PET 필름의 물성을 연구하기 위하여 PET의 $T_m$ 보다 높은 다양한 온도에서 압출 후, $18^{\circ}C$로 급냉하였고, 종방향(MD)과 횡방향(TD)으로 각기 다른 연신비 및 다양한 열고정 온도로 제조되었다. 압출 온도, 연신비, 열고정 온도에 따른 PET 필름의 열수축 거동, 밀도, 결정화거동, 열적거동 및 광학적 물성 등의 변화에 대하여 고찰한 결과, MD와 TD 방향의 열수축률은 열처리온도와 압출 온도가 감소함에 따라 증가하였고 연신비가 증가함에 따라 증가하였다. 결정화도와 밀도는 열처리온도와 압출 온도가 증가함에 따라 증가하였고, 융해열(${\Delta}H$)과 예비융점($T_m'$)의 경우 열처리온도와 압출 온도의 증가와 함께 증가하였다. 수평균 분자량과 고유점도는 압출 온도가 증가함에 따라 감소하였고, 인장강도와 탄성률의 경우 연신비가 증가함에 따라 증가하였으나, 열처리온도를 증가하였을 때에는 감소하는 경향을 보였다. 연신 방향과 두께 방향의 굴절률은 연신비와 열처리온도가 증가함에 따라 증가함을 확인하였다.
마그네트론 스퍼터를 사용하여 증착한 CoNbZr 합금박막의 제조 조건 및 열처리에 따르는 구조 및 자기적 성질의 변화를 연구하였다. Ar분압 2mTorr, RF 인가전력 130 W에서 증착되어진 $Co_{87.0}$N $b_{8.5}$Z $r_{4.5}$막은 최대 비저항 3000 $\mu$Ω.cm을 나타냄으로써 가장 안정한 비정질상을 형성하였으며 100 MHz에서 1095의 최대투자율, 1.75 Oe의 최소 보자력을 나타내었다. Ar 분압이 2 mTorr 이상으로 증가할 경우 그리고 RF 인가전력이 130 W 이상으로 증가할 경우 주상정 구조의 발달과 불안정한 비정질상의 형성으로 투자율은 감소하고 보자력은 증가하는 것을 확인하였다 1 mTorr에서 증착되어진 막과 190 W에서 증착되어진 막은 결정질 상을 형성하여 100 이하의 낮은 투자율과 60 Oe의 높은 보자력을 나타내었다. 회전자장중 열처리에 의해 이방성을 제어할 수 있음을 확인하였으며, 증착상태에서 보였던 1095의 투자율은 1345로 증가하였다.증가하였다.
미래형 유연소자 개발 시 비용감소 및 공정적합성 개선을 위해 동박을 잉크젯 프린팅법을 이용해 공중합체 유연기판 상 형성하고, 전기적 특성에 열처리 분위기가 미치는 영향을 확인하기 위해 3 종류의 환원분위기에서 열처리를 진행하여 보았다. 그 결과 200도의 낮은 온도에서 환원 특성이 뛰어난 포름산 분위기에서 전도체 수준의 비저항은 얻을 수 있었으나, 열처리 시 발생하는 응력으로 인해 발생된 표면균열에 기인해 그 값이 기존 동박에 비해 매우 높았다. 이에 비정질재료에서 응용되는 응력해소법을 응용하여 표면균열을 억제한 결과 230도 열처리 시 기존 열처리 방법에서는 $7.4{\mu}{\Omega}cm$의 비저항을 보이나, 응력해소를 통한 표면 균열이 억제된 시편에서는 $3.4{\mu}{\Omega}cm$의 비저항 값을 얻을 수 있었다. 특히 등온열처리에 의한 응력해소 효과를 확인하기 위해 동일 온도에서 등온시간 없이 열처리를 진행한 결과, 표면균열이 억제되지 못함을 확인할 수 있었다.
