• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.36-36
• /
• 2010

Currently, there are several newly developed energy resources for the future to replace petroleum resources such as hydrogen fuel cell, solar cell, wind power, and etc. Among them, solar cell has attracted a worldwide concern, because it has an enormous amount of resources. In general, a study of solar cells can be classified in to an area of bulk type and thin-film type. Inorganic solar cells based on silicon have been tremendously developed in technology and efficiency. However, since there are many lithographic steps, high processing temperature approximately $1000^{\circ}C$, and expensive raw materials, a manufacturing cost of device are nearly reaching a limit. Contrary to those disadvantages, organic solar cells can be manufactured at room temperature. Also, it has many advantages such as a low cost, easy fabrication of thin film, and possible manufacture to a large size. Because it can be made to be flexible, research and development on solar cells are actively in progress for the next generation. ever though an efficiency of the organic solar cell is low compared to that of inorganic one, a continuous study is needed. In this paper, we report optimal device structure obtained by a program simulation for design and development of highly efficient organic photovoltaic cells. we have also compared simulated results to experimental ones.

• 한국융합학회논문지
• /
• 제11권7호
• /
• pp.157-162
• /
• 2020

최근 레이저를 이용하여 환원된 친환경 그래핀 패턴 기술(Laser Induced Graphene, LIG)은 간단하고 효율적으로 원하는 형태로 다양한 기판 위에 패터닝하는 것이 가능하여 신축 유연 전자 소자, 박막 형태의 에너지 저장 소자 등과 같이 새로운 친환경 전자 소자 제작에 많이 활용되고 있다. 이러한 그래핀 패턴 구조를 이용한 전자 소자의 성능과 효용성을 높이기 위해서는 그래핀 고유의 2차원 특성을 유지하면서 가능한 최소한의 선폭을 구현할 수 있는 최적화된 레이저 패터닝 조건에 대한 연구가 필수적이다. 본 논문에서는 최근 레이저 그래핀 패턴 연구에서 많이 사용되는 Ti:sapphire 펨토초 레이저를 이용해서 그래핀 광-열 산화반응을 분석하여 최적화된 그래핀의 최소선폭을 구현하였다. 레이저 에너지의 확산 효과를 최소화하기 위하여 레이저 광강도와 레이저 스캔 속도를 조절하여 최적의 그래핀 특성을 나타내는 패턴을 연구하였으며 18 ㎛의 집속된 빔을 이용하여 최소 30 ㎛의 이차원 그래핀 선폭을 구현하였다.

• Advances in nano research
• /
• 제13권3호
• /
• pp.259-267
• /
• 2022

Two-dimensional (2D) transition metal carbides/nitrides or "MXenes" belong to a diverse-class of layered compounds, which offer composition- and electric-field-tunable electrical and physical properties. Although the majority of the MXenes, including Ti₃C₂T_x, are metallic, they typically show semiconductor-like behaviour in their percolated thin-film structure; this is also the most common structure used for fundamental studies and prototype device development of MXene. Magnetoconductance studies of thin-film MXenes are central to understanding their electronic transport properties and charge carrier dynamics, and also to evaluate their potential for spin-tronics and magnetoelectronics. Since MXenes are produced through solution processing, it is desirable to develop deposition strategies such as inkjet-printing to enable scale-up production with intricate structures/networks. Here, we systematically investigate the extrinsic negative magnetoconductance of inkjetprinted Ti₃C₂T_x MXene thin-films and report a crossover from weak anti-localization (WAL) to weak localization (WL) near 2.5K. The crossover from WAL to WL is consistent with strong, extrinsic, spin-orbit coupling, a key property for active control of spin currents in spin-orbitronic devices. From WAL/WL magnetoconductance analysis, we estimate that the printed MXene thin-film has a spin orbit coupling field of up to 0.84 T at 1.9 K. Our results and analyses offer a deeper understanding into microscopic charge carrier transport in Ti₃C₂T_x, revealing promising properties for printed, flexible, electronic and spinorbitronic device applications.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제37권4호
• /
• pp.427-432
• /
• 2024

