• Advances in materials Research
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• 제3권3호
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• pp.139-149
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• 2014

Surface enhanced Raman Scattering (SERS) has attracted attention because the technique enables detection of various chemicals, even down to single molecular scale. Among the diverse candidates for SERS substrates, Au nanoparticles are considered promising due to their fine optical properties, chemical stability and ease of surface modification. Therefore, the fabrication and optical characterization of gold particles on solid supports is highly desirable. Such structures have potential as SERS substrates because the localized surface plasmon resonance of gold nanoparticles is very sensitive to combined molecules and environments. In addition, it is well-known that the properties of Au nanoparticles are strongly dependent on their shape. In this work, arrays of shape-controlled Au nanoparticles were fabricated to exploit their enhanced and reproducible optical properties. First, shape-controlled Au nanoparticles were prepared via seed mediated solution-phase synthesis, including spheres, octahedra, and rhombic dodecahedra. Then, these shape-controlled Au nanoparticles were arranged on a PDMS substrate, which was nanopatterned using soft lithography of poly styrene particles. The Au nanoparticles were selectively located in a pattern of hexagonal spheres. In addition, the shape-controlled Au nanoparticles were arranged in various sizes of PDMS nanopatterns, which can be easily controlled by manipulating the size of polystyrene particles. Finally, the optical properties of the fabricated Au nanoparticle arrays were characterized by measuring surface enhanced Raman spectra with 4-nitrobenezenethiol.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권1호
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• pp.98-102
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• 2010

목련잎 추출액을 이용하여 Au core-Ag shell 합금 나노입자를 합성하였다. 환원제인 식물잎 추출액을 먼저 $HAuCl_4$ 용액과 반응시키고 다음에 $AgNO_3$ 용액과 반응시켜 금 seed와 은 shell을 형성시켰다. 반응시간에 따른 UV-visible spectroscopy의 변화를 모니터링하여 합금 나노입자의 형성을 관찰하였다. 합성된 합금 나노입자를 transmission electron microscopy(TEM), energy dispersive X-ray spectroscopy(EDS), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) 등으로 특성화 하였다. TEM image로부터 관찰된 합금 나노입자는 삼각형, 오각형, 육각형 등의 평판과 구 구조의 혼합물이었다. EDS와 XPS 분석으로부터 결정된 금/은 합금 나노입자의 원자 은 함량은 각각 34와 65 wt%로 Au core-Ag shell 나노구조가 형성되었음을 알 수 있었다. 이러한 core-shell 형태의 나노구조는 표면 강화 라만 분광 및 생물분자의 고감도 검출 등에 잠재적인 응용이 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.354-354
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• 2012

In this study, we report the vertically aligned ZnO nanowires by using different type of Ga-doped ZnO (GZO) thin films as seed layers to investigate how the underlying GZO film micro structure affects the distribution of ZnO nanowires. Arrays of highly ordered ZnO nanowires have been synthesized on GZO thin film seed layer prepared on p-Si substrates ($7-13{\Omega}cm$) with utilize of a pulsed laser deposition (PLD). With the vapor-liquid-solid (VLS) growth process, the ZnO nanowire synthesis carries out no metal catalyst and is cost-effective; furthermore, The GZO seed layer facilitates the uniform growth of well-aligned ZnO nanowires. The influence of the growth temperature and various thickness of GZO seed layer have been analyzed. Crystallinity of grown seed layer was studied by X-Ray diffraction (XRD); diameter and morphology of ZnO nanowires on seed layer were investigated by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). Our results suggest that the GZO seed layer with high c-axis orientation, good crystallinity, and less lattice mismatch is key parameters to optimize the growth of well-aligned ZnO nanowire arrays.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.88-93
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• 2017

