• Korean Journal of Metals and Materials
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• v.49 no.4
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• pp.342-347
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• 2011

We fabricated the silicon nanodots using the low pressure chemical vapor deposition technique to investigate their electron field emission characteristics. Atomic force microscope measurements performed for the silicon nanodot samples having various process parameters, such as, deposition time and deposition pressure, revealed that the silicon nanodots with an average size of 20 nm, height of 5 nm, and density of $1.3\;{\times}\;10^{11}\;cm^{-2}$ were easily formed. Electron field emission measurements were performed with the silicon nanodot layer as the cathode electrode. The current-voltage curves revealed that the threshold electric field was as low as $8.3\;V/{\mu}m$ and the field enhancement factor reached as large as 698, which is compatible with the silicon cathode tips fabricated by other techniques. These electron field emission results point to the possibility of using a silicon-based light source for display devices.

• Journal of the Korean Society for Heat Treatment
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• v.36 no.5
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• pp.298-302
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• 2023

Transparent and conducting tungsten (W) doped indium oxide (IWO) thin films were deposited on the glass substrate by using RF magnetron sputtering and then electron irradiation was conducted to investigate the effect of electron irradiation on the optical and electrical properties of the films. The electron irradiated films showed three x-ray diffraction peaks of the In₂O₃ (222), (431) and (046) planes and the full width at half maximum values are decreased as increased electron irradiation energy. In the atomic force microscope analysis, the surface roughness of as deposited films was 1.70 nm, while the films electron irradiated at 700 eV, show a lower roughness of 1.28 nm. In this study, the figure of merit (FOM) of as deposited films is 2.07 × 10^-3 Ω^-1, while the films electron irradiated at 700 eV show the higher FOM value of 5.53 × 10^-3 Ω^-1. Thus, it is concluded that the post-deposition electron beam irradiation is the one of effective methods to enhance optical and electrical performance of IWO thin films.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.44 no.11
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• pp.15-19
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• 2007

This paper reports the effects of Ar ion beam surface treatment on a $SiO_2$ dielectric layer in organic thin film transistors. We compared the electrical properties of pentacene-based OTFTs, treated by $O_2$ plasma or Ar ion beam treatments and characterized the states of the surface of the dielectric by using atomic force microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. For the sample which received $O_2$ plasma treatment, the mobility increased significantly but the on/off current ratio was found very low. The Ar ion beam-treated sample showed a very high on/off current ratio as well as a moderately improved mobility. XPS data taken from the dielectric surfaces after each of treatments exhibit that the ratio of between Si-O bonds and O-Si-O bonds was much higher in the $O_2$ plasma treated surface than in the Ar ion beam treated surface. We believe that our surface treatment using an inert gas, Ar, carried out an effective surface cleaning while keeping surface damage very low, and also the improved device performances was achieved as a consequence of improved surface condition.

• The korean journal of orthodontics
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• v.40 no.5
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• pp.294-303
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• 2010

Objective: This study was designed to measure the surface roughness at the slot floor of various ceramic brackets. Methods: One kind of stainless steel bracket ($Succes^{(R)}$), two kinds of monocrystalline brackets (Inspire $Ice^{(R)}$, $Perfect^{(R)}$) and two kinds of polycrystalline brackets (Crystalline $V^{(R)}$, $Invu^{(R)}$) were examined. Atomic force microscopy (AFM) was used to measure the surface roughness of each bracket. Data acquisition and processing were performed using $SPIP^{TM}$. Results: The differences in values of Sa, Sq, and Sz in $Invu^{(R)}$ and Inspire $Ice^{(R)}$ were not statistically different from the control group $Succes^{(R)}$. The values of Sa, Sq, and Sz of $Perfect^{(R)}$ and Crystalline $V^{(R)}$ were greater than those of $Succes^{(R)}$. Differences of all the Sa, Sq, and Sz values between $Perfect^{(R)}$ and Crystalline $V^{(R)}$ were not statistically significant. Conclusions: It is concluded that the slot surfaces of $Succes^{(R)}$, Inspire $Ice^{(R)}$, and $Invu^{(R)}$ were smooth compared to those of Crystalline $V^{(R)}$ and $Perfect^{(R)}$.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.26 no.4
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• pp.400-405
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• 2015