The polymer crystallization process, promoting the formation of ferroelectric β-phase, is essential for developing polyvinylidene fluoride (PVDF)-based high-performance piezoelectric energy harvesters. However, traditional high-temperature annealing is unsuitable for the manufacture of flexible piezoelectric devices due to the thermal damage to plastic components that occurs during the long processing times. In this study, we investigated the feasibility of introducing a flash lamp annealing that can rapidly induce the β-phase in the PVDF layer while avoiding device damage through selective heating. The flash light-irradiated PVDF films achieved a maximum β-phase content of 76.52% under an applied voltage of 300 V and an on-time of 1.5 ms, a higher fraction than that obtained through thermal annealing. The PVDF-based piezoelectric energy harvester with the optimized irradiation condition generates a stable output voltage of 0.23 V and a current of 102 nA under repeated bendings. These results demonstrate that flash lamp annealing can be an effective process for realizing the mass production of PVDF-based flexible electronics.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제31권3호
• /
• pp.42-49
• /
• 2024

전자기파 차폐 소재의 시장에서는 고주파 대역에서의 뛰어난 차폐 성능과 함께 유연성과 내구성이 중요한 요구사항으로 부각되고 있다. 특히 전자기파 간섭 문제를 해결하기 위해 고성능 EMI 필름의 필요성이 커지고 있으며, 이는 스마트 전자기기, 자동차 전장 시스템, 통신 장비 등 다양한 산업 분야에서 더욱 중요해지고 있다. 본 연구에서는 트라이모달 실버 페이스트를 개발하고 EMI 필름으로 제작하여 그 성능을 평가하였다. 개발된 실버 페이스트는 변성 에폭시 바인더를 사용하여 스크린 인쇄 공정에 적합한 물성을 갖추었으며, 5G 영역의 고주파 대역(26.5 GHz ~ 40 GHz)에서 차폐 성능이 평균 -99 dB로 우수함을 확인하였다. 특히 33.6 GHz에서 -90.3 dB의 차폐 효과를 보였다. 유연성 및 내구성 테스트 결과, 곡률반경 1 mm에서도 필름의 유연성을 유지하며 벤딩 사이클 시험에서 outer 벤딩의 경우 초기 저항이 0.51 Ω에서 10,000 사이클 후 0.64 Ω로 약 25.5% 증가하였고, inner 벤딩에서는 약 3.6% 감소하여 압축 응력에 대한 저항 감소를 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
• /
• pp.160-160
• /
• 2010

Organic electronic devices require a passivation layer to ensure sufficient lifetime. Specifically, flexible organic electronic devices need a barrier layer that transmits less than $10^{-6}\;g/m^2/day$ of water and $10^{-5}\;g/m^2/day$ of oxygen. To increase the lifetime of organic electronic device, therefore, it is indispensable to protect the organic materials from water and oxygen. Severe groups have reported on multi-layerd barriers consisting inorganic thin films deposited by plasma enhenced chemical deposition (PECVD) or sputtering. However, it is difficult to control the formation of granular-type morphology and microscopic pinholes in PECVD and sputtering. On the contrary, atomic layer deoposition (ALD) is free of pinhole, highly uniform, conformal films and show good step coverage. In this study, the passivation layer was deposited using single-process PEALD. The passivation layer, in our case, was a bilayer system consisting of $Al_2O_3$ films and a $TiO_2$ buffer layer on a poly (ether sulfon) (PES) substrate. Because the deposition temperature and plasma power have a significant effect on the properties of the passivation layer, the characteristics of the $Al_2O_3$ films were investigated in terms of density under different deposition temperatures and plasma powers. The effect of the $TiO_2$ buffer layer also was also addressed. In addition, the water vapor transmission rate (WVTR) and organic light-emitting diode (OLEDs) lifetime were measured after forming a bilayer composed of $Al_2O_3/TiO_2$ on a PES substrate.

• 접착 및 계면
• /
• 제24권2호
• /
• pp.54-59
• /
• 2023

은 나노와이어 기반 투명전극은 우수한 전도도와 투과도, 유연성을 가지고 있어 ITO 기반의 유연전극을 대체할 수 있는 차세대 유연투명전극으로 각광받고 있다. 그러나 은 나노와이어 기반 투명전극 제작에 사용되는 은 나노와이어 용액에 대한 이해가 부족하여 전자소자 응용 시 소자의 비정상적인 작동이나 전극 필름의 박리 문제가 종종 발생하곤 한다. 본 연구에서는 은 나노와이어 용액에 대한 이해를 높이고자 은 나노와이어 용액에 사용되는 첨가제 중 하나인 hydroxypropyl methylcellulose 접착력 증진제에 대한 연구를 진행하였으며, 접착력 증진제를 첨가함에 따라 은 나노와이어 용액의 특성이 어떻게 변화되고 이러한 용액을 사용하여 제작된 은 나노와이어 필름의 특성이 어떻게 변화되는지 연구하였다. 용액의 특성으로는 극성성분의 표면장력과 분산 성분의 표면장력이 측정되었으며, 필름 특성으로는 표면 에너지와 표면 형상, 은 나노와이어 밀도, 면저항 등이 분석되었다.