Capacitor material utilized in the downsizing passive devices and dynamic random access memory(DRAM) requires the physical and electrical properties at given area such as capacitor thickness reduction, relative dielectric constant increase, low leakage current and thermal stability. Common capacitor materials, $SiO_2$, $Si_3N_4$, $SiO_2$/$Si_3N_4$,TaN and et al., used until recently have reached their physical limits in their application to several hundred angstrom scale capacitor. $Ta_2O_{5}$ is known to be a good alternative to the existing materials for the capacitor application because of its high dielectric constant (25 ~35), low leakage current and high breakdown strength. Despite the numerous investigations of $Ta_2O_{5}$ material, there have little been established the clear understanding of the annealing effect on capacitance characteristic and conduction mechanism, design and fabrication for $Ta_2O_{5}$ film capacitor. This study presents the structure-property relationship of reactive-sputtered $Ta_2O_{5}$ MIM capacitor structure processed by annealing in a vacuum. X-ray diffraction patterns skewed the existence of amorphous phase in as-deposited condition and the formation of preferentially oriented-$Ta_2O_{5}$ in 670, $700^{\circ}C$ annealing. On 670, $700^{\circ}C$ annealing under the vacuum, the leakage current decrease and the enhanced temperature-capacitance characteristic stability. and the leakage current behavior is stable irrespective of applied electric field. The results states that keeping $Ta_2O_{5}$ annealed at vacuum gives rise to improvement of electrical characteristics in the capacitor by reducing oxygen-vacancy and the broken bond between Ta and O.
Diamond-like carbon (DLC)은 $Sp^3$ 결합분율이 높은 준안정 상태의 비정질 탄소물질로 이루어진 박막이다. DLC는 기계적 특성, 화학적 특성, 윤활 특성뿐만 아니라 광학적, 전기적 특성 또한 우수한 물질이다. 본 연구에서는 DLC 박막을 그라파이트(graphite) 타깃을 출발 물질로 하여 고주파 마그네트론 스퍼터(RF magnetron sputter)로 $SiO_2$ 기판 상에 증착하였다. 증착된 DLC 박막은 후 열처리를 하였으며 열처리 온도에 따른 DLC 박막의 특성 변화를 관찰하였다. 열처리는 진공에서 급속가열법(rapid thermal process)으로 $300{\sim}500^{\circ}C$ 범위에서 시행하였다. 열처리된 DLC 박막은 전기적 특성 평가를 위하여 Hall 계수 측정기를 이용하여 상온 비저항을 측정하였으며 표면 변화를 확인하기 위하여 원자력 현미경(atomic force microscopy)을 이용하여 표면형상 변화를 관찰 하였다. 또한 표면특성, 비저항 특성 변화와 구조적 특성 변화와의 관계를 확인하기 위하여 X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)과 라만 분광법을 이용하여 열처리에 따른 DLC 박막의 구조 변화를 관찰하였다.
The electrical and mechanical properties in indium-tin-oxide films deposited on polymer substrate were examined. The materials of substrates were polyethersulfone (PES) which have gas barrier layer and anti-glare coating for plastic-based devices. The experiments were performed by rf-magnetron sputtering using a special instrument and buffer layers. Therefore, we obtained a very flat polymer substrate deposited ITO film and investigated the effects of buffer layers, and the instrument. Moreover, the influences of an oxygen partial pressure and post-deposition annealing in ITO films deposited on polymer substrates were clarified. X-ray diffraction observation, measurement of electrical property, and optical microscope observation were performed for the investigation of micro-structure and electro-mechanical properties, and they indicated that as-deposited ITO thin films are amorphous and become quasi-crystalline after adjusting oxygen partial pressure and thermal annealing above $180^{\circ}C$. As a result, we obtained 20-25 ${\Omega}/sq$ of ITO films with good transmittance (above 80 %) of oxygen contents with under 0.2 % and vacuum annealing. Furthermore, using organic buffer layer, we obtained ITO films which have a rather high electrical resistance (40-45 ${\Omega}/sq$) but have improved optical (more than 85 %) and mechanical characteristics compared to the counterparts. Consequently, a prototype reflective color plastic film LCD was fabricated using the PES polymer substrates to confirm whether the ITO films could be realized in accordance with our experimental results.
