• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.339-342
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• 2007

$Cu(In_{1-x}Ga_{x})Se_2$(CIGS)는 매우 큰 광흡수계수를 가지고 있으므로 박막형 태양전지의 광흡수층 재료로서 많은 연구가 진행되고 있다. 박막이 태양전지의 광흡수층으로 이용되기 위해서는 큰 결정크기와 평탄한 표면, 적당한 전기적 특성을 가져야 한다. 이러한 특성들은 CIGS 박막의 조성에 큰 영향을 받고 있는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 동시증발법을 이용하여 Cu/(In+Ga) 비를 0.9로 고정한 후 Ga 조성(Ga/(In+Ga)의 비 : 0.32, 0.49, 0.69, 0.8, 1)을 변화시켜 Wide band gap CIGS 박막태양전지를 만들었다. 기판은 soda line glass를 사용하였고 뒷면 전극으로는 Mo를 스퍼터링법으로 증착하였다. 또한 버퍼층으로는 기존에 쓰이고 있는 CdS를 CBD(Chemical Bath Deposition)법으로 층착시켰으며, 윈도우층으로는 i-ZnO/n-ZnO를 스파터링 법으로 층착하였다. 그리고 앞면전극으로는 Al을 E-beam 으로 증착하였다. 분석은 XRD, SEM, QE로 분석하였다. 위 실험에서 얻은 결과로는 Ga/(In+Ga)비가 증가할수록 Cu(In,Ga)Se2 박막은 회절 peak들이 큰 회절각으로 이동하였고, 이것은 Ga 원자와 In 원자의 원자반경의 차이에서 기인된 것으로 사료된다. 또한 Ga 조성이 증가할수록 단파장 쪽으로 이동하는 것을 볼 수 있으며, Voc가 증가하다가 에너지 밴드캡이 1.62 eV 이상에서는 Voc가 감소하는 것을 볼 수 있는데 이것은 Ga 조성이 증가할수록 에너지 밴드캡이 커지면서 defect level 이 존재하기 때문인 것으로 사료된다. Ga/(In+Ga)비가 1일 때의 변환효율은 8.5 %이고， Voc : 0.74 (V), Jsc : 17.2 ($mA/cm^{2}$), F.F : 66.6(%) 이다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• v.5 no.2
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• pp.131-135
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• 2005

The effect of different surface passivation films on blue or green (465-505 nm) InGaN/GaN multi-quantum well light-emitting diodes (LEDs) die were examined. $SiO_2$ or $SiN_x$ deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition, or $Sc_2O_3$ or MgO deposited by rf plasma enhanced molecular beam epitaxy all show excellent passivation qualities. The forward current-voltage (I-V) characteristics were all independent of the passivation film used, even though the MBE-deposited films have lower interface state densities ($3-5{\times}10^{12}\;eV^{-1}\;cm^{-2}$) compared to the PECVD films (${\sim}10^{12}\;eV^{-1}\;cm^{-2}$), The reverse I-V characteristics showed more variation, hut there was no systematic difference for any of the passivation films, The results suggest that simple PECVD processes are effective for providing robust surface protection for InGaN/GaN LEDs.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.454-454
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• 2011

Graphene shows unusual electronic properties, such as carrier mobility as high as 10,000 $cm^2$/Vs at room temperature and quantum electronic transport, due to its electronic structure. Carrier mobility of graphene is ten times higher than that of Silicon device. On the one hand, quantum mechanical studies have continued on graphene. One of them is quantum Hall effect which is observed in graphene when high magnetic field is applied under low temperature. This is why two dimension electron gases can be formed on Graphene surface. Moreover, quantum Hall effect can be observed in room temperature under high magnetic field and shows fractional quantization values. Quantum Hall effect is important because quantized Hall resistances always have fundamental value of h/$e^2$ ~ 25,812 Ohm and it can confirm the quantum mechanical behaviors. The value of the quantized Hall resistance is extremely stable and reproducible. Therefore, it can be used for SI unit. We study to measure quantum Hall effect in CVD graphene. Graphene devices are made by using conventional E-beam lithography and RIE. We measure quantum Hall effect under high magnetic field at low temperature by using He4 gas closed loop cryostat.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.16 no.2
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• pp.145-152
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• 2007

