• Journal of Radiation Protection and Research
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• v.12 no.1
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• pp.54-60
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• 1987

The quasi-exposure rate and the quasi-effective energy of the natural radiation in the field at 47 monitoring points around nuclear power plants have been studied with the pair filter thermoluminescence dosimeter system. The results of the six years observation showed that the relationship between the quasi-exposure rate $X_q$, and quasi-effective energy $E_q$ can be represented as a hyperbolic function: $X_q=A+C/(E_q-B)$, where the constants A and B correspond to the quasi-exposure rate of cosmic-rays and the minimum quasi-effective energy of natural radiation, respectively. Furthermore, the constant A is in close agreement with the values obtained by using ionization chambers and scintillation detectors. The constant B is approximately 0.68 MeV, closely corresponding to the mean energy of the photons emitted from natural uranium.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.266.2-266.2
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• 2016

최근 디스플레이 산업의 확대에 따라 투명 전도 산화물(Transparent Conducting Oxides:TCOs)의 수요가 급증하고 있다. 이 중 ZnO는 wide bandgap (3.37eV)와 large exciton binding energy (60meV)의 값을 가져 차세대 투명 전도 산화물, LED와 LD 등의 소자 소재로 각광받고 있다. ZnO는 electron을 내어놓는 native defect 때문에 기본적으로 n-type 물성을 띈다. 그래서 dopant를 이용해 p-type ZnO를 제작할 때 native defect를 줄이는 것이 중요한 요점이 된다. 이 때 buffer layer를 사용하여 native defect를 줄이는 방법이 사용되고 있다. 본연구에서는 RF-magnetron sputtering법을 이용하여 c-plane sapphire 기판 위에 다양한 조건의 ZnO buffer layer를 증착하고, 그 위에 ZnO:(Al,P) co-doping한 APZO를 증착하였다. ZnO buffer layer 증착조건의 변수는 증착온도와 Ar:O2의 비율을 변수로 두었다. 이러한 박막을 FE-SEM, XRD, Hall effect measurement, AFM을 통하여 미세구조와 물성을 관찰하였다. 이 때 APZO보다 낮은 증착온도에서 ZnO buffer layer가 증착되면 APZO를 증착하는 동안 chamber 내부에서 열처리하는 효과를 얻게 되고, UHV(Ultra High Vaccum)에서 열처리 될 때 ZnO buffer layer의 mophology와 결정성이 변하게 되는 모습을 관찰아혔다. 또한 본 실험을 통해 ZnO buffer layer의 증착 온도가 APZO의 증착온도보다 높을 때 제어 가능한 실험이 됨을 확인 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.146-146
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• 2016

Zinc Oxide (ZnO) was known as a promising material for surface acoustic wave devices, gas sensors, optical devices and solar cells due to piezoelectric material, large band gap of 3.37 eV and large exciton binding energy of 60 meV at room temperature. In particular, the alignment of ZnO nanostructures into ordered nanoarrays can bring about improved sensitivity of devices due to widen the surface area to catch a lot of gas particle. Oxygen plasma treatment is used to specify the nucleation site of round patterned ZnO nanorods growth. Therefore ZnO nanorods were grown on a quartz substrate with patterned polystyrene monolayer by hydrothermal method after oxygen plasma treatment. And then, we carried out nanostructures by adjusting the diameter of the arranged ZnO nanorods according to polystyrene spheres of various sizes. The obtained ZnO nanostructures was characterized by X-ray diffraction (XRD), Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM).

