• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.97-97
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• 2011

산화아연 (ZnO)은 넓은 에너지 밴드갭 (~3.37 eV), 큰 엑시톤 결합 에너지 (~60 meV) 그리고 높은 전자 이동도 (bulk~300 $cm^2Vs^{-1}$, single nanowire~1000 $cm^2Vs^{-1}$)를 갖고 있어, 광전자 소자 및 반도체소자 응용에 매우 널리 사용되고 있다. 특히, 산화아연 나노로드(ZnO nanorod)는 1차원 나노구조로써 더욱 향상된 전자 이동도와 캐리어의 direct path way를 제공하여 차세대 광전자소자 및 태양광 소자의 응용에 대한 연구가 매우 활발하게 이루어지고 있다. 한편, 이러한 산화아연 나노로드를 성장시키기 위하여 VLS (vapor-liquid-solid), 졸-겔 공정(sol-gel process), 수열합성(hydrothermal synthesis), 전기증착(electrodeposition)등 다양한 방법이 보고되었지만, 이러한 산화아연 나노로드의 성장방법은 실제적인 소자응용을 위한 패터닝 형성에 대하여 제약을 받는 문제점이 있다. 이들 중에서 수열합성법과 전극증착법은 ZnO 또는 AZO (Al doped ZnO) seed 층 표면과 성장용액의 화학반응에 의해서 선택적으로 산화아연 나노로드를 성장시킬 수 있다. 이에 본 연구에서는, 광전자소자의 응용을 위한 간단한 패터닝 공정을 위해, 산화인듐주석(ITO) 박막이 증착된 유리기판(glass substrate)위에 수열합성법과 전극증착법을 이용하여 산화아연 나노로드를 선택적으로 성장시켰다. 실험을 위해, ITO glass 위에 RF magnetron 스퍼터를 사용하여 AZO seed 층을 metal shadow mask를 이용하여 패터닝을 형성한 후, 질산아연과 헥사메틸렌테트라아민으로 혼합된 용액에 $85^{\circ}C$ 온도를 유지하여, 패터닝이 형성된 샘플에 전압을 인가하여 성장시켰다. 나노구조 분석을 위해, 전계주사현미경을 이용하여 수열합성법과 전기증착법에 의한 패터닝된 산화아연 나노로드를 비교하여 관찰하였다.

• 한국재료학회지
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• 제23권11호
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• pp.638-642
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• 2013

Chalcopyrite $CuInSe_2$(CIS) is considered to be an effective light-absorbing material for thin film photovoltaic solar cells. CIS thin films have been electrodeposited onto Mo coated and ITO glass substrates in potentiostatic mode at room temperature. The deposition mechanism of CIS thin films has been studied using the cyclic voltammetry (CV) technique. A cyclic voltammetric study was performed in unitary Cu, In, and Se systems, binary Cu-Se and In-Se systems, and a ternary Cu-In-Se system. The reduction peaks of the ITO substrate were examined in separate $Cu^{2+}$, $In^{3+}$, and $Se^{4+}$ solutions. Electrodeposition experiments were conducted with varying deposition potentials and electrolyte bath conditions. The morphological and compositional properties of the CIS thin films were examined by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). The surface morphology of as-deposited CIS films exhibits spherical and large-sized clusters. The deposition potential has a significant effect on the film morphology and/or grain size, such that the structure tended to grow according to the increase of the deposition potential. A CIS layer deposited at -0.6 V nearly approached the stoichiometric ratio of $CuIn_{0.8}Se_{1.8}$. The growth potential plays an important role in controlling the stoichiometry of CIS films.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권8호
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• pp.591-596
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• 2013