The evolution dynamics of nanoscale Ge islands on both Si (001) and (113) surfaces is explored using ultraviolet photoelectron emission microscopy (UV-PEEM). Real-time monitoring of the in-situ growth of the Ge island structures can allow us to study the variation of the size, the shape and the density of the nanostructures. For Ge depositions greater than ${\sim}4$ monolayer (ML) with a growth rate of ${\sim}0.4\;ML/min$ at temperatures of $450-550^{\circ}C$, we observed island nucleation on both surfaces indicating the transition from strained layer to island structure. During continuous deposition the circular islands grew larger via ripening processes. AFM measurements showed that the islands grown on Si (001) were dome-shaped while the islands on Si (113) were multiple-side faceted with flat tops of (113)-orientation. In contrast, for Ge deposition with a lower growth rate of ${\sim}0.15\;ML/min$ on Si(113), we observed the shape transition from circular into elongated island structures. The elongated islands grew longer along the [$33\bar{2}$] during continuous Ge deposition. The shape evolution of the islands is discussed in terms of strain relaxation and kinetic effects.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.211-212
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• 2010

GaN 기반의 상부발광형 LED는 동작되는 동안 생기는 전기적 단락, 그리고 칩 위의 p-형 전극과 n-형 전극 사이에 생기는 누설전류 및 신뢰성 확보를 위하여 칩 표면에 passivation 층을 형성하게 된다. SiO2, Si3N4와 같은 passivation layers는 일반적으로 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)공정을 이용한다, 하지만 이는 공정 특성상 plasma로 인한 damage가 유발되기 때문에 표면 누설 전류가 증가 한다. 이로 인해 forward voltage와 reverse leakage current의 특성이 저하된다. 본 실험에서는 원자층 단위의 박막 증착으로 인해 PECVD보다 단차 피복성이 매우 우수한 PEALD(Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition)공정을 이용하여 Al2O3 passivation layer를 증착한 후, 표면 누설전류와 빛의 출력 특성에 대해서 조사해 보았다. PSS (patterned sapphire substrate) 위에 성장된 LED 에피구조를 사용하였고, TCP(Trancformer Copled Plasma)장비를 사용하여 에칭 공정을 진행하였다. 이때 투명전극을 증착하기 위해 e-beam evaporator를 사용하여 Ni/Au를 각각 $50\;{\AA}$씩 증착한 후 오믹 특성을 향상시키기 위하여 $500^{\circ}C$에서 열처리를 해주었다. 그리고 Ti/Au($300/4000{\AA}$) 메탈을 사용하여 p-전극과 n-전극을 형성하였다. Passivation을 하지 않은 경우에는 reverse leakage current가 -5V 에서 $-1.9{\times}10-8$ A 로 측정되었고, SiO2와 Si3N4을 passivation으로 이용한 경우에는 각각 $8.7{\times}10-9$과 $-2.2{\times}10-9$로 측정되었다. Fig. 1 에서 보면 알 수 있듯이 5 nm의 Al2O3 film을 passivation layer로 이용할 경우 passivation을 하지 않은 경우를 제외한 다른 passivation 경우보다 reverse leakage current가 약 2 order ($-3.46{\times}10-11$ A) 정도 낮게 측정되었다. 그 이유는 CVD 공정보다 짧은 ALD의 공정시간과 더 낮은 RF Power로 인해 plasma damage를 덜 입게 되어 나타난 것으로 생각된다. Fig. 2 에서는 Al2O3로 passivation을 한 소자의 forward voltage가 SiO2와 Si3N4로 passivation을 한 소자보다 각각 0.07 V와 0.25 V씩 낮아지는 것을 확인할 수 있었다. 또한 Fig. 3 에서는 Al2O3로 passivation을 한 소자의 output power가 SiO2와 Si3N4로 passivation을 한 소자보다 각각 2.7%와 24.6%씩 증가한 것을 볼 수 있다. Output power가 증가된 원인으로는 향상된 forward voltage 및 reverse에서의 leakage 특성과 공기보다 높은 Al2O3의 굴절률이 광출력 효율을 증가시켰기 때문인 것으로 판단된다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.28 no.11
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• pp.659-662
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• 2018