Traditional anti-reflective (AR) coating films prepared using tetraethylorthosilicate (TEOS) as a precursor absorbs water easily in addition to having a weak abrasion resistance. To improve the transmittance, hydrophobicity and abrasion resistance of AR coating film, various AR coating films were prepared using methyltrimethoxysilane (MTMS) as a precursor in addition to introducing a fluoroalkylsilane, acid catalyst, base catalyst and acid-base two step catalyst. The prepared AR coating films were then characterized by UV-Vis spectroscopy, contact angle analyzer, atomic force microscope (AFM), pencil scratch hardness test and cross-cut test. As a result, the transmittance of bare glass was 90.5%, while that of AR coating glass increased to 94.8% at curing temperature of $300^{\circ}C$. When the fluoroalkylsilane was added, the water contact angle of AR coating film increased from $96.3^{\circ}$ to $108^{\circ}$, indicating that the hydrophobicity of the film was greatly improved. The abrasion resistance of AR coating film was also improved by the acid catalyst, whereas the transmittance increased by the base catalyst. In the case of AR coating film prepared using an acid-base two step catalyzed reaction, both the transmittance and abrasion resistance of the film was synergistically enhanced as compared with those of AR coating films prepared without introduction of a catalyst.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1998.02a
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• pp.108-108
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• 1998

최근의 GaN에 관한 연구는 주로 MOCVD법과 MBE법이 이용되고 있으며 대부분 800¬1$\alpha$)()t 정도의 고옹에서 이루어지고 었다. 그러나 이러한 고온 성장은 GaN 성장 과청에서 질 소 vacancy를 생성시켜 광특성을 저하시키고 청색 발광충인 InGaN 화합물에 In의 유입울 어 렵게 하며 저온에서보다 탄소 오염이 증가하는 동의 문제캠을 가지고 있다. 이러한 고온 생장 의 문제점을 해결하기 위한 방법중의 한 가지로 제시되고 있는 것이 저온 성장법이다. 본 연구 에 사용된 RPE-UHVCVD법은 Nz률 rf plasma로 $\sigma$acking하여 공급함으로써 NI-h롤 질소원으 로 사용하는 고온 성장의 청우와는 다르게 온도에 크게 의존하지 고 질소원올 공급할 수 있 어 저옹 성장이 가능하였다. 기판으로는 a - Alz03($\alpha$)()1)를 사용하였고 3족원은 TEGa(triethylgallium)이며,5족원으로는 6 6-nine Nz gas를 rf plasma로 cracking하여 활성 질소원올 공급하였다 .. Nz plasma로 질화처리 를 한 sapphire 표면 위에 G따애 핵생성충을 성장 옹도(350 t, 375 t, 400 t)와 성장시간(30 분,50 분) 그리고 VIllI비(1$\alpha$)(), 2뼈)둥을 변화시키면서 성장시킨 후 GaN 에피택시충을 450 $^{\circ}C$에서 120 분 동안 성장시켰다 .. XPS(x-ray photoelectron spectroscopy), XRD(x-ray d diffraction), AFM(atomic force microscope)둥올 이용하여 표면의 조성 및 morphology 변화와 결정성을 관찰하였다. X XPS 분석 결과 질화처리를 한 sapphire 표면에는 AlN가 형성되었다는 것을 확인 할 수 있 었으며 질화처리를 한 후 G따J 핵생성충올 성장시킨 경우에 morphology 변화를 AFM으로 살 펴본 결과 표면에 facet shape의 island가 형성되었고 이러한 결파는 질화처리 과청이 facet s shape의 island 형성을 촉진시킨다는 것을 알 수 있었다. 핵생성충의 성장온도가 중가함에 따 라 island의 모양은 round shape에서 facet shape으로 변화하였다. 이러한 표면의 morphology 변화와 GaN 에피택시충의 결정성과의 관계를 살펴보면 GaN 에피택시충 표면의 rms(root m mean square) roughness가 중가하는 경 우 XRD (j -rocking curve의 FWHM(full width half m maximum) 값이 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 현상은 결정성의 향상이 columnar 성장과 관계가 었다는 것올 알 수 있었다 .. columnar 성장은 결함의 밀도가 낮은 column의 형생과 G GaN 에피택시충의 웅력 제거로 인해 G값{의 결정성을 향상시킬 수 있는 것으로 생각된다. 톡 히 고온 성장의 경우와는 달리 rms roughness의 중가가 100-150 A청도로 명탄한 표면올 유 지하면서 결정성을 향상시킬 수 있었다. 본 실험에서는 핵생성충올 375 t에서 30 분 생장시킨 경우에 hexagonal 모양의 island로 columnar 성장을 하였고 GaN 에피태시충의 결정성도 가장 향상되었다 이상의 결과로부터 RPE-UHVCVD법용 이용한 GaN 저온 성장에서도 GaN의 결청성올 향 상시킬 수 있음융 확인할 수 있었다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.30 no.3
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• pp.358-364
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• 2019

