하였다. 터널링 산화막 층의 두께에 따른 I-V와 C-V 특성을 측정하였다. 전자들이 폴리 실리콘 층에 저장됨에 따라 N-형의 I-V 특성이 관찰되었다. C-V 측정 시에는 반시계 방향의 히스테리시스 특성을 나타내었으며, 전압이 증가할수록 플랫-밴드 전압 이동 폭이 더욱 증가하였다. 이러한 전기적 특성은 전압의 이동에 따른 전자들이 터널링 산화막 층을 통하여 폴리 실리콘 내부에 저장되기 때문이다. 이를 특성들은 폴리 실리콘의 전하 저장 가능성을 보여주는 것이며, 터널링 산화막 층의 두께에 따른 전기적 특성 변화도 관찰하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.195.1-195.1
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• 2013

Cu는 금속 박막재료로서 높은 전기전도성을 지니고 있을 뿐만 아니라 Ag, Al, Pt 등 보다 비용이 저렴하여, 높은 전기전도성을 필요로 하는 박막 재료로써 폭넓게 사용되고 있다. 그러나, 낮은 기계적 특성을 지니고 있어서 interconnect와 같은 작은 단면적의 배선재료로 사용될 경우, 높은 전류밀도에 따른 electromigration 현상에 의하여 hillock 또는 void의 형성 등 박막재료의 변형이 생기게 되어서 전자소자의 수명이 단축된다는 단점이 있다. TiN은 금속재료 못지않은 높은 전기 전도성을 지니고 있을 뿐만 아니라, 금속재료에 비하여 높은 기계적 특성과 녹는점을 지니고 있어 다양한 분야로 사용되고 있다. 본 연구에서는 Cu와 TiN composite 박막을 soda-lime glass위에 증착하여 낮은 비저항 뿐만 아니라 Cu와 비교하여 기계적 특성이 향상된 박막을 제작하고자 하였다. Cu와 TiN composite 박막 증착을 위하여 DC reactive magnetron co-sputtering 장비를 사용하였으며, Cu와 Ti 타겟 power, Ar:N2 유량비(Flow rate)을 변화시켜 Cu와 Ti의 조성비 및 TiN의 결정성을 조절하였고, 이를 통하여 박막의 TiN 조성에 따른 낮은 비저항 값과 순수한 Cu 박막과 비교하여 높은 기계적 특성을 지닌 Cu-TiN 박막을 증착하였다. Cu-TiN composite 박막의 구조 및 조성은 SEM (Scanning Electron Microscope), EDS (Energy Dispersive Spectrometer), XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy)장비를 사용하여 분석하였으며, 전기전도도는 4-point probe를 사용하여 측정하였고, Knoop hardness 측정방법을 사용하여 박막의 기계적 특성을 측정하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.405-405
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• 2012

에너지 갭의 크기가 큰 ZnO는 큰 여기자 결합과 높은 화학적 안정도를 가지고 있기 때문에 전자소자 및 광소자로 많이 응용되고 있다. ZnO는 광학적 및 전기적 성질의 여러 가지 장점 때문에 메모리, 나노발전기, 트랜지스터, 태양전지, 광탐지기 및 레이저와 같은 여러 분야에 많이 사용되고 있다. Zn와 쉘 구조가 비슷한 Cu 불순물은 우수한 luminescence activator이고 다양한 불순물 레벨을 만들기 때문에 전기적 및 광학적 특성을 변화하는데 좋은 도핑 물질이다. Cu가 도핑된 ZnO 나노구조를 전기화학적 증착법을 이용하여 형성하고, 형성시간의 변화에 따른 구조적 및 광학적 성질에 대한 관찰하였다. ITO 코팅된 유리 기판에 전기화학증착법을 이용하여 Cu 도핑된 ZnO를 성장하였다. Sputtering, pulsed laser vapor deposition, 화학기상증착, atomic layer epitaxy, 전자빔증발법 등으로 Cu 도핑된 ZnO 나노구조를 형성하지만 본 연구에서는 낮은 온도와 간단한 공정으로, 속도가 빠르고 가격이 낮아 경제적인 면에서 효율적인 전기 화학증착법으로 성장하였다. 반복실험을 통하여 Cu의 도핑 농도는 Zn과 Cu의 비율이 97:3이 되도록, ITO 양극과 Pt 음극의 전위차가 -0.75V로 실험조건을 고정하였고, 성장시간을 각각 5분, 10분, 20분으로 변화하였다. 주사전자현미경 사진에서 Cu 도핑된 ZnO는 성장 시간이 증가함에 따라 나노세선 형태에서 나노로드 형태로 변하였다. X-선 회절 측정결과에서 성장시간이 변화함에 따라 피크 위치의 변화를 관찰하였다. 광루미네센스 측정 결과는 Oxygen 공핍의 증가로 보이는 500~600 nm 대의 파장에서 나타난 피크의 위치가 에너지가 큰 쪽으로 증가하였다. 위 결과로부터 성장 시간에 따른 Cu 도핑된 ZnO의 구조적 및 광학적 특성변화를 관찰하였고, 이 연구 결과는 Cu 도핑된 ZnO 나노구조 기반 전자소자 및 광소자에 응용 가능성을 보여주고 있다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.43.1-43.1
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• 2011

Hydrogenated amorphous Si (a-Si:H), low temperature poly Si (LTPS) 등 기존 thin film transistors (TFTs)에 사용되던 채널 물질을 대체할 재료로써 다양한 연구가 진행되고 있는 amorphous indium-gallium-zinc-oxide (a-IGZO)는 TFT에 적용하였을 때 뛰어난 전기적 특성과 재연성을 나타낼 뿐만 아니라 넓은 밴드갭을 가져 투명소자로도 응용이 가능하다. 본 연구에서는 a-IGZO의 열처리에 따른 소자의 전기적 특성과 조성 분포의 관계를 확인하기 위해 다음과 같이 실험을 진행하였다. Si/SiO2 기판 위에 DC sputter를 이용하여 IGZO를 증착하고 $350^{\circ}C$에서 열처리를 한 후 evaporator로 Al 전극을 형성시켰다. 이 때 전기적 특성의 변화를 비교하기 위해 열처리 한 샘플과 열처리 하지 않은 샘플에 대해 I-V 특성을 측정하였고, 채널 내부의 조성 분포 변화를 transmission electron microscopy (TEM)의 energy dispersive spectrometer (EDS)를 이용하여 관찰하였다. 그 결과 열처리 된 a-IGZO 채널 층의 산소 비율이 감소하였으며 전체적인 조성이 고르게 분포 되었고 전기적 특성은 향상되었다.