• 에너지공학
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• 제25권1호
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• pp.192-197
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• 2016

새로운 재료가 개발되어 점점 반도체 디바이스의 적용으로 인해 반도체 장치 구조의 미세화를 촉진하고 있고 반도체 디바이스의 제조공정에서는 초기불량이나 일정시간 가동 후의 고장이 끊이지 않고 발생하고 있어 그 결함에 대한 해석은 날이 갈수록 중요해지고 있다. 여기서는 반도체 디바이스의 전기적 고장 검출과 디바이스 결함부의 물리해석에 대해 서술한다. 물리해석에는 주사전자현미경이나 투과전자현미경, 집속이온빔가공장치와 같은 전자나 이온을 이용한 장치가 사용되는데 여기서는 그 사용기술과 특성에 대해 서술하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권12호
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• pp.1171-1176
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• 2012

실리콘 기판 위에 플라즈마 기상층착법을 이용하여 합성된 탄소나노튜브를 화학적인 방법이나 전자빔 혹은 이온빔과 같은 진공 챔버 내에서의 공정없이 펨토초레이저를 이용하여 선택적으로 패터닝 하는 방법을 구현하였다. 플라즈마 기상층착법으로 합성된 탄소나노튜브는 수직성장이 가능하며 탄소나노튜브 간의 간격을 조절하여 성장이 가능하다. 이러한 장점으로 전계방출소자, 바이오센서 등의 응용을 위하여 이용되는 합성 방법이다. 이러한 응용을 위하여 선택적으로 나노튜브를 제거하고 탄소나노튜브 끝의 촉매금속을 제거하는 것이 응용의 효율을 높이는데 매우 중요하다. 본 연구에서는 탄소나노튜브의 전기적, 구조적 특성에 영향을 줄 수 있는 화학적인 방법을 사용하지 않고 펨토초레이저를 사용하여 패터닝과 촉매금속을 제거하는 방법을 구현하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.7-7
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• 2011

Quantum beam technology has been expected to develop breakthroughs for nanotechnology during the third basic plan of science and technology (2006~2010). Recently, Green- or Life Innovations has taken over the national interests in the fourth basic science and technology plan (2011~2015). The NIMS (National Institute for Materials Science) has been conducting the corresponding mid-term research plans, as well as other national projects, such as nano-Green project (Global Research for Environment and Energy based on Nanomaterials science). In this lecture, the research trends in Japan and NIMS are firstly reviewed, and the typical achievements are highlighted over key nanotechnology fields. As one of the key nanotechnologies, the quantum beam research in NIMS focused on synchrotron radiation, neutron beams and ion/atom beams, having complementary attributes. The facilities used are SPring-8, nuclear reactor JRR-3, pulsed neutron source J-PARC and ion-laser-combined beams as well as excited atomic beams. Materials studied are typically fuel cell materials, superconducting/magnetic/multi-ferroic materials, quasicrystals, thermoelectric materials, precipitation-hardened steels, nanoparticle-dispersed materials. Here, we introduce a few topics of neutron scattering and ion beam nanofabrication. For neutron powder diffraction, the NIMS has developed multi-purpose pattern fitting software, post RIETAN2000. An ionic conductor, doped Pr2NiO4, which is a candidate for fuel-cell material, was analyzed by neutron powder diffraction with the software developed. The nuclear-density distribution derived revealed the two-dimensional network of the diffusion paths of oxygen ions at high temperatures. Using the high sensitivity of neutron beams for light elements, hydrogen states in a precipitation-strengthened steel were successfully evaluated. The small-angle neutron scattering (SANS) demonstrated the sensitive detection of hydrogen atoms trapped at the interfaces of nano-sized NbC. This result provides evidence for hydrogen embrittlement due to trapped hydrogen at precipitates. The ion beam technology can give novel functionality on a nano-scale and is targeting applications in plasmonics, ultra-fast optical communications, high-density recording and bio-patterning. The technologies developed are an ion-and-laser combined irradiation method for spatial control of nanoparticles, and a nano-masked ion irradiation method for patterning. Furthermore, we succeeded in implanting a wide-area nanopattern using nano-masks of anodic porous alumina. The patterning of ion implantation will be further applied for controlling protein adhesivity of biopolymers. It has thus been demonstrated that the quantum beam-based nanotechnology will lead the innovations both for nano-characterization and nano-fabrication.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권1호
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• pp.35-40
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• 2018