Indium Zinc Tin Oxide (IZTO) thin films were developed as an alternative to Indium Tin Oxide (ITO) thin films. ITO material which has been acknowledged with its low resistivity and optical transparency of 85-90% has been used as major transparent conducting oxide (TCO) materials. However, due to the limited source, high price, and instability problems at high temperature of indium, many researches has been focused on indium-saving TCO materials. Mason Group of Northwestern University was reported to expand the solubility limit up to 40% by co-doping with 1:1 ratio of $Zn^{+2}$ and $Sn^{+4}$ ions. In this study, the properties of IZTO thin films corresponding to Zn/Sn different ratio were investigated. In addition, the effect of substrate temperature variable to the structural, optical and electrical properties of IZTO thin films was investigated.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권10호
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• pp.817-821
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• 2011

We have proposed an optical thin film and micro lens to improve the luminance of organic light emitting device. The first method, optical thin film was calculated refractive index of dielectric layer material that was modulated refractive index of organic material, ITO (indium tin oxide)and glass. The second method, microlens was applied with lenses on the organic device. Optical thin films were designed with Macleod Simulator and Micro Lenses were calculated by FDTD (finite-difference time-domain) solution. The structure of thin film was designed in organic material/ITO/dielectric layer/glass. The lenses size, height and distance were 5 ${\mu}m$, 1 ${\mu}m$, 1 ${\mu}m$, respectively. The material of micro lenses used silicon dioxide. Result, The highest luminance of OLED which applied with microlens was 11,185 $cd/m^2$, when approval voltage was 14.5 V, applied thin film was 5,857 $cd/m^2$. The device efficiency applying microlens increased 3 times than the device which does not apply microlens.

• 융합정보논문지
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• 제8권6호
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• pp.43-48
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• 2018

완전 수입에 의존하는 ITO를 대체할 수 있는 FTO 필름에 회로를 형성시킬 수 있는 식각액을 제조하였다. 이 식각액은 불화물 1 ~ 30량%, 산 1 ~ 20량%, 계면활성제 0.5 ~ 5 중량%, 용매제 5 ~ 20 량%, 부식억제제 0.5 ~ 10중량%, 나머지는 물로 이루어진다. 이 식각액은 드라이필름을 이용한 식각공정이 가능하여 비용을 절감할 수 있으며, 식각액의 거품발생 및 찌꺼기가 발생하지 않는 특징이 있다. 식각액의 특성은 100nm 두께의 FTO를 2분 만에 식각할 수 있었고 이때 $50^{\circ}C$의 식각액 온도를 유지하였다. 2분 식각액에 넣었을 때 -0.00364%의 언더컷을 얻었다. Cd, Pb, Hg, Cr 성분 등의 환경유해물질은 측정되지 않았다. 희토류가 나지 않는 우리나라에서 FTO를 활용하면 국산화 및 수입대체효과를 이룩할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.646-651
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• 2018

최근 태양전지의 Donor/Acceptor 계면에 그래핀 양자점을 완충 층으로 삽입하여 광 전환 효율을 향상시킨 많은 연구 결과들이 보고되었다. 그래핀 양자점은 그래핀 단일 층이 여러 겹 쌓여서 구성된 수 나노미터 크기의 물질로, 양자 제한 효과에 의한 밴드갭 조절이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 하지만 대부분의 그래핀 양자점을 활용한 연구에서 레이저 분쇄나 수열 처리 등과 같은 복잡하고 접근성이 떨어지는 용액 공정들이 박막 형성에 사용되고 있다. 본 연구에서는 Indium tin oxide(ITO)/$TiO_2$/Poly(3-hexylthiophene)(P3HT)/Al 구조로 구성된 태양전지의 Donor/Acceptor 계면에 그래핀 양자점을 단순한 초음파 처리를 통해 용매에 분산시켜 박막 공정에 사용하였음에도 불구하고, 단락 전류를 $1.26{\times}10^{-5}A/cm^2$에서 $7.46{\times}10^{-5}A/cm^2$으로, 곡선인자(Fill factor)를 0.27에서 0.42로 향상된 결과를 확인하였다. 이러한 결과를 트랜지스터 구조의 소자를 활용한 전기적 성질 확인과 순환 전압-전류법을 통한 에너지 레벨 분석 및 가시광 흡수 스펙트럼 분석 등을 통하여 고찰하였다. 본 연구 결과를 통해 그래핀 양자점 용액 공정이 복잡한 처리 공정 없이도, 보다 폭넓게 활용 가능할 것으로 예상된다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제48권5호
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• pp.285-295
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• 1999

