지구가 마그마 바다 상태에서 현재의 층상화된 내부 구조로 분화되는 진화과정의 체계적인 이해를 위하여 규산염 용융체와 같은 비정질 산화물의 결정화과정 메커니즘 규명이 필요하다. 이를 위하여 결정화 과정에서 수반하는 용융체의 원자구조 변화를 실험적으로 측정하여 결정화 과정을 정량적으로 정립할 수 있다. 본 연구에서는 고상 핵자기 공명 분광분석(NMR)을 이용하여 졸겔법으로 합성한 비정질 알루미나($Al_2O_3$)의 온도-가열 시간 변화에 따른 원자구조 변화로부터, 비정질-결정질 상전이 과정을 원자 단위에서 규명하였다. 비정질 $Al_2O_3$의 $^{27}Al$ 3QMAS NMR 실험 결과 다량의 배위수 4, 5의 알루미늄($^{[4,5]}Al$)과 소량의 배위수 6인 알루미늄($^{[6]}Al$)이 명확히 구분되어 관찰되었고, 973 K와 1,073 K에서 각각 가열시간을 증가시킬수록 배위수 5인 알루미늄($^{[5]}Al$)이 감소하였다. 본 연구에서는 $^{[5]}Al$의 분율을 결정화의 지표로 이용하여 $^{27}Al$ 3QMAS NMR 결과를 정량 분석하였다. 분석을 통해 점진적인 원자구조의 변화로 관찰되는 비정질 산화물의 상전이 과정이 결정화 혹은 비정질 내 구조적 무질서도의 변화와 같은 복합적인 단계로 구성될 수 있음을 확인하였다. 이러한 연구 결과는 다양한 자연계의 다성분계 규산염 용융체 결정화 과정 및 마그마 바다의 분화와 지구의 화학적 진화에 대한 원자 단위의 이해증진에 도움을 줄 것이다.
실리콘박막의 상부에 고상반응에 의해 형성된 TiS$i_2$ 박막의 응집 거동에 미치는 기판 실리콘의 영향을 조사했다. 폴리실리콘과 어몰퍼스실리콘을 증착상태 또는 어닐링한 상태엣 TiS$i_2$를 형성시키고 90$0^{\circ}C$열처리에 따른 TiS$i_2$의 면저항값의 변화를 조사하고 XRD, SEM 및 TEM에 의한 실리콘의 조직관찰을 행했다. TiS$i_2$응집은 어몰퍼스실리콘 위의 경우가 더욱 심했다. 폴리실리콘을 어닐링하면 TiS$i_2$의 응집은 억제되며 고온에서 어닐링할수록 그 효과가 현저했다. 이는 폴리실리콘의 입도 변화보다는 증착시 존재하는 결함들이 열처리에 의해 감소된 때문이다. 폴리실리콘의 경우는 어닐링 전후에 상관없이 (110)집합조직인 주상정 조직을 갖고 있다. 어몰퍼스실리콘을 결정화시킨 경우는 (111)집합조직를 갖는 등축정 조직을 나타내었다. 실리콘의 표면에너지가 낮은 (111)면이TiS$i_2$ 막의 하부 폴리실리콘에 많이 존재할수록 응집은 촉진된다.
최근 주목받고 있는 amorphous gallium-indium-zinc-oxide (a-GIZO) thin film transistors (TFTs)는 수소가 첨가된 비정질 실리콘 TFT에 비해 높은 이동도와 뛰어난 전기적, 광학적 특성에 의해 큰 주목을 받고 있다. 또한 넓은 밴드갭을 가지므로 가시광 영역에서 투명한 특성을 보이고, 플라스틱 기판 위에서 구부러지는 성질에 의해 플랫 패널 디스플레이나 능동 유기 발광소자 (AM-OLED), 투명 디스플레이에 응용되고 있다. 뿐만 아니라, 일반적인 Poly-Si TFT는 자체적으로 가지는 결정성에 의해 대면적화 시 균일성이 좋지 못하지만 GIZO는 비정질상 이기 때문에 백플레인의 대면적화에 유리하다는 장점이 있다. 이러한 TFT를 제작하기 전, 전기적 특성에 대한 정보를 얻거나 예측하는 것이 중요한데, 이에 따라 고안된 구조가 바로 metal point contact FET (pseudo FET)이다. pseudo FET은 소스/드레인 전극을 따로 증착할 필요 없이 채널을 증착한 후, 프로브 탐침을 채널의 표면에 적당한 압력으로 접촉시켜 전하를 공급하는 소스와 드레인처럼 동작시킬 수 있다. 따라서 소스/드레인을 증착하거나 lithography와 같은 추가적인 공정을 요구하지 않아 소자의 특성을 보다 간단하고 수월하게 분석할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 p-type 기판위에 100nm의 oxidation SiO2를 게이트 절연막으로 사용하는 a-GIZO pseudo FET를 제작하였다. 소자 제작 후, 열처리 온도에 따른 전기적 특성을 분석하였고, 열처리 조건은 30분간 N2 분위기에서 실시하였다. 열처리 후 전기적 특성 분성 결과, 450oC에서 가장 낮은 subthreshold swing 값과 게이트 전압의 더블 스윕 후 문턱 전압의 변화가 거의 없음을 확인하였다.