To improve the optical characteristics and antifouling of anti-reflective coating (AR) films, various AR coating films were prepared by varying the mixing ratio of tetraethylorthosilicate (TEOS)/base and methyltrimethoxysilane (MTMS)/acid hybrid solution. Prepared AR coating films were characterized by UV-Vis spectroscopy, contact angle analyzer, atomic force microscope (AFM), FT-IR and pencil scratch hardness test. In an AR coating film that prepared from the hybrid solution with a 10 wt% MTMS/acid solution, the glass substrate showed an excellent optical property (97.2% transmittance), good antifouling ($121^{\circ}$ water contact angle and $90^{\circ}\;CH_2I_2$ contact angle) and moderate mechanical strength (pencil hardness of 4 H). In particular, it is considered that the good antifouling was due to the well dispersion of the methyl group ($-CH_3$), derived from a small amount of MTMS/acid solution in the hybrid solution, on the substrate surface. From results of the pencil hardness test, the mechanical strength of AR coating film was improved as the content of MTMS/acid solution increased.

• Membrane Journal
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• v.18 no.4
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• pp.282-293
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• 2008

Partially sulfonated poly(aryl ether sulfone) membranes were prepared from the sulfonated sulfone monomer, which was synthesized by a nucleophilic substitution, non-sulfonated monomers and potassium carbonate by a direct polymerization method and a subsequent solution casting technique with mixed solvents of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and dimethylacetamide (DMAc). To investigate the effect of mixed solvent, the volume ratios of NMP and DMAc were varied in the range of $0{\sim}100%$ and the degrees of sulfonation of the copolymers were fixed as 50%. The surface properties of the resulting membranes were examined by scanning electron microscope (SEM) and atomic force microscope (AFM), and a comparative study of the morphology changes and the physicochemical properties such as proton conductivity and methanol permeability was achieved. It was found that proton conductivities depend on the volume ratio of NMP-DMAc mixed solvents, and the proton conductivity determined at the condition of $25^{\circ}C$ and 100% relative humidity was $1.38{\times}10^{-1}\;S/cm$ for the membrane prepared in the 50:50 v/v-% of NMP : DMAc mixed solvent.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.80-80
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• 2010

전자제품의 소형화, 경량화, 고집적화가 심화됨에 따라 전자제품을 구성하는 회로의 미세화 또한 요구되고 있다. 이러한 요구는 경성회로기판 (rigid printed circuit board, RPCB) 뿐만 아니라 연성회로기판 (flexible printed circuit board, FPCB) 에도 적용되고 있으며 이에 대한 많은 연구 또한 이루어지고 있다. 연성회로기판은 일반적으로 절연층을 이루는 폴리이미드 (polyimide, PI)와 전도층을 이루는 구리로 이루어져 있다. 폴리이미드는 뛰어난 열적 화학적 안정성, 우수한 기계적 특성, 연속공정이 가능한 장점을 가지고 있으나, 고온다습한 환경하에서 높은 흡습성으로 인해 전도층을 이루는 구리와의 접합특성이 저하되는 단점 또한 가지고 있다. 또한 전도층을 이루는 구리는 고온다습한 환경하에서 산화 발생이 용이하기 때문에 접합특성의 감소를 야기할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 고온다습한 조건하에서 sputtering and plating 공정을 통해 순수 Cr seed layer를 가지는 연성회로기판의 seed layer의 두께와 시효시간의 변화로 인해 발생하는 접합특성의 변화를 관찰하고 분석하였다. 본 연구에서는 두께 $25{\mu}m$의 일본 Kadena사(社)에서 제작된 폴리이미드 상에 sputtering 공정을 통해 순수 Cr으로 이루어진 각각 두께 100, 200, $300{\AA}$의 seed layer를 형성한 후 전해도금법을 이용, 두께 $8{\mu}m$의 구리 전도층을 형성한 시료를 사용하였다. 제작된 시료는 고온다습한 환경하에서의 접합 특성의 변화를 관찰하기 위하여 $85^{\circ}C$/85%RH 항온항습 조건하에서 각각 24, 72, 120, 168시간 동안 시효처리 한 후, Interconnections Packaging Circuitry (IPC) 규격에 의거하여 접합강도를 측정하였다. 시료의 전도층은 폭 3.2mm 길이 230mm의 패턴을 가지도록, 절연층은 폭 10mm, 길이 230mm으로 구성되었으며 이를 50.8mm/min의 박리 속도로 각 시편당 8회의 $90^{\circ}$ peel test를 실시하였다. 파면의 형상과 화학적 조성을 분석하기 위해 SEM (Scanning electron microscope)과 EDS (Energy-dispersive X-ray spectroscopy)를 사용하였으며, 파면의 조도 측정을 위해 AFM (Atomic force microscope)을 사용하였다. 또한 계면의 화학적 결합상태를 분석하기 위해 XPS (X-ray photoelectron spectroscopy)를 통해 파면을 관찰 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.244-245
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• 2010