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.50.2-50.2
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• 2009

ZnO 는 상온에서 3.37eV의 넓은 밴드갭과 60 meV의 엑시톤 결합에너지를 가지는 직접형 반도체로서 높은 투과성, 저가의 재료비, 비독성, 친환경적인 재료로서 발광다이오드, 디스플레이 응용분야 등 많은 부분에서 관심을 받고 있다. 유리 기판은무겁고 쉽게 깨지는 특성에도 불구하고 디스플레이 응용분야에서 폭넓게 사용되고 있으나 많은 연구자들은 이러한 문제점들을 해결하기 위해 플렉서블 기판위에서의 ZnO 성장 연구를 진행하고 있다 ZnO를 성장시키는 방법에는 molecular beam epitaxy (MEB), chemical vapordeposition (CVD), 그리고 atomic layer deposition (ALD)등많은 방법들이 있다. 이 연구에서 우리는 플렉서블기판의 플라즈마 전처리에 따른 ZnO의 구조적 그리고 광학적 특성에 대해 연구하였다. ZnO는 ALD 방법에 의해 성장되었고 반응물로는 temperature controlled bath 속에서 $10^{\circ}C$와 $30^{\circ}C$로 각각 온도를 유지시킨 diethylzinc (DEZn)과 distilled water ($H_2O$)를 사용하였다. 성장된 ZnO의 표면 morphology는atomic force microscope (AFM) 과 scanning electron microscope (SEM)으로 측정하였고, 광학적, 구조적특성은 Photoluminescence (PL)와 X-ray diffraction (XRD) 방법으로 각각으로 측정 되었다.

• Journal of radiological science and technology
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• v.16 no.1
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• pp.107-115
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• 1993

In this study, to develop highly sensitive radiation sensors, $CaSO_4$ : Tm phosphors and its disc-type TLD elements embedded PTFE(polytetrafluoroethylene) are fabricated. The highest sensitivity of $CaSO_4$ : Tm phosphors is obtained when phosphors have been doped with 0.5mol % Tm and sintered in atmosphere at $600^{\circ}C$ for two hours. Fabricated disc-type elements are made from a homogeneous mixture of phosphors and PTFE powder. They are first cold-pressed and then polymerized at $370^{\circ}C$ in air for one hour. The dose dependence of the prepared $CaSO_4$ : Tm TLD radiation sensors is linear within the range of $100{\mu}Gy{\sim}10Gy$ for X-rays and ${\gamma}-rays$. The response of $CaSO_4$ : Tm to 30keV X-rays is ten times higher than that of 1.25MeV $^{60}Co\;{\gamma}-rays$. The fading rate of the main peak is about 2% per a month. The spectral peaks of TL emission spectrum are at about 350nm and 475nm. The $CaSO_4$ : Tm TLD radiation sensors prepared in this work may be used as radiation dosimeter for personal and environmental monitoring because of their high sensitivity and little fading.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.28.1-28.1
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• 2010

다양한 반도체 재료 중 ZnO는 3.2 eV의 넓은 밴드 갭을 통한 고효율의 단파장 전기광학 소자 응용 개발에 대한 연구가 진행중에 있으며, 60 meV의 넓은 엑시톤 결합 에너지로 인해 높은 기계적, 열적 안정성을 가진다. 또한 높은 투과성과 굴절율(n=2)을 가지며 이방성 성장을 통한 텍스처 코팅이 가능함으로 PV(photovoltaics)용 유전체 ARC(anti-reflection coating) 재료로 유망하다. 텍스처된 표면은 빛을 차단시키며, 광대역에서 반사를 억제 시킨다. 또한 나노 구조를 통한 나노 다공성 표면은 광대역에서 빛을 모으는 장점이 있으며 태양전지 효율을 극대화 시킬 수 있다. 본 연구에서는 저온 공정이 가능한 hydrothermal 방법으로 다양한 ZnO 나노 구조를 합성하였다. 사용된 합성 재료로 사용되는 zinc nitrate($Zn(NO_3)_2.6H_2O$), hexamethyltetramine(HMT, $C_6H_{12}N_4$)의 농도 및 합성 온도 변화를 통해 다양한 나노구조(나노선, 나노막대, 나노시트 등)의 형태 및 크기를 제어하였다. 이러한 구조적인 변화를 토대로 텍스처된 다공성 나노구조를 형성시키고, 그 형상과 크기 차이에 따른 AR 특성을 평가하였다. ZnO 나노 구조의 결정학적 특성은 XRD(x-ray diffractometer)를 이용하여 분석하였으며, SEM(scanning electron microscope)을 통해 나노 구조의 모양과 크기를 관찰하였다. 또한 UV-Vis spectrophotometer를 통해 나노 구조의 흡수도와 반사도를 측정하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.424-424
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• 2012