다양한 응용분야를 가진 국부적인 표면플라즈몬 공명 특성을 손쉽게 제어할 수 있는 기술 개발은 매우 중요하다. 또한, 금속 나노입자의 형태, 크기, 그리고 조합에 관한 세심한 조사는 공명특성과 금속 나노구조의 관계를 이해하는데 매우 유용하다. 본 논문은 블록공중합체 마이셀 박막필름으로부터 얻어진 금속나노입자 배열에 따른 국부적인 표면플라즈몬의 공명특성에 관한 연구이다. 우선 전통적인 방법의 블록공중합체 리소그라피를 통해 두 가지 다른, 점 형태 및 링 형태, 금 나노입자를 제조하였다. 그 다음 은거울 반응을 통하여 금 나노입자위에 은이 둘러 쌓이도록 금/은 이중금속 나노구조를 구현했다. 금속 나노 구조체 조절을 위해 에탄올 전처리, 은거울 반응 시간, 블록공중합체의 제거 유무 등의 공정변수를 변화시켰다. 초기 금 나노입자가 잘 제조된 경우 항상 금나노입자 표면에 적절히 은이 잘 형성되었고, 이는 UV-Vis 실험에서 각 금속나노 입자의 고유 플라즈몬 밴드인 금 525nm, 은 420nm에서 각각 나타났다. 하지만 최초 적은 양의 금 나노입자가 제조되었을 경우 은 도금 속도가 빨라져서, 초기 금 나노입자의 표면을 은이 완전히 덮었으며, 이는 UV-Vis 실험에서 금의 플라즈몬 밴드는 나타나지 않고, 은의 고유 플라즈몬 밴드만 420nm에서 나타났다. 블록공중합체로부터 미리 합성된 금나노입자 위에 은을 도금하는 방법은 국부적인 표면플라즈몬 특성을 면밀히 조사하는데 매우 유용하다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.209-209
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• 2010

금(Au) 또는 은(Ag) 금속 나노입자의 모양, 크기, 분포 상태를 조절하여 가시광선과 적외선, 자외선 영역에서 강한 표면 플라즈몬 효과을 이용할 수 있는데, 최근 이러한 금속 나노입자의 표면플라즈몬 효과를 이용하여 태양광 소자의 성능을 향상시키는 연구가 매우 활발하게 이루어지고 있다. 그 중, 높은 효율과 낮은 제작비용 그리고 간단한 공정과정의 장점을 갖고 있어서 크게 주목 받고 있는 염료감응태양전지에서도 금(Au) 또는 은(Ag) 금속 나노입자을 이용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 그 예로, Au가 코팅된 $TiO_2$ 기반의 염료감응태양전지구조를 제작하여, 입사된 빛이 표면플라즈몬 효과를 통해, Au에서 여기된 전자들이 Au/$TiO_2$ 사에의 schottky 장벽을 통과하여 $TiO_2$의 전도대 전자들의 밀도가 증가하여, charge carrier generating rate을 높여 소자의 광변환 효율의 향상을 증명하였다. 이에 본 연구에서는, $TiO_2$보다 높은 전자 이동도(mobility)와 직선통로(direct path way)의 장점을 갖고 있는 ZnO nanorod에서의 charge carrier generating rate을 높일 수 있도록, 비교적 가격이 저렴한 Ag nanoparticle을 코팅하였다. ZnO nanorod 제작은 낮은 온도에서 간단하게 성장시킬 수 있는 hydrothermal 방법을 이용하였다. 기판위에 RF magnetron 스퍼터를 이용하여 AZO seed layer를 증착한 후, zinc nitrate $Zn(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$과 hexamethylentetramines (HMT)으로 혼합된 용액을 사용해 ZnO nanorods를 성장시켰다. 이 후, Ag를 형성할 수 있도록 열증기증착법을 이용하여 코팅하였다. Ag의 증착시간에 따른 ZnO nanorods에서의 코팅된 구조와 형태를 관찰하기 위해 field emission scanning electron microscopy (FE-SEM)을 이용하여 측정하였으며, 결정성을 조사하기 위해 X-ray diffraction (XRD)을 이용하여 분석하였다. 또한 입사된 빛에 의해, 여기된 ZnO 전도대 전자들이 다시 재결합을 통해 방출되는 photoluminescence 양을 scanning PL 장비를 통해 측정하여 Ag가 코팅된 ZnO nanorod의 광특성을 분석하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.243-243
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• 2009

Bi2O3 doped ZnO nanostructures structure were successfully synthesized by a thermal evaporatiion process and their structural characteristics were investigated. It is demonstrated that the growth condition such as the areal density, pretreatment of the substrates and growth temperature have great influence on the morphology and the alignment of the nanorods arrays. The density of Bi2O3 doped ZnO nanostructures is controlled by the gold (Au) nanoparticle density deposited on the silicon substrates. Relatively homogenous size and shape were observed by introducing gold(Au) seed-layer as nucleation centers on the substrates prior to the VLS reaction. The samples were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.297-299
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• 2003