Electroluminescent(EL) devices based on organic materials have been of great interest due to their possible applications for large-area flat-panel displays. They are attractive because of their capability of multi-color emission, and low operation voltage. An approach to realize such device characteristics is to use active layers of lanthanide complexes with their inherent extremely sharp emission bands in stead of commonly known organic dyes. In general, organic molecular compounds show emission due to their $\pi$-$\pi*$ transitions resulting in luminescence bandwidths of about 80 to 100nm. Spin statistic estimations lead to an internal quantum efficiency of dye-based EL devices limited to 25%. On the contrary, the fluorescence of lanthanide complexes is based on an intramolecular energy transfer from the triplet of the organic ligand to the 4f energy states of the ion. Therefore, theoretical internal quantum efficiency is principally not limited. In this study, Powders of TPD, $Eu(TTA)_3(phen) and AlQ_3$ in a boat were subsequently heated to their sublimation temperatures to obtain the growth rates of 0.2~0.3nm/s. Organic electrolumnescent devices(OELD) with a structure of $glass substrate/ITO/Eu(TTA)_3(phen)/AI, glass substrate/ITO/TPD/Eu(TTA)_3(phen)/AI and glass substrate/ITO/TPD/Eu(TTA)_3(phen)/AIQ_3AI$ structures were fabricated by vacuum evaporation method, where aromatic diamine(TPD) was used as a hole transporting material, $Eu(TTA)_3(phen)$ as an emitting material, and Tris(8-hydroxyquinoline)Aluminum$(AlQ_3)$ as an electron transporting layer. Electroluminescent(EL) and current density-voltage(J-V) characteristics of these OELDs with various thickness of $Eu(TTA)_3(phen)$ layer were investigated. The triple-layer structure devices show the red EL spectrum at the wavelength of 613nm, which is almost the same as the photoluminescent(PL) spectrum of $Eu(TTA)_3(phen)$.It was found from the J-V characteristics of these devices that the current density is not dependent on the applied field, but on the electric field.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.110-110
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• 2015

표면에너지는 계면특성을 지배하는 핵심인자로 디스플레이의 터치 스크린 패널 공정, 이종소재의 접합, 금속의 클래딩 등 실제 산업에 있어서 매우 중요하다. 표면에너지는 코팅과 본딩 이론에 있어서 기본이 되는 물리량으로 표면에너지가 높을수록 코팅 또는 박막 증착시 코팅, 증착이 용이하며 이종소재의 접합도 쉽게 일어난다. 본 연구에서는 플라즈마 표면처리시 산소 분율의 변화에 따른 기판의 표면에너지와 코팅층과 기판의 부착력의 변화에 대해 연구하였다. 연구의 주요 기판으로 ITO, PET 기판을 사용하였고, 표면 에너지 변화를 확인하기 위해 기판을 상온 상압 플라즈마에 노출시켰다. 플라즈마는 아르곤(Ar)의 공급량을 20 LPM으로 고정하고 산소($O_2$)의 공급량을 0 sccm에서 40 sccm 까지 10 sccm 간격으로 변수를 주었다. 표면에너지 값은 기판 위에 형성된 액체의 접촉각을 통해 도출하였다. 표면에너지 측정 액체로 증류수(deionized water)와 디오도메탄(diiodo-methane)을 사용하였다. 표면에너지는 산소분압이 10 sccm에서 최대값인 76 mJ/m2으로 증가한 후 20 sccm까지 유지하다 다시 직선적으로 감소하였다. 기판에 증착된 크롬 박막의 부착력은 스크래치 테스트를 통해 측정하였다. 표면에너지의 증가와 비례하게 부착력은 증가하였고 표면에너지가 감소하는 범위에서는 부착력도 감소하였다. 기판과 코팅층의 부착력 증가 원인 중 하나인 계면 산화물 층의 생성 여부를 알아보기 위해 auger electron spectroscopy (AES) 분석을 진행하였다. AES 분석을 통해 플라즈마 표면처리시 기판과 코팅층의 계면 산화물층의 두께가 표면에너지의 변화와 비례하게 증가하였다가 감소하는 것을 확인하였다. 산소분압이 10 sccm 이었을 경우 산화물층의 두께가 가장 두꺼웠다. 또한 계면의 화학적 결합 상태를 알아보기 위해 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) 분석을 진행하였으며 산소 분율의 변화에 따라 크롬 산화물의 양이 증가하였다 감소하는것을 확인하였다. 이 연구를 통해 산소를 포함한 플라즈마 표면개질이 기판과 코팅층의 부착력 증가에 영향을 끼침을 확인 할 수 있었다. 또한 이를 응용하여 부착력 증가가 필요한 다양한 분야에서도 쉽게 적용시킬 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 1부
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• pp.488-490
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• 2010

