• Title/Summary/Keyword: Atomic Force Microscope(AFM)

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Terahertz dielectric characteristics of (Ba,Sr)$TiO_3$ thin films (테라헤르츠 영역에서의 BST 박막의 유전 특성 평가)

  • Cho, Kwang-Hwan;Kang, Chong-Yun;Yoon, Seok-Jin;Lee, Young-Pak;Maeng, In-Hee;Son, Joo-Hiuk
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.28-28
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    • 2007
  • Ferroelectric $(Ba_{0.5}Sr_{0.5})TiO_3$ (BST) thin films of thickness 500nm were deposited on $LaAlO_3$, (LAO) substrates by at $800^{\circ}C$. BST films were characterized for structure using X-ray diffraction (XRD). The surface morphology and thickness of BST the films were characterized by atomic force microscopy (AFM) and field emission scanning electron microscope (FESEM). We measured the dielectric properties at microwave frequencies (1~3 GHz) using a symmetrical stripline resonator with shorted ends and terahertz frequencies (0.2~2.5 THz) using a time-domain terahertz spectroscopy. The real and imaginary parts of the complex dielectric constant of the BST thin films on LAO substrates were in agreement with those previously reported.

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Formation of parallel nanostructures by Surface-Patterning Technique for the Application to Nano-Device (나노 소자의 응용을 위한 표면 패터닝 기술을 이용한 평형한 나노구조물 형성)

  • Kim, Yu-Duk;Kim, Hyung-Jin;Hong, Byung-You
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.514-514
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    • 2007
  • 1차원 구조를 갖는 나노 와이어들은 나노 소자를 구현하기 위한 building-block으로 많은 과학자들의 주목을 받고 있고 또한 연구되고 있다. 하지만 그것을 정확하게 위치시키고 일정한 간격으로 정렬시키기 위한 기술 개발은 아직도 해결해야 할 큰 과제로 남아 있다. 이 논문에서, 우리는 ahsing 기술과 표면 패터닝 기술을 이용하여 대면적의 실리콘웨이퍼 위에 DNA(deoxyribonucleic acid)를 기반으로 한 금 나노 와이어를 정확하게 위치시키고 일정한 간격으로 정렬시킬 수 있는 새로운 제어 기술을 제안한다. 먼저 우리는 포토 리소그래피 공정과 $O_2$ 플라즈마 ashing 기술을 이용하여 선폭을 100 nm로 감소 시켰다. 그리고 자기조립단분자막 (self-assembled monolayers; SAMs) 방법과 lift-off 공정을 반복함으로서 1-octadecyltrichlorosilane(OTS) 층과 aminopropylethoxysilane(APS) 층을 형성하였다. 마지막으로 DNA 용액을 샘플 표면 위에 도포하고 분자 빗질 방법으로 DNA를 한 방향으로 정렬 시켰고 금 나노입자 용액을 처리하였다. 그 결과 금 나노 와이어는 $10{\mu}m$ 간격으로 일정하게 정열 되었고, APS 층에만 정확하게 정렬되었다. 우리는 금 나노 와이어를 관찰하기 위하여 원자간력 현미경 (Atomic Force Microscope AFM)을 사용하였다.

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Effects $H_2$ carrier gas on the mechanical properties of poly 3C-SiC thin films ($H_2$ 캐리어가스가 다결정 3C-SiC 박막의 기계적 특성에 미치는 영향)

  • Han, Ki-Bong;Chung, Gwiy-Sang;Hong, Hoang Sy
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.89-90
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    • 2007
  • This paper presents the mechanical properties of 3C-SiC thin film according to 0, 7, and 10% carrier gas $(H_2)$ concentrations using Nano Indentation. When carrier gas $(H_2)$ concentration was 10%, it has been proved that the mechanical properties, elastic modulus and hardness, of 3C-SiC are the best of them. In the case of 10% carrier gas concentration, Young's modulus and Hardness were obtained as 367 GPa and 36 GPa, respectively. When the surface roughness according to $H_2$ concentrations was investigated by AFM (atomic force microscope), when $H_2$ concentration was 10%, the roughness of 3C-SiC thin was 9.92 nm, which is also the best of them. Therefore, in order to apply poly 3C-SiC thin film to MEMS applications, $H_2$ concentration's rate should increase to obtain better mechanical properties and surface roughness.