Nd:YAG Laser를 이용하여 polyimide film에 탄화(carbonization)를 진행하여 Carbon을 생성하여 저가의 센서를 간단한 제조과정으로 만들었다. 이를 통하여 유연한 저가형 압저항 센서의 특성에 관한 연구를 수행하였다. 기존에 많은 연구들이 Polyimide에 $10.6{\mu}m$의 파장을 가지는 $CO_2$ laser를 이용하여 carbonization을 하여 센서를 제작하였다. 본 논문에서는 polyimide film에 $1.064{\mu}m$의 파장을 가지는Nd:YAG laser를 이용하여 carbonization(탄화공정)을 진행하였다. 또한 Nd:YAG laser를 사용하여 polyimide film위에 직접 탄화시키며 carbon을 생성하는 최적의 전력밀도($W/cm^2$)과 속도(scan rate) 조건 조합을 찾아 해상도를 높였다. $CO_2$ laser를 사용하였던 기존의 선행연구에서는 carbon생성의 최소 선폭이 $140{\sim}220{\mu}m$의 길이를 가졌지만, 본 연구에서는 카본의 생성되는 선폭이 $35{\sim}40{\mu}m$으로 축소시켰다. 이번 연구에서 제작된 센서의 초기 면저항은 $100{\sim}300{\Omega}/{\square}$ 이였다. 곡률 반경 21 R 로 인장을 하였을 때 저항이 30% 줄어들었고, 이를 통하여 계산된 게이지 팩터는 56.6이였다. 본 연구는 압저항 센서를 제조하기 위한 단순하고, 매우 유연하고 저렴한 공정을 제공한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제4권2호
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• pp.36-46
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• 1987

An optical technique using laser for non-contact measurement of surface roughness and form accuracy of ground surfaces is presented. It is found that, when a ground surface is illuminated by a beam of laser light, the roughness height and slope distribution has significant influence on the pattern of reflection and it maintains an unique Gaussian distribution relationship with the surface roughness. The principle idea of the optical measurement system is therefore monitor the radiation, and then calibrate it in process against surface roughness by means of necessary digital data processing. On the other hand, measuring the form accuracy of a ground surface is accomplished by using a triangular method, which is based on observing the movement of an image of a spot of light projected onto the surface. The image is focused, through a series of lenses for magnification, on a photodetector array lf line configur- ation. Then the relative movement of image and consequently the form accuracy of the surface can be obtained through appropriate calibration procedures. Experimental test showed that the optical roughness measurement technique suggested in this work is very efficient for most industrial applications being capable of monitoring the roughness heights ranging 0.1 to 0.6 .$\mu$m CLA values. And form accuracy can be measured in process with a resolution of 10 .$\mu$m.

• Applied Microscopy
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• 제41권2호
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• pp.89-98
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• 2011

Atom Probe Tomography는 원자 수준의 분해능으로 원소의 위치 및 조성 정보를 3차원으로 제공해 주는 분석 장비이다. APT의 우수한 성능에도 불구하고 반도체 등, 저전도성 물질 분석에는 그 동안 적용이 어려웠다. 그러나 특정 시료 내 위치의 시편을 가공할 수 있는 FIB 시편 제조법과 laser펄스를 이용한 전계증발법의 개발로 APT의 분석 영역이 반도체에서 절연체까지 크게 확대 되고 있다. 본 논문에서는 최근에 적용되기 시작한 MOS-FET, GaN LED, Si-Nanowire 등 전자소자에서의 APT분석 응용사례에 대하여 살펴보았다.