We report the properties of infrared photodetectors based on two kinds of quantum dots(QDs): i) 2.0 ML InAs QDs by the Stranski-Krastanov growth mode(SK QDs) and ii) sub-monolayer QDs by $4{\times}[0.3ML/1nm\;In_{0.15}Ga_{0.85}As]$ deposition(SML QDs). The QD infrared photodetector(QDIP) structure of $n^+-n^-(QDs)-n^+$ is epitaxially grown on GaAs (100) wafers using molecular-beam epitaxy. Both the bottom and top contact GaAs layers are Si doped at $2{\times}10^{18}/cm^3$. The QD layers are grown with Si doping of $2{\times}10^{17}/cm^3$ and capped by an $In_{0.15}Ga_{0.85}As$ layer at $495^{\circ}C$. The photoluminescence peak(1.24 eV) of the SML QDIP is blue-shifted with respect to that (1.04 eV) of SK QDIPs, suggesting that the electron ground state of SML QDIP is higher than that of the SK QDIP. As a result, the photoresponse regime(${\sim}9-14{\mu}m$) of the SML QDIP is longer than that (${\sim}6-12{\mu}m$) of the SK QDIP. The dark current of the SML QDIP is two orders of magnitude smaller value than that of the SK QDIP because of the inserted $Al_{0.08}Ga_{0.92}As$ layer.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.31 no.2
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• pp.78-84
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• 2024

The electrochemical reduction of carbon dioxide (CO₂) is gaining attention as an effective method for converting CO₂ into high-value carbon compounds. This paper reports a facile meth od for synth esizing and characterizing g-C₃N₄-modified porous Au (pAu) electrodes for electrochemical CO₂ reduction using e-beam deposition and anodization techniques. The fabricated pAu@g-C₃N₄ electrode (@ -0.9 VRHE) demonstrated superior electrochemical performance compared to the pAu electrode. Both electrodes exhibited a Faradaic efficiency (FE) of 100% for CO production. The pAu@g-C₃N₄ electrode achieved a maximum CO production rate of 9.94 mg/s, which is up to 2.2 times higher than that of the pAu electrode. This study provides an economical and sustainable approach to addressing climate change caused by CO₂ emissions and significantly contributes to the development of electrodes for electrochemical CO₂ reduction.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.76.1-76.1
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• 2015

Optical resonances of metallic or dielectric nanoantennas enable to effectively convert free-propagating electromagnetic waves to localized electromagnetic fields and vice versa. Plasmonic resonances of metal nanoantennas extremely modify the local density of optical states beyond the optical diffraction limit and thus facilitate highly-efficient light-emitting, nonlinear signal conversion, photovoltaics, and optical trapping. The leaky-mode resonances, or termed Mie resonances, allow dielectric nanoantennas to have a compact size even less than the wavelength scale. The dielectric nanoantennas exhibiting low optical losses and supporting both electric and magnetic resonances provide an alternative to their metallic counterparts. To extend the utility of metal and dielectric nanoantennas in further applications, e.g. metasurfaces and metamaterials, it is required to understand and engineer their scattering characteristics. At first, we characterize resonant plasmonic antenna radiations of a single-crystalline Ag nanowire over a wide spectral range from visible to near infrared regions. Dark-field optical microscope and direct far-field scanning measurements successfully identify the FP resonances and mode matching conditions of the antenna radiation, and reveal the mutual relation between the SPP dispersion and the far-field antenna radiation. Secondly, we perform a systematical study on resonant scattering properties of high-refractive-index dielectric nanoantennas. In this research, we examined Si nanoblock and electron-beam induced deposition (EBID) carbonaceous nanorod structures. Scattering spectra of the transverse-electric (TE) and transverse-magnetic (TM) leaky-mode resonances are measured by dark-field microscope spectroscopy. The leaky-mode resonances result a large scattering cross section approaching the theoretical single-channel scattering limit, and their wide tuning ranges enable vivid structural color generation over the full visible spectrum range from blue to green, yellow, and red. In particular, the lowest-order TM01 mode overcomes the diffraction limit. The finite-difference time-domain method and modal dispersion model successfully reproduce the experimental results.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.04b
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• pp.7-7
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• 2009