Sim, Jong Ki;Seo, Hyun Ook;Jeong, Myung-Geun;Kim, Kwang-Dae;Kim, Young Dok;Lim, Dong Chan
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제34권7호
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pp.2105-2110
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2013
Carbon-fiber-supported NiO catalytic filters for oxidation of volatile organic compounds were prepared by electroless Ni-P plating and subsequent annealing processes. Surface structure and crystallinity of NiO film on carbon fiber could be modified by post-annealing at different temperatures (500 and $650^{\circ}C$). Catalytic thermal decompositions of toluene over these catalytic filters were investigated. $500^{\circ}C$-annealed sample showed a higher catalytic reactivity toward toluene decomposition than $650^{\circ}C$-annealed one under same conditions, despite of its lower surface area and toluene adsorption capacity. X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy studies suggest that amorphous structures of NiO on $500^{\circ}C$-annealed catalyst caused the higher reactivity for oxidation of toluene than that of $650^{\circ}C$-annealed sample with a higher crystallinity.
We have fabricated $MgB_2$thin films on (1 1 02)$ A1_2$$O_3$substrates by using a two-step method. Amorphous B thin films were deposited by a pulsed laser deposition technique and sintered in Mg vapor at various temperatures from 800 to $950^{\circ}C$. Superconducting properties of the thin films were investigated by temperature dependences of magnetization and critical current density. Structural studies were carried out by an x-ray diffraction and a scanning electron microscope. The films fabricated at $900^{\circ}C$ showed the highest transition temperature of 39 K and critical current density of ~$10^{7}$ A/$\textrm{cm}^2$ at 15 K.
In order to realize high performance thin film transistor (TFT) on plastic substrate, Si film was deposited on plastic substrate at 170$^{\circ}C$ by using inductivity coupled plasma chemical vapor deposition (ICPCVD). Hydrogen concentration in as-deposited Si film was 3.8% which is much lower than that in film prepared by using conventional plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). Si film was deposited as micro crystalline phase rather than amorphous phase even at 170$^{\circ}C$ because of high density plasma. By step-by-step Excimer laser annealing, dehydrogenation and recrystallization of Si film were carried out simultaneously. With step-by-step annealing and optimization of underlayer structure, it has succeeded to achieve large grain size of 300nm by using ICPCVD. Base on these results, poly-Si TFT was fabricated on plastic substrate successfully, and it is sufficient to drive pixels of OLEDs, as well as LCDs.
We investigated the effects of SiH$_4$ gas on the surface of Hf-silicate films during the deposition of polycrystalline (poly) Si films and the thermal stability of sputtered Hf-silicate films in poly Si/Hf-silicate structure by using High Resolution Transmission Electron Microscopy (HR-TEM) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). Hf-silicate films were deposited by using DC-mag-netron sputtering with Hf target and Si target and poly Si films were deposited at 600$^{\circ}C$ by using Low Pressure Chemical Vapor Deposition (LPCVD) with SiH$_4$ gas. After poly Si film deposition at 600$^{\circ}C$, Hf silicide layer was observed between poly Si and Hf-silicate films due to the reaction between active SiH$_4$ gas and Hf-silicate films. After annealing at 900$^{\circ}C$, Hf silicide, formed during the deposition of poly Si, changed to Hf-silicate and the phase separation of the silicate was not observed. In addition, the Hf-silicate films remain amorphous phase.
Thin films of vanadium oxide(VOx) have been deposited by r.f. magnetron sputtering from $V_2O_5$ target in gas mixture of argon and oxygen. The oxygen/(oxygen+argon) partial pressure ratio of 0% and 8% is adopted. Crystal structure and optical properties of films sputter-deposited under different oxygen gas pressures and in situ annealed in vacuum at $400^{\circ}C$ for 1h and 4h are characterized through XRD and optical absorption measurements. The films as-deposited are amorphous, but $0%O_2$ films annealed for time longer than 4h and $8%O_2$ films annealed for time longer than 1h are polycrystalline. The optical transmission of the films annealed in vacuum decreases considerably than the as-deposited films and the optical absorption of all the films increases rapidly at wavelength shorter than about 550nm. Indirect and direct optical band gaps were decreased with increasing the annealing time.
In this thesis, We Fabricated Cu thin films of 1000 $\AA$, 3000 $\AA$, and 6000 $\AA$ thickness on the single crystal sapphire, polycrystal alumina, and amorphous slide glass substrates deposited by electron beam evaporation(EBE) method. We investigated properties of resistivity and adhesion of these Cu thin films under various conditions, substrate temperature(room temperature, 10$0^{\circ}C$, 20$0^{\circ}C$ under vacuum) and annealing temperatures(400 $^{\circ}C$, 600 $^{\circ}C$ for 30 min after the deposition). We found that these adhesion was increased in order of slide glass, sapphire, and alumina. The adhesion of the Cu thin films on alumina was high value about 4 times, compared with that of the Cu thin films on slide glass. We found that these resistivities were decreased with increasing substrate temperature and thin film thickness. The resistivity(2.05 $\mu$Ω\ulcornercm) of the Cu thin films with 6000 $\AA$ thickness at 200 $^{\circ}C$ on the slide glass was low value, compared with that of aluminum(2.66 $\mu$Ω\ulcornercm).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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