• Current Applied Physics
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• 제18권11호
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• pp.1381-1387
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• 2018

One dimensional (1D) grating has been fabricated (using focused ion beam) on 50 nm gold (Au) film deposited on higher refractive index Gallium phosphate (GaP) substrate. The sub-wavelength periodic metal nano structuring enable to couple photon to couple with the surface plasmons (SPs) excited by them. These grating devices provide the efficient control on the SPs which propagate on the interface of noble metal and dielectric whose frequency is dependent on the bulk electron plasma frequency of the metal. For a fixed periodicity (${\Lambda}=700 nm$) and slit width (w = 100 nm) in the grating device, the efficiency of SPP excitation is about 40% compared to the transmission in the near-field. Efficient coupling of SPs with photon in dielectric provide field localisation on sub-wavelength scale which is needed in Heat Assisted Magnetic recording (HAMR) systems. The GaP is also used to emulate Vertical Cavity Surface emitting laser (VCSEL) in order to provide cheaper alternative of light source being used in HAMR technology. In order to understand the underlying physics, far-and near-field results has been compared with the modelling results which are obtained using COMSOL RF module. Apart from this, grating devices of smaller periodicity (${\Lambda}=280nm$) and slit width (w = 22 nm) has been fabricated on GaP substrate which is photoluminescence material to observe amplified spontaneous emission of the SPs at wavelength of 805 nm when the grating device was excited with 532 nm laser light. This observation is unique and can have direct application in light emitting diodes (LEDs).

• 한국광학회지
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• 제1권1호
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• pp.46-51
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• 1990

Soft X-ray는 자연상태의 생물체를 높은 대비(high contrast)의 영상으로 관찰할 수 있는 광원이다. 1GW급의 광분해 옥소레이저 ($\lambda$=1.315$\mu\textrm{m}$, E=12.7J)를 몰리브덴(Mo) 표적에 집속시켜 플라즈마를 발생시켰으며 플라즈마에서 방출되는 넓은 파장 영역의 연속스펙트럼을 0.1$\mu\textrm{m}$ 두께의 알루미늄 필터를 거치게 하여 soft X-ray 영역에 중심세기를 갖는 광원을 얻었다. X-ray용 resist로 감도가 좋은 PBS를 사용하여 그물망(mesh), 거미줄, 적혈구의 replica를 얻었다. 본해능에 미치는 두 가지의 주된 영향인 광원의 크기에 의한 영향과 Fresnel 회절효과를 고찰하고 실험결과를 비교하였다. 본 실험에서는 0.1$\mu\textrm{m}$이하의 분해능을 얻었다.

• 한국광학회지
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• 제7권2호
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• pp.129-135
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• 1996

고립전자쌍을 갖는 비정질 As$_{2}$S$_{3}$ 단층박막에서 처음으로 흡수형 광쌍안정현상을 관측하였다. 광원으로는 렌즈로 집속된 Ar$^{+}$ laser beam (.lambda.=514.5nm)을 사용하였다. 본 실험에서는 공진기가 없는 단층의 박막시료에서 시료의 흡수계수의 온도의존성에 의해 광쌍안정현상이 발생함을 알 수 있었고 이 효과는 물질내에서 흡수단의 가역적인 편이에 의해 설명되었다. 실험에서 광쌍안정조건은 매질의 초기흡수계수와 시료의 두께의 곱에 의해 결정되고 시료의 두께가 0.8.nu.m일 때 이 값은 약 0.12임을 알 수 있었다. 또한 입사 레이저광세기가 150-180mW일 때 스위칭이 뚜렷했고 스위칭시간은 약 $10^{-4}$초였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.404-409
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• 2011

An amorphous $Ge_2Sb_2Te_5$ thin film is one of the most commonly used materials for phase-change data storage. In this study, $Au_x(Ge_2Sb_2Te_5)_{1-x}$ thin film amorphous-to-crystalline phase-change rate were evaluated in using 658 nm laser beam. The focused laser beam with a diameter <10 ${\mu}m$ was illuminated in the power (P) and pulse duration (t) ranges of 1-17 mW and 10-460 ns, respectively, with subsequent detection of the responsive signals reflected from the film surface. We also evaluated the material characteristics, such as optical absorption and energy gap, crystalline phases, and sheet resistance of as-deposited and annealed films. The result of experiments showed that the thermal stability of the $Ge_2Sb_2Te_5$ film is largely improved by adding Au.