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Ferroelectric properties of $Bi_{3.25}La_{0.75}Ti_3O_{12}/LaNiO_3$ thin films prepared by metalorganic decomposition method (MOD법으로 제작한 $Bi_{3.25}La_{0.75}Ti_3O_{12}/LaNiO_3$ 박막의 강유전 특성에 관한 연구)

  • Kim, Kyoung-Tae;Kim, Chang-Il;Kim, Tae-Hyung;Lee, Cheol-In
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2003.11a
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    • pp.352-355
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    • 2003
  • [ $Bi_{3.25}La_{0.75}Ti_3O_{12}$ ] (BLT) thin films were prepared by using metal organic decomposition method onto the LaNiO3 (LNO) bottom electrode. Both the structure and morphology of the films were analyzed by x-ray diffraction (XRD) and atomic force microscope (AFM). Even at low temperatures ranging from 450 to $650^{\circ}C$, the BLT thin films were successfully deposited on LNO bottom electrode and exhibited (117) orientation. The BLT thin films annealed as low as $600^{\circ}C$ showed excellent ferroelectricity, higher remanent polarization and no significant degradation of switching charge at least up to $5{\times}10^9$ switching cycles at a frequency of 100 kHz and 5 V. For the annealing temperature of $600^{\circ}C$, the remanent polarization $P_r$ and coercive field were $23.5\;{\mu}C/cm^2$ and 120 kV/cm, respectively.

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Chemical Bath Deposition법에 의해 제조된 CdS 박막의 특성

  • Gong, Seon-Mi;So, U-Bin;Kim, Eun-Ho;Jeong, Ji-Won
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.294-294
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    • 2010
  • CdS는 $CuInSe_2$계, CdTe계 이종접합 태양전지의 junction partner로 많이 이용되어 왔다. CdS는 전극으로 쓰일 뿐만 아니라 빛을 투과시키는 창문층으로 사용되어 높은 변환 효율을 나타낸다. 이종접합 태양전지에서 창문층은 가시광 영역에서 광투과율이 높고, 전기적으로 비저항이 낮아야 에너지 손실 없이 태양광을 광흡수층까지 투과시킬 수 있다. CdS 박막은 CBD법(solution growth technique), 진공증착법(vacuum evaporation), 스퍼터법(sputtering), 스프레이 열분해법(spray pyrolysis), 전착법(electrodeposition)에 의해 제조되고, 그 중 용액성장법(solution growth technique)이라고도 불리는 CBD법(chemical bath deposition)을 이용하여 CdS 박막을 제조하였다. CBD법은 다른 방법에 비해 제조 과정이 비교적 간단할 뿐만 아니라 제조 단가가 저렴하고, 넓은 면적의 박막 제조가 가능하며 재현성도 우수하다는 장점이 있다. CdS 박막을 제조하기 위한 cadmuim 이온공급원으로는 $CdSO_4$를 사용하였고 sulfur 이온공급원으로는 $SC(NH_2)_2$를 사용하였다. CBD법에서 박막의 물성에 영향을 미칠 수 있는 요인인 sulfur 이온공급원과 cadmium 이온공급원의 비, 용액의 온도, pH를 변화시켜 CdS 박막을 제조하였다. 각각의 조건에 의해 제조된 CdS의 박막의 두께는 Tencor P-1을 이용하여 측정되었고, UV-Visible spectrometer를 이용하여 파장에 따른 광투과율을 측정하였다. CdS 박막의 결정 구조를 조사하기 위해 X선 회절분석(XRD ; X-ray diffraction)을 하였고, AFM(Atomic Force Microscope)으로 표면 특성을 관찰하였다.