본 연구에서는 CoFeB/MgO/CoFeB 구조를 가지는 자기터널접합에서 capping층 재료의 종류와 열처리 시간에 따른 비정질 top CoFeB 자성층의 결정화 상태 및 자기터널접합의 자기적 특성 변화에 대한 연구결과를 비교 분석 하였다. Hcp(Hexagonal close-packed)의 결정구조를 가지는 Ru(002)를 capping층 재료로 사용한 자기터널접합 박막의 경우에는 열처리 이후 Ru과 인접한 부분의 top CoFeB이 bcc-CoFe(110)로 성장하는 반면, TiAl과 ZrAl을 capping층 재료로 사용한 자기터널접합의 경우는 열처리 이후 top CoFeB이 MgO와 epitaxial하게 bcc-CoFe(002)로 결정성장 하였다. 이로 인해 Ru을 사용한 자기터널접합의 터널자기 저항비(46.7%)보다 약 1.5배 높은 터널자기저항비(TiAl: 71.8%, ZrAl: 72.7%)를 나타내었다.
The effect of small addition of Nb on the electrical resistivity and Hall coeffcient of the amorphous $Fe_{83}Zr_{7}B_{10}$ alloy and annealed ones ones below the crystallization temperature were investigated, which has been considered to be suitable for high frequency core material. At room temperature, their resistivities $\rho$ and the spontaneous Hall coeffcients $R_{s}$ are $~1.6\;{\mu}{\Omega}m$ and $~3{\times}10^{-8}m^{3}/As$, respectively. $R_{s}$ and $\rho$ are decreased with increasing temperature from 100 K to room temperature. Side-jump effect was adopted to analyze the effect of the small variation of conentration and annealing. The quantity of $R_{s}/{\rho}^{2}$ at room temperature, which is directly related to the electronic structure of the mother alloy, remained almost a constant except as quenched one as it can be predicted from the side-jump effect. The unexpected temperature dependence of $R_{s}/{\rho}^{2}$ measured at low fields much below Tc is left as a question.
The effect of small addition of Nb on the electrical resistivity and Hall coefficient of the amorphous $Fe_{83}Zr_{7}B_{10}$ alloy and annealed ones below the crystallization temperature were investigated, which has been considered to be suitable for high frequency core material. At room temperature, their resistivities $\rho$ and the spontaneous Hall coefficients $R_{s}$ are $~1.6\;{\mu}{\Omega}m$ and $~3{\times}10^{-8}m^{3}/As$, respectively. $R_{s}$ and $\rho$ are decreased with increasing temperature from 100 K to room temperature. Side-jump effect was adopted to analyze the effect of the small variation of concentration and annealing. The quantity of $R_{s}/{\rho}^{2}$ at room temperature, which is directly related to the electronic structure of the mother alloy, remained almost a constant except as quenched one as it can be predicted from the side-jump effect. We suggested the temperature dependence of $R_{s}/{\rho}^{2}$ can be compared to Ms{T}.
An artificially modulated magnetic Co/Pd multilayer is one of the promising candidates for high density magneto-optic (MO) recording media, due to a large Kerr rotation angle in the wavelength of a blue laser beam. However, since multilayer structure, as well as amorphous structure, is a non-equilibrium state in terms of free energy and a MO recording technology is a kind of thermal recording which is conducted around Curie temperature (Tc) of the recording media, when the Co/Pd mulilayer is used for the MO recording media, changes in the magnetic properties are occurred as the amorphous structure do. Therefore, the assessment of the magnetic properties in the Co/Pd multilayer during interdiffusion is crucially important both for basic research and applications. As the parameter of the magnetic properties in this research, saturation magnetization and perpendicular magnetic anisotropy energy of the Co/Pd multilayer are measured in terms of Ar sputtering pressure and heat treatment temperature. Form the results of the research, we find out that the magnetic exchange energy between Co and Pd sublayers strongly affects the changes in the magnetic properties of the Co/Pd multilayers during the interdiffusion in ferromagnetic state. This discovery will provide the understanding of the magnetic exchange energy in the Co/Pd multilayer structure and suggest the operating temperature range for MO recording in the Co/Pd multilayer for the basic research and applications, respectively.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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