• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.91-91
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• 2010

현재 나노크기의 나노소자에 대한 관심과 연구가 활발히 진행 중에 있고, 나노소자 제작을 위한 나노구조체 연구에도 탄력을 받고 있다. 나노구조체 연구 중에서도 탄소나노튜브(CNT)와 실리콘이 많이 연구되고 있으나 CNT의 경우 금속과 반도체 등 전기적 특성이 혼재되어 분리기술이 필요하며, 실리콘 기반의 나노구조체들은 공기 중에 노출되었을 경우 자연 산화막 생성에 대한 문제점들이 대두되고 있다. 이러한 기존 나노구조체들의 문제점들을 극복하기 위해 산화물 계열의($InO_3$, ZnO와 $SnO_2$ 등) 나노구조체들이 화학, 광학 및 생화학 센서등의 다양한 응용 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 thermal evaporation법으로 tube furnace 장비를 이용하여 온도($500{\sim}900^{\circ}C$)변화에 따른 ZnO nanorod를 성장시켰다. 성장된 ZnO nanorod의 구조적 특성을 확인하기 위하여 전계방출주사전자현미경(SEM)을 측정한 결과 ZnO nanorod들은 직경 50~80nm, 길이는 400~1000nm 이상까지 다양한 직경과 길이를 가지고 성장되었으며 $800^{\circ}C$ 에서 성장된 ZnO nanorod가 가장 곧고 이상적인 nanorod의 형태를 이루는 것을 확인할 수 있었다. Nanorod는 온도가 높아질수록 nanowire로 성장됨에 따라 본 연구에서 $800^{\circ}C$ 에서는 nanorod형태를 이루고 있으나 $900^{\circ}C$에서부터 nanowire의 형태로 성장되었다. 또한 성장된 ZnO nanorod들의 X-선 회절패턴(XRD)을 측정 결과 ZnO의 (002) 우선 배양성 때문에 성장된 nanorod 또한 (002) 방향으로 성장되었음을 확인하였다. 이 연구를 통하여 온도를 조절함으로서 ZnO nanorod의 성장제어가 가능함을 확인하였고, 특성 분석을 통하여 발광소자, Solar Cell로의 응용가능성을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제17권4호
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• pp.371-380
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• 2006

금으로 된 금속선 광 도파로를 따라 속박되는 장거리 표면 플라즈몬을 이용하여 파장 가변 필터를 설계하고 제작하였다. 실리콘 기판 위에 제작된 금속선 도파로는 두 층의 열광학 폴리머 사이에 샌드위치 구조로 끼어 있도록 설계되었다. 도파로의 바로 윗면에는 유전체로 된 Bragg 회절격자가 적합한 주기로 제작되어, 중심 파장이 광통신 파장대 (1520$\sim$1570 nm)에 있으면서 높은 소광률($\sim$25 dB)을 갖는 파의 반사가 가능했고, 전체손실은 25 dB/cm 이하로 나타났다. 또한, 제작된 파장 가변 필터가 폴리머의 열-광학적 특성에 의해 파장가변 필터 소자로서의 응용이 가능함을 확인했으며, 금속선 광 도파로에 직접 연결된 전극 구조에 동시에 가해준 전류에 의해 파장이 가변 될 수 있음을 실험적으로 확인하였다.

• 소성∙가공
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• 제15권1호
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• pp.3-8
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• 2006

The demand fer small and high-capacity optical data storage devices has rapidly increased. The areal density of optical disk is increased by using higher numerical aperture objective lens and shorter wavelength source. A wafer-scale stacked micro objective lens with a numerical aperture of 0.85 and a focal length of 0.467mm for the 405nm blue- violet laser was designed and fabricated. A diffractive optical element (DOE) was used to compensate the spherical aberration of the objective lens. Among the various fabrication methods for micro DOE, the UV-replication process is more suitable fur mass-production. In this study, an 8-stepped DOE pattern as a master was fabricated by photolithography and reactive ion etching process. A flexible mold was fabricated for improving the releasing properties and shape accuracy in UV-replication process. In the replication process, the effects of exposing time and applied pressure on the replication quality were analyzed. Finally, the surface profiles of master, mold and molded pattern were measured by optical scanning profiler. The geometrical deviation between the master and the molded DOE was less than $0.1{\mu}m$. The diffraction efficiency of the molded DOE was measured by DOE efficiency measurement system which consists of laser source, sample holder, aperture and optical power meter, and the measured value was $84.5\%$.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2005년도 금형가공,미세가공,플라스틱가공 공동 심포지엄
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• pp.35-40
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• 2005