나노 구조의 반도성 산화물은 독특한 구조적 특성으로 전기적, 광학적 특성을 향상 시킬 수 있다. 현재 연구되고 있는 나노 구조의 반도성 산화물 중 Zinc oxide (ZnO)는 3.37 eV의 bandgap를 갖는 wurtzite 구조체로서 상온에서 60 meV의 exciton binding energy 등 우수한 특성으로 인하여 최근 많이 연구되고 있다. 특히 단파장 light emitting diode 재료로써 기대를 모으고 있는데, 이를 실현하기 위한 가장 큰 문제점이 바로 안정적인 p-type ZnO 박막의 제조이다. 지금까지 알려진 바에 따르면 P를 doping한 후 급속 열처리한 경우 p-type의 전기전도도를 갖는 ZnO 박막을 제조할 수 있다고 보고되어 있으나 vacancy 농도에 따른 불안정적인 요소가 해결해야 할 문제로 남아 있다. 최근 Ag를 doping 시킨 ZnO 박막의 p-type 반도체로서 가능성에 대한 보고가 제기되고 있다. 합성 방법과 조건에 따라서 수 nm에서 수십 또는 수백 nm 크기의 구형 입자나, 리본, 와이어, 로드 그리고 꽃모영 등 다양한 형상을 갖는 나노 구조체를 합성 할 수 있다. 본 연구에서는 ZnO:Ag 박막을 radio-frequency sputtering 방법으로 증착하여 그 물성을 분석하였다. 보통의 sputtering 증착법에서 사용되는 sintering된 타겟과 달리 본 실험은 분말 타겟을 이용하여 박막을 증착하였다. 타겟은 95 wt% ZnO와 5 wt% Ag를 서로 혼합하여 제조하였다. 본 발표에서는 박막의 증착압력 및 증착 온도의 변화에 따른 ZnO:Ag 박막의 구조적, 광학적 특성에 대하여 논의 할 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.96-96
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• 2011

ZnO는 실온에서 3.37 eV의 큰 밴드갭 에너지와 60 meV의 높은 exciton binding energy를 가지고 있어 광소자를 만드는데 큰 관심을 얻고 있다. 또한 최근에는 ZnO를 기반으로 한 동종접합 전광소자를 만드는데 성공하였다. 그러나 소자의 성능을 높이기 위해 여러 가지 개선할 사항이 있다. 그 중에 하나는 캐리어를 잘 주입 시키기 위한 금속-반도체 접합을 구현하는 것이다. 이러한 문제를 개선하기 위해서는 ZnO 기반으로 한 낮은 비저항을 가진 소자가 필요하다. 일반적으로 n-type ZnO Ohmic 접합에서 쓰이는 금속은 Ti/Au, Ta/Au, Al/Au 등이 있다. 실험방법은 c-plane 사파이어 기판 위에 펄스 레이저 증착 방법으로 3시간 동안 $500^{\circ}C$ 환경에서 ZnO 박막을 성장하고, 표면을 고르게 하기 위해 $1000^{\circ}C$에서 1분 동안 열처리를 진행하였다. 샘플 위에 photo-resist 코팅을 한 다음 transfer length method(TLM)를 이용하기 위해 포토리소그래피 장비를 통하여 샘플을 노광하였다. 그 위에 Ti/Au (30 nm/80 nm)를 E-beam/thermal evaporation으로 증착 하였다. 이는 일반적인 반도체 공정과 Lift-off방식을 이용하여 패터닝 하였다. 샘플을 열처리하는 것은 금속과 반도체의 접촉 접착과 전기적인 성질을 개선하고 응력과 계면 결함을 감소시키기 때문에 샘플을 100, 200, 300, 400, $500^{\circ}C$에서 각각 열처리하였다. 저항을 구하기 위해 각각 열처리된 샘플과 as-deposited의 전류, 전압 특성을 측정하고, 이러한 실험 방법으로 n-type ZnO의 Ohmic 접합을 구현하는 것이 목표이다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.87.1-87.1
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• 2012