In this paper, we present the fabrication of copper electrode array and test of electrochemical discharge machining for the fabrication of microholes on Borofloat33 glass. Copper electrode array is fabricated by the bonding of silicon upper substrate and lower substrate and copper electroplate. The silicon upper electrode having microholes fabricated by ICP-RIE is the mold of copper electroplate. The lower substrate is used as the seed layer for copper electroplate after Au - Au thermocompression bonding with the upper substrate.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권3호
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• pp.79-84
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• 2010

3차원 Si 칩 패키징 공정을 위한 비아 홀(TSV: Through-Si-Via) 및 Au 시드층 형성, 전기 도금을 이용한 Cu 충전기술과 범핑 공정 단순화에 관하여 연구하였다. 비아 홀 형성을 위하여 $SF_6$ 와 $C_4F_8$ 플라즈마를 교대로 사용하는 DRIE(Deep Reactive Ion Etching) 법을 사용하여 Si 웨이퍼를 에칭하였다. 1.92 ks동안 에칭하여 직경 40 ${\mu}m$, 깊이 80 ${\mu}m$의 비아 홀을 형성하였다. 비아 홀의 옆면에는 열습식 산화법으로 $SiO_2$ 절연층을, 스퍼터링 방법으로 Ti 접합층과 Au 시드층을 형성하였다. 펄스 DC 전기도금법에 의해 비아 홀에 Cu를 충전하였으며, 1000 mA/$dm^2$ 의 정펄스 전류에서 5 s 동안, 190 mA/$dm^2$의 역펄스 조건에서 25 s 동안 인가하는 조건으로 총 57.6 ks 동안 전기도금하였다. Si 다이 상의 Cu plugs 위에 리소그라피 공정 없이 전기도금을 실시하여 Sn 범프를 형성할 수 있었으며, 심각한 결함이 없는 범프를 성공적으로 제조할 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제14권4호
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• pp.63-69
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• 2007

Cu 비아를 이용한 MEMS 센서의 스택 패키지용 interconnection 공정을 연구하였다. Ag 페이스트 막을 유리기판에 형성하고 관통 비아 홀이 형성된 Si 기판을 접착시켜 Ag 페이스트 막을 Cu 비아 형성용 전기도금 씨앗층으로 사용하였다. Ag 전기도금 씨앗층에 직류전류 모드로 $20mA/cm^2$와 $30mA/cm^2$의 전류밀도를 인가하여 Cu 비아 filling을 함으로써 직경 $200{\mu}m$, 깊이 $350{\mu}m$인 도금결함이 없는 Cu 비아를 형성하는 것이 가능하였다. Cu 비아가 형성된 Si 기판에 Ti/Cu/Ti metallization 및 배선라인 형성공정, Au 패드 도금공정, Sn 솔더범프 전기도금 및 리플로우 공정을 순차적으로 진행함으로써 Cu 비아를 이용한 MEMS 센서의 스택 패키지용 interconnection 공정을 이룰 수 있었다.

• 폴리머
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• 제31권5호
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• pp.410-416
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• 2007

무유화제중합으로 제조된 폴리(메틸 메타크릴레이트) (PMMA) 시드 고분자 미립자에 가교단량체인 HDDA (1,6-hexanediol diacrylate), triEGDMA [tri(ethylene glycol) dimethacrylate] 또는 triEGDMA와 EGDMA (ethylene glycol dimethacrylate)의 혼합액을 흡수시키고, 이를 중합하여 단분산 가교고분자 미립자를 제조할 시 1) 흡수된 가교단량체와 시드 고분자 미립자의 중량비(흡수율) 변화, 2) 가교단량체의 변화, 3) 무전해 니켈도금 및 4) 무전해 (니켈/금)도금에 따른 단분산 가교고분자 미립자의 기계적 물성인 탄성복원율, 압축탄성률, 파괴강도 및 파괴변형률의 변화를 MCT(micro compression test)를 사용하여 측정하였다. 이번 연구를 통해 가교단량체의 흡수율 증가는 가교고분자 미립자의 파괴강도에만 큰 영향을 미쳤으나, 가교고분자 미립자의 무전해 도금은 도금분체의 탄성복원율 및 파괴강도는 감소시키나, 파괴변형률의 경우에는 거의 영향을 미치지 않으며, 압축탄성률의 경우는 $K_{10}$ 및 $K_{20}$는 크게 증가시키나, $K_{30}$ 이후에는 거의 영향을 미치지 못함을 알 수 있었다.