The demand for small and high-capacity optical data storage devices has rapidly increased. The areal density of optical disk is increased using higher numerical aperture objective lens and shorter wavelength source. A wafer-scale stacked micro objective lens with a numerical aperture of 0.85 and a focal length of 0.467mm for the 405nm blue- violet laser was designed and fabricated. A diffractive optical element (DOE) was used to compensate the spherical aberration of the objective lens. Among the various fabrication methods for micro DOE, the UV-replication process is more suitable for mass-production. In this study, an 8-stepped DOE pattern as a master was fabricated by photolithography and reactive ion etching process. A flexible mold was fabricated for improving the releasing properties and shape accuracy in UV-molding process. In the replication process, the effects of exposing time and applied pressure on the replication quality were analyzed. Finally, the shapes of master, mold and molded pattern were measured by optical scanning profiler. The deviation between the master and the molded DOE was less than 0.1um. The efficiency of the molded DOE was measured by DOE efficiency measurement system which consists of laser source, sample holder, aperture and optical power meter, and the measured value was $84.5\%$.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.238-238
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• 2013

사파이어 단결정은 광학 투명도, 물리적 강도, 충격 저항, 마모 부식, 높은 압력 및 온도 내구성, 생체 호환성 등 다양한 특성을 가지고 있어 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 특히 최근에는 백색 또는 청색 LED 소자 분야에서 기판으로 주로 활용되고 있다. 이러한 사파이어 단결정 기판은 공정에서 결정 성장 조건 및 기계적 연마 등의 다양한 요인으로 결정학적 결함이 발생한다. 이러한 결정학적 결함을 제어함으로서 좋은 품질의 단결정 기판을 생산할 수 있다. 이에 따라 각종 결함 제어를 위해서 X-선, EPD, 레이저 편광법 등 다양한 방법으로 결함들을 측정하고 있다. 그 중에서도 X-선 토포그래피는 시료를 비파괴적인 방법으로 단결정의 결함 밀도와 유형 등을 파악하는데 매우 유용한 측정법이며, Lang 토포그래피로 대표되는 X-선 회절 투과법은 기판과 같은 대구경의 시료를 우수한 분해능으로 내부 결함까지 관찰할 수 있는 장점을 지니고 있다. 본 연구에서는 대구경 사파이어 단결정 기판에 내재하는 결정 결함을 확인 및 분석하기 위해 X-선 Lang 토포그래피(X-ray Lang Topography) 장비를 구축하였다. 그리고 4, 6인치 c-면 사파이어 단결정 기판의 (110), (102) 회절면의 X-선 토포그래피 측정을 통해 전위(dislocation), 스크래치(scratch), 표면데미지(surface damage), 트윈(twin), 잔류 응력(strain) 등의 결함의 유형을 식별 및 분석하였으며, 각각의 결함들의 토포그래피 이미지 형성 메커니즘에 대해 분석하였다. 이를 통해 X-선 Lang 토포그래피(X-ray Lang Topography) 장비가 대구경 사파이어 단결정 기판의 결정 결함 평가에 폭넓은 활용이 가능할 것으로 예상된다.

• 한국정밀공학회지
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• 제31권3호
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• pp.181-187
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• 2014

Micro patterns are used to maximize the performance and efficiency of the product in many industries such as energy, display, printing, biology, etc. Nowadays, the fabrication technology for micro patterns has been developed in various ways such as photolithography, laser machining, electrical discharge machining and mechanical machining. Recently, mechanical machining the size of smaller than 1 micrometer could be tried, because the technology related to the machining was developed brilliantly. This paper shows the experiments using cutting processes in order to fabricate the micro pattern. Micro patterns of the size of several micrometers were machined by the diamond tools of two different shape, the deformation and generation of burr were investigated.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.59-59
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• 2010