넓은 밴드갭 (3.37eV)과 높은 엑시톤 결합에너지 (60meV)를 가지는 ZnO 물질은 ultra violet light 센서 및 light emitting diode (LED)의 재료로써 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 나노와이어 구조를 이용하여 소자를 만들 경우 양자효과와 1차원적 캐리어 수송경로 효과로 인하여 그 특성을 보다 향상 시킬 수 있다. 나노와이어를 이용한 이종접합 p-n 다이오드를 제작하기 위하여 ZnO와 격자상수가 비슷한 GaN, NiO, CoO와 같은 물질들이 나노구조 접합에 많이 쓰이고 있지만, 격자상수 차이로 인해서 접합부분 캐리어 수송효율이 떨어지는 단점을 가지고 있다. n-type과 p-type ZnO를 만들어 동종 접합을 만들 경우 이러한 문제점을 극복할 수 있지만, 도핑되지 않은 ZnO가 n-type을 특성을 나타내기 때문에 안정적인 p-type ZnO 합성에 대한 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 안정적인 p-type ZnO 합성을 위해서 수열합성법을 이용하여 phosphorus (P) 도핑을 하였고, 나노와이어 diode 구조를 만들었다. P 도핑으로 인한 격자상수 변화는 x-ray diffraction (XRD)를 사용하여 확인하였고, x-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 통해 도핑 원소를 분석하였으며, 이때의 recification ratio, turn-on voltage 등의 전기적 특성을 평가하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.245-246
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• 2013

한국과학기술연구원에서는 2007년부터 시작된 중대형가속기구축사업을 통하여 3기의 정전형 가속기를 설치하였다. 1996년에 도입된 2.0 MV Pelletron을 비롯하여 신규 도입된 6 MVTandetron과 400 kV implanter 등 모두 3기의 정전형가속기로 30 keV부터 ~60 MeV까지의 단색 이온빔을 인출, 이용할 수 있는 실험설비의 구축이 완성되었다. 정전형가속기의 주요 활용분야는 femto~atto mole정도의 동위원소를 측정하는 가속기질량분석법(AMS)를 비롯하여 RBS/ERD로 대표되는 이온빔분석법(ion beam analysis, IBA) 그리고 고에너지 이온빔을 이용한 물질 개질분야(ion beam material modification, IBMM)로 크게 분류된다. 이 시설은 당 연구원의 연구 수요 뿐 아니라 국내 연구자의 수요를 아우르는 시설로 계획하고 있다. 여타 실험/분석장비와 달리 가속기시설은본체의 완성 후 활용목적에 맞춰 빔라인의 증설이 필요하며 최근 가장활용성이 큰 가속기질량분석(accelerator mass spectrometry, AMS)의 경우는 활용분야별 시료 전처리 시설과 기술의 개발이 요구된다. 따라서 KIST에서는 향후 수년간 활용 분야별 대표적인 주제를 선정하고 필요한 선행연구를 통하여 KIST 이온빔시설에 대한 연구자들의 접근편의성을 제고하고자한다. 본 발표에서는 지난 6년간의 수행된 가속기 시설의 개요와 함께 장차 수행할 선행연구의 방향과 내용을 소개한다(Figure capture). Layout of the newly constructed KIST ion beam facility.