Lead telluride (PbTe) is a very promising thermoelectric material due to its narrow band gap (0.31 eV at 300 K), face-centered cubic structure and large average excitonic Bohr radius (46 nm) allowing for strong quantum confinement within a large range of size. In this work, we present the thermoelectric properties of individual single-crystalline PbTe nanowires grown by a vapor transport method. A combination of electron beam lithography and a lift-off process was utilized to fabricate inner micron-scaled Cr (5 nm)/Au (130 nm) electrodes of Rn (resistance of a near electrode), Rf (resistance of a far electrode) and a microheater connecting a PbTe nanowire on the grid of points. A plasma etching system was used to remove an oxide layer from the outer surface of the nanowires before the deposition of inner electrodes. The carrier concentration of the nanowire was estimated to be as high as $3.5{\times}10^{19}\;cm^{-3}$. The Seebeck coefficient of an individual PbTe nanowire with a radius of 68 nm was measured to be $S=-72{\mu}V/K$ at room temperature, which is about three times that of bulk PbTe at the same carrier concentration. Our results suggest that PbTe nanowires can be used for high-efficiency thermoelectric devices.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.159-160
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• 2012

지난 30년 동안 플래시 메모리의 주류 역할을 하였던 부유 게이트 플래시 메모리는 40 nm 기술 노드 이하에서 셀간 간섭, 터널 산화막의 누설전류 등에 의한 오동작으로 기술적 한계를 맞게 되었다. 또한 기존의 비휘발성 메모리는 동작 시 높은 전압을 요구하므로 전력소비 측면에서도 취약한 단점이 있다. 그러나 이러한 문제점들을 기존의 Si기반의 소자기술이 아닌 새로운 재료나 공정을 통해서 해결하려는 연구가 최근 활발하게 진행되고 있다. 특히, 플래시 메모리의 중요한 구성요소의 하나인 터널 산화막은 메모리 소자의 크기가 줄어듦에 따라서 SiO2단층 구조로서는 7 nm 이하에서 stress induced leakage current (SILC), 직접 터널링 전류의 증가와 같은 많은 문제점들이 발생한다. 한편, 기존의 부유 게이트 타입의 메모리를 대신할 것으로 기대되는 전하 포획형 메모리는 쓰기/지우기 속도를 향상시킬 수 있으며 소자의 축소화에도 셀간 간섭이 일어나지 않으므로 부유 게이트 플래시 메모리를 대체할 수 있는 기술로 주목받고 있다. 특히, TBM (tunnel barrier engineered memory) 소자는 유전율이 큰 절연막을 적층하여 전계에 대한 터널 산화막의 민감도를 증가시키고, 적층된 물리적 두께의 증가에 의해 메모리의 데이터 유지 특성을 크게 개선시킬 수 있는 기술로 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 Si3N4/Ta2O5를 적층시킨 staggered구조의 tunnel barrier를 제안하였고, Si기판 위에 tunnel layer로 Si3N4를 Low Pressure Chemical Vapor Deposition (LPCVD) 방법과 Ta2O5를 RF Sputtering 방법으로 각각 3/3 nm 증착한 후 e-beam evaporation을 이용하여 게이트 전극으로 Al을 150 nm 증착하여 MIS- capacitor구조의 메모리 소자를 제작하여 동작 특성을 평가하였다. 또한, Si3N4/Ta2O5 staggered tunnel barrier 형성 후의 후속 열처리에 따른 전기적 특성의 개선효과를 확인하였다.