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RF-Magnetron Sputtering방법을 이용한 ETFE 친수 특성

  • Choe, Myeong-Gyu;Kim, Dong-Yeong;Bae, Gang;Baek, Cheol-Heum;Kim, Hwa-Min
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.08a
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    • pp.149.2-149.2
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    • 2013
  • 친 환경적 소재인 ETFE (Ethylene Tetra Fluoro Ethylene)는 내화학성과 단열성을 가지며 탁월한 빛투과성, 자정효과 및 초경량 소재의 특성을 가진 열가소성 불소수지로서 서울시 신청사, Water Cube라고 많이 알려진 베이징 올림픽 수영 경기장 같은 대형 건축물의 외벽에 사용될 만큼 최근 세계 각국의 건축가들에게 각광을 받고 있다. 본 실험에서는 영구자석을 이용한 고밀도 플라즈마로 높은 점착성과, 균일한 박막 및 대면적 공정이 가능한 RF-magnetron sputtering방법으로 기판인 Slide glass위에 ETFE를 증착하여 접촉각의 변화와 구조적 및 광학적 특성에 대하여 측정하였다. 접촉각 측정결과 35w에서 $15^{\circ}$ 이하의 친수 특성을 나타내었고, 자외선 파장에서의 투과율 측정 결과 87% 이상의 높은 투과율을 나타내었다. AFM (Atomic Force Microscope) 측정결과 35 W에서 1.6 nm의 RMS (Root mean square)값이 측정 되었다. ETFE 특성은 비가 오면 자동으로 이물질이 씻겨 내려 주기적으로 청소를 해줘야하는 유리보다 유지관리비가 적게 될 것으로 사료되고, 높은 자외선 투과율을 보임으로 온실에서 균형 잡힌 식물 성장을 위한 화학약품의 소모를 줄여 줄 것으로 사료된다.

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전자빔 후 처리를 이용한 유연성 태양전지용 AZO 박막의 특성 향상에 관한 연구

  • Lee, Hak-Min;Hwang, Jin-Ye;Nam, Sang-Hun;Kim, Hyeok;Kim, Yong-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.08a
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    • pp.191.1-191.1
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    • 2013
  • 현재 산업계 전반적으로 사용되고 있는 박막형 태양전지 투명 전도막의 재료로는 ITO 와 Al, In, Ga, B, Si, F 등으로 도핑된 ZnO 박막이 사용되고 있으며, 그 중에서도 Al 이 도핑된 ZnO 박막은 넓은 밴드갭을 가진 n-type 반도체로서, 적외선 및 가시광 영역에서의 높은 투과성과 우수한 전도성을 가지며, 고온에서 안정된 전기적 특성, 낮은 원가 등의 장점을 지녀 그 응용 연구가 활발히 이루어지고 있다 [1]. 본 연구에서는 RF magnetron Sputter 법을 이용하여 Flexible 기판 위에 AZO 박막을 증착하였다. 실험변수로는 RF power, Pressure등을 이용하였고, 최적조건에서의 박막의 투과도는 90%이상, 면저항은 30 ${\Omega}/{\square}$ 이하를 나타내었다. 그리고 (주)인포비온에서 원천기술을 갖고있는 EBA technology를 이용하여 후처리 하여 전기적, 광학적, 구조적인 특성의 변화를 관찰하였다. AZO 박막의 두께를 측정하기 위해 ${\alpha}-step$과 SEM을 이용하였고, 투과도는 UV-Vis spectrometer를 사용하여 박막의 투과도 변화를 관찰 하였다. 전기적인 특성은 4-Point probe를 이용하여 측정하였다. 또한, 박막의 결정성과 거칠기의 변화는 XRD(X-ray Diffraction)와 원자간력현미경(Atomic Force Microscope; AFM) 을 이용하여 측정하였으며, 전기 광학적 특성 변화는 Figure Of Merit(FOM) 수치로 분석하였다. 본 연구에서 AZO 박막의 특성은 EBA 조사 후 특성의 향상이 이루어지는 것을 관찰할 수 있었다.