ZnO는 II-VI 족 화합물 반도체로써 상온에서 큰 엑시톤 결합에너지 (~60 meV) 를 가지며 밴드갭이 3.37 eV인 직접 천이형 반도체로 잘 알려진 물질이다. 이러한 ZnO의 물리적 특성은 광학소자로 상용화된 GaN와 유사하기 때문에 LED나 LD등의 광 소자 재료로 주목 받고 있다. 또한 ZnO는 3족 원소 (In, Ga, Al)를 도핑 함으로써 전기적 특성 제어가 가능한 장점을 가지고 있다. 본 연구는 펄스레이저 증착법 (Pulsed Laser Deposition)을 이용하여 Si (111) 기판 위에 ZnO:In 박막을 성장 시켰으며, 도핑된 indium 양에 따른 ZnO 박막의 배향성 변화를 관찰 하였다. X-선 회절 분석법 (X-ray diffraction), 탐침형 원자현미경 (Atomic Force Microscope) 그리고 투과전자 현미경 (Transmission Electron Microscope)을 측정하였다. XRD 측정 결과 un-doped ZnO 박막은 (002) 방향으로 c-축 우선성장 하였다. 그러나 ZnO 박막내의 Indium 양이 증가 할수록 (002) 방향에서 (101), (102), (103) 등의 (101) 방향으로 성장이 변화 하였으며 5 at.% 이상에서는 (100) 방향의 성장이 관찰 되었다. TEM 측정 결과 un-doped ZnO 박막은 columnar 구조로 성장 되었으나, Indium 양이 증가할수록 column의 size가 감소하며, 5 at.% 이상에서 columnar 구조 성장이 거의 관찰되지 않는다. AFM 결과에서는 Indium 양이 증가 할수록 박막의 표면거칠기와 결정립 크기가 감소하였다.

• 한국광학회지
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• 제9권6호
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• pp.423-427
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• 1998

광정보처리용 매질로 많이 사용되는 $LiNbO_3$ 와 $BaTIO_3$ 결정에 대한 이광파혼합 실험을 통하여 광정보처리 소자로서의 특성을 조사하였다. 조사된 결정들은 각각 QJADYDD로 사용되는 것들로서,$BaTIO_3$는 0.03% mol의 ceruim이 첨가된 것이며, 두 개의 LiNbO3는 각각 0.03% mol의 Fe와 6% mol의 MgO 가 첨가된 것이다. 이광파혼합을 위한 기록광으로는 $Ar^+$ 이온 레이저를 사용하였고, 실시간으로 기록, 소거 및 감쇠를 관찰하기 위한 검출광으로는 He-Ne 레이저를 이용하였다. 각 결정들에 대하여 회절격자의 기록-감쇠 및 소거 특성, 조사광에 대한 응답특성, 또한 각 선택성을 측정하고 비교하였다.

• 한국광학회지
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• 제10권2호
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• pp.162-168
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• 1999

본 연구에서는 개념적으로 기생 발진을 비롯한 증폭기의 오동작 가능성을 최소화하고 좁은 선폭의 연속파 레이저를 펄스 증폭하기 위한 목적으로 새로운 구조를 갖는 사중경로 색소 레이저 증폭기를 제안하고 실험적으로 구현하였다. 펌핑 레이저의 펄스 에너지가 5.6 mJ이고 연속파 레이저의 입력 강도 100 mW일 때, 사중경로 증폭기는 약 130 MHz(FWHM)의 선폭과 1.5 mJ의 에너지를 갖는 레이저 펄스를 출력하였으며, 이는 약 2$\times$106 이상의 높은 증폭 이득과 27%의 에너지 효율에 해당하는 것이다. 사중경로 증폭기 내에 회절격자를 사용하면, 파장 선택 소자가 없는 보통의 증폭기와 비교할 때 총 출력 에너지가 4% 정도 증가됨과 동시에 ASE가 차지하는 비율이 10배 이상 감소하여, 총 출력 빔에 대해 ASE 에너지가 1.5% 이하로 억제된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권4호
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• pp.179-186
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• 2019

본 연구에서는 $Ga_2O_3$ 박막의 구조적 특성과 Ti/Au 전극을 증착하여 제작된 metal-semiconductor-metal (MSM) photodetector 소자의 광학적, 전기적 특성에 대해 연구하였다. 유기 금속 화학 증착법(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD)을 이용해 서로 다른 온도에서 $Ga_2O_3$ 박막을 성장하였다. 성장온도에 따라 $Ga_2O_3$의 결정상이 ${\varepsilon}$-상에서 ${\beta}$-상으로 변화하는 것을 확인할 수 있었다. X-선 회절 분석(X-ray diffraction, XRD) 결과로 ${\varepsilon}-Ga_2O_3$의 결정구조를 확인하였고, 주사 전자 현미경(scanning electron microscopy, SEM) 이미지로 결정구조의 형성 메커니즘에 대해 논의하였다. 음극선 발광(Cathode luminescence, CL) 측정으로 $Ga_2O_3$의 발광성 천이에 관여하는 에너지 준위의 형성 원인에 대해 논의하였다. 제작된 MSM photodetector 소자의 외부 광에 대한 전류-전압 특성과 시간 의존성 on/off 광 응답 특성을 통해 ${\varepsilon}-Ga_2O_3$로 제작한 photodetector는 가시광보다 266 nm UV 파장 영역에서 훨씬 뛰어난 광전류 특성을 보이는 것을 확인하였다.