• Composites Research
• /
• 제34권6호
• /
• pp.357-372
• /
• 2021

에너지 수확장치는 석유자원의 고갈로 인한 자원난을 해결할 수 있는 대안으로 유망하다고 알려져 있다. 기계적 움직임을 전기 에너지로 전환할 수 있는 압전 소자들의 한계(환경오염 및 낮은 기계적 특성)를 극복하기 위하여, 고분자 기지재 기반 복합재료 압전 에너지 수확장치에 대한 많은 연구들이 수행되었다. 본 논문에서는 사용된 재료 및 공정에 기초하여, 보고된 압전 복합재료의 출력 성능 및 관련된 응용 분야를 검토하였다. 압전 필러는 티탄산 지르콘산 연 및 티탄산바륨 기반의 세라믹 필러뿐만 아니라, 친환경, 생체적합성 및 유연성 측면에서 유리한 산화아연을 검토하였다. 기지재는 폴리비닐리덴플로오라이드 및 공중합체로 구성된 압전 고분자 및 에폭시 및 폴리디메틸실록산 기반의 유연한 고분자로 분류하여 복합재료의 압전 시너지 및 높은 외력 적용에 의한 압전 출력 향상을 논의하였다. 또한, 금속 혹은 탄소 소재 기반 2차 필러의 적용에 의한 복합재료의 전도성 혹은 기계적 특성의 향상이 압전 수확장치의 출력 성능에 미치는 영향을 복합재료의 구조 측면에서 검토하였다. 향상된 성능으로 소형 전자기기, 스마트 센서, 의학 분야 등에 응용 가능한 복합재료 기반 압전 수확장치는 미래의 일상에서 접할 수 있는 무선 전자 장치의 전원으로써 잠재적인 통찰을 제공할 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.100-100
• /
• 2016

Among various two-dimensional (2D) materials, 2D semiconductors and insulators have attracted a great deal of interest from nanoscience community beyond graphene, due to their attractive and unique properties. Such excellent characteristics have triggered highly active researches on 2D materials, such as hexagonal boron nitride (hBN), molybdenum disulfide (MoS2), and tungsten diselenide (WSe2). New physics observed in 2D semiconductors allow for development of new-concept devices. Especially, these emerging 2D materials are promising candidates for flexible and transparent electronics. Recently, van der Waals heterostructures (vdWH) have been achieved by putting these 2D materials onto another, in the similar way to build Lego blocks. This enables us to investigate intrinsic physical properties of atomically-sharp heterostructure interfaces and fabricate high performance optoelectronic devices for advanced applications. In this talk, fundamental properties of various 2D materials will be introduced, including growth technique and influence of defects on properties of 2D materials. We also fabricate high performance electronic/optoelectronic devices of vdWH, such as transistors, memories, and solar cells. The device platform based on van der Waals heterostructures show huge improvement of devices performance, high stability and transparency/flexibility due to unique properties of 2D materials and ultra-sharp heterointerfaces. Our work paves a new way toward future advanced electronics based on 2D materials.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.228.2-228.2
• /
• 2014

Characteristics of high Fermi velocity, high mechanical strength, and transparency offer tremendous advantages for using graphene as a promising transparent conducting material [1] in electronic devices. Although graphene is a prospective candidate for touch sensor with strong mechanical properties [2] and flexibility, only few investigations have been carried out in the field of sensor as a device form. In this study, we suggest ultra-highly sensitive and transparent graphene touch sensor fabricated by single layer graphenes. One of the graphene layers is formed in the top panel as a disconnected graphene beam transferred on PDMS, and the other of the graphene layer is formed with line-patterning on the bottom panel of triple structure PET/PI/SiO2. The touch sensor shows characteristics of flexible. Its transmittance is approximately 75% where transmittance of the top panel and the bottom panel are 86.3% and 87%, respectively, at 550 nm wavelength. Sheet resistance of each graphene layer is estimated as low as $971{\Omega}/sq$. The results show that the conductance change rate (${\Delta}C/C0$) is $8{\times}105$ which depicts ultra-high sensitivity. Moreover, reliability characteristic confirms consistent behavior up to a 100-cycle test.