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Maskless Pattern Fabrication on Si (100) Surface by Using Nano Indenter with KOH Wet Etching (나노인덴터와 KOH 습식 식각 기술을 병용한 Si(100) 표면의 마스크리스 패턴 제작 기술)

  • 윤성원;신용래;강충길
    • Transactions of Materials Processing
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    • v.12 no.7
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    • pp.640-646
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    • 2003
  • The nanoprobe based on lithography, mainly represented by SPM based technologies, has been recognized as potential application to fabricate the surface nanostructures because of its operational versatility and simplicity. The objective of the work is to suggest new mastless pattern fabrication technique using the combination of machining by nanoindenter and KOH wet etching. The scratch option of the nanoindenter is a very promising method for obtaining nanometer scale features on a large size specimen because it has a very wide working area and load range. Sample line patterns were machined on a silicon surface, which has a native oxide on it, by constant load scratch (CLS) of the Nanoindenter with a Berkovich diamond tip, and they were etched in KOH solutions to investigate chemical characteristics of the machined silicon surface. After the etching process, the convex structure was made because of masking effect of the affected layer generated by nano-scratch. On the basis of this fact, some line patterns with convex structures were fabricated. Achieved patterns can be used as a mold that will be used for mass production processes such as nanoimprint or PDMS molding process. All morphological data of scratch traces were scanned using atomic force microscope (AFM).

Improved performance of polyamide nanofiltration membranes by incorporating reduced glutathione during interfacial polymerization

  • Jiao, Zhiwei;Zhou, Linjie;Wu, Mengyuan;Gao, Kang;Su, Yanlei;Jiang, Zhongyi
    • Korean Journal of Chemical Engineering
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    • v.35 no.12
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    • pp.2487-2495
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    • 2018
  • Inspired by the specific amino acid sequence Asn-Pro-Ala (NPA) of water channel aquaporins (AQPs), we fabricated polyamide (PA) nanofiltration (NF) membranes by introducing reduced glutathione (GSH) in interfacial polymerization (IP) method. Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR), X-ray photoelectron spectrometry (XPS), scanning electron microscope (SEM), atomic force microscopy (AFM), zeta potential and static water contact angle measurement were employed to characterize the chemical composition, morphology, electronegativity and hydrophilicity of the NF membranes. The water flux of GSH/PIP-TMC NF membrane reached $32.00L\;m^{-2}h^{-1}$ at 0.2 MPa, which was approximately twice than that of pristine PIP-TMC NF membrane when the ratio of GHS to piperazidine (PIP) was 40% during IP process. More water channels were built as GSH was embedded into PA layer. The fabricated NF membranes also took on potent rejection for dyes and $Na_2SO_4$. This study presents a simple and facile method to simulate water channels-based biological materials which may find potential application in water treatment.

Experimental and computational insights into the adsorption of a hydrazone-based heterocyclic compound on steel rebar in synthetic concrete pore solution (합성 콘크리트 공극 솔루션에서 철근에 히드라존 기반 헤테로고리 화합물의 흡착에 대한 실험 및 계산 통찰력)

  • Lgaz, Hassane;Karthick, Subbiah;Lee, Han-Seung
    • Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
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    • 2022.11a
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    • pp.73-74
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    • 2022
  • The corrosion inhibitive effect of a new hydrazone-based heterocyclic compound for steel in simulated concrete pore solution with 3.5 wt.% sodium chloride was investigated by experimental and computational techniques. Electrochemical studies, up to 30 days of immersion, and surface analysis (X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), atomic force microscopy (AFM), and scanning electron microscope (SEM)) were performed to assess the corrosion protection abilities of investigated compound for steel rebar. Results showed that adding the organic compound to the chloride contaminated concrete pore solution decreased the corrosion rate of the steel rebar thanks to the effective adsorption of inhibitor molecules. After 30 days of immersion of steel rebar in inhibited chloride contaminated synthetic concrete pore solution, the inhibition efficiency exceeded 80% at low concentration of 1 mmol/L. Computational studies by Density Functional based Tight Binding (DFTB) method revealed the formation of covalent bonds between the hydrazone molecule and the iron surface.

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