최근 심각한 환경오염 문제와 화석 에너지 고갈로 차세대 청정 에너지 개발에 대한 중요성이 증대되고 있다. 그중에서 태양정지는 공해가 적고, 자원이 무한적이며 반 영구적인 수명을 가지고 있어 미래에너지 문제를 해결할 수 있는 에너지원으로 기대되고 있다. 본 연구에서는 P3HT(regioregular poly(3-hexylthiophene))와 PCBM(fullerene derivative [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester)을 전자 도너와 억셉터 물질을 하나의 브랜드로 광 활성층을 형성하는 BHJ(bulk hetero junction)구조를 갖는 고분자 유기 박막 태양전지를 각각 Toluene, Mono-Chlorobenzene, Dichlorobenzene에 $60^{\circ}C$, 200rpm으로 약 12시간동안 1wt%로 교반(Stirring)한 후에 중량비(1:1 wt%)로 혼합하여 스핀코팅(Spin-coating)으로 제작하였고, 완성된 소자의 광활성층 면적은 0.04cm2이며, $150^{\circ}C$에서 후속 열처리 공정을 통해 특성 향상이 측정 되었다. 태양전지 소자 구조는 Glass / ITO / PEDOT:PSS / P3HT : PCBM / Al이다. 전류-전압, FF(Fill Factor), 변환효율 측정을 위해 solar simulator를 AM1.5 조건(100 mW/cm2)으로 이용하였으며, 소자의 최대 전류밀도는 12mA/$cm^2$, 개방전압은 0.566V이고 F.F(Fill Factor)는 55.2%이고 변환효율은 3.7%이다. 후속 열처리후 더욱 좋은 성능을 갖게 되었고, 최대 효율은 Dichl orobenzene일 때 이다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제12권4호통권37호
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• pp.359-363
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• 2005

유기 박막트랜지스터 (OTFT)를 제작하기 위하여 게이트 절연막으로서 PVP 계통의 유기막을 갖는 MIM(metal-insulator-metal)구조의 유기 절연층 소자를 제작하였다. 유기 절연층의 형은 ITO/Glass 기판위에 polyvinyl 계열의 PVP(poly-4-vinylphenol)를 용질로, PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate)를 용매로 사용하여 co-polymer PVP를 제조하였다. 또한 열경화성 수지인 poly(melamine-co-formaldehyde)를 경화제로 사용하여 cross-linked PVP 절연막을 합성하였다. 유기 절연층의 전기적 특성은 co-polymer PVP 소자에 비해 cross-link 방식으로 제조된 소자에서 약 300 pA의 낮은 누설전류와 상대적으로 낮은 잡음전류의 특성을 나타내었다. 또한 cross-linked PVP 절연막에서 보다 양호한 표면형상 (거칠기)이 관찰되었으며 정전용량 값은 약 0.11${\~}$0.18 nF의 값을 나타내었다.