최근 광전자 분야에서는 미래 에너지 자원에 대한 관심과 함께 GaN 기반 발광다이오드 및 태양전지 연구가 활발히 진행되고 있다. GaN는 높은 전자 이동도와 높은 포화 속도 등의 광전자 소자에 유리한 특성을 가지고 있으나, 고 인듐 함유량과 막질의 우수한 특성을 동시에 구현하는 것은 매우 어렵다. 이를 극복하기 위한 방법으로써 선택 영역 박막 성장법(Selective Area Growth)은 마스크 패터닝을 통해 제한된 영역에서만 박막을 성장하는 방법으로써 GaN의 막질을 향상 시킬 수 있는 방법으로 주목받고 있다. 본 논문에서는 대면적 기판에서 GaN의 막질 향상뿐만 아니라 고인듐 InGaN 박막 성장을 위하여 서브마이크로미터 주기와 크기를 갖는 홀 패턴을 포토리소그라피 공정 최적화를 통해 구현할 수 있는 방법에 대해 논의한다. 그림. 1은 사파이어 기판 위에 선택 영역 박막 성장법을 이용하여 성장한 n-GaN/활성층/p-GaN의 구조를 나타낸 그림이다. 이를 통하여 서브마이크로미터 스케일의 반극성 InGaN면 위에 높은 인듐 함유량을 가지면서도 우수한 특성을 갖는 박막을 얻을 수 있다. 본 실험을 위하여 사파이어 기판 위에 SiO2를 증착한 후 포토레지스트(AZ5206)을 도포하고 포토리소그라피 공정을 진행하여 2um 크기 및 간격을 갖는 패턴을 형성했다. 그림. 2는 AZ5206에 UV를 조사(5초)하고 현상(23초)한 패턴을 윗면(그림. 2(a))과 $45^{\circ}$ 기울인 면(그림. 2(b)) 에서 본 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진이다. 이를 통해 약 2.2um의 홀 패턴이 선명하게 형성 됨을 볼 수 있다. 그 후 수백나노 직경의 홀을 만들기 위해서 리플로우 공정을 수행한다. 그림. 3은 리플로우 온도에 따른 패턴의 홀 모양을 AFM(Atomic Force Microscope)을 이용하여 측정한 표면의 사진이다. 이를 통해 2차원 평면에서 리플로우 온도 및 시간에 따른 변화를 볼 수 있다. 그림.3의 (a)는 리플로우 공정을 진행하기 전 패턴이고, (b)는 $150^{\circ}C$에서 2분, (c)는 $160^{\circ}C$에서 2분 (d)는 $170^{\circ}C$에서 2분 동안 리플로우 공정을 진행한 패턴이다. $150^{\circ}C$와 $160^{\circ}C$에서는 직경에 큰 변화가 없었고, $160^{\circ}C$에서는 시료별 현상 시간 오차에 따라 홀의 크기가 커지는 경향이 나타났다. 그러나 $170^{\circ}C$에서 2분간 리플로우 한 시료 (그림. 3(d))의 경우는 홀의 직경이 ~970nm 정도로 줄어든 것을 볼 수 있다. 홀의 크기를 보다 명확히 표현하기 위해 그림.3에 대응시켜 단면을 스캔한 그래프가 그림.4에 나타나 있다. 그림.4의 (a) 및 (b)의 경우 포토레지스트의 높이 및 간격이 일정하므로, 리플로우에 의한 영향은 거의 없었다. 그림. 4(c)의 경우 포토레지스트의 높이가 그림.4(a)에 비해 ~25nm 정도 낮은 것으로 볼 때, 과도 현상 및 약간의 리플로우가 나타났을 가능성이 크다. 그림. 4(d)에서는 ~970nm의 홀 크기가 나타나서 본 연구에서 목표로 하는 나노 홀 크기에 가장 가까워짐을 확인할 수 있었다. 따라서, $170^{\circ}C$ 이상의 온도와 2분 이상의 리플로우 시간 조건에서 선택 영역 성장을 위한 나노 홀 마스크의 크기를 제어할 수 있음을 확인하였다.