Bi$_2$Sr$_2$CuO$_{x}$ thin films have been fabricated by atomic layer-by-layer deposition using ion beam sputtering(IBS) method. During the deposition, 10 and 90 wt%-ozone/oxygen mixture gas of typical pressure of 1~9$\times$10$^{-5}$ Torr are supplied with ultraviolet light irradiation for oxidation. XRD and RHEED investigations reveal out that a buffer layer with some different compositions is formed at the early deposition stage of less than 10 units cell and then Bi-2201 oriented along the c-axis is grown.n.
Bi$_2$Sr$_2$CuO$\sub$x/ thin films have been fabricated by atomic layer-by-layer deposition using ion beam sputtering(IBS) method. XRD and RHEED investigations reveal that a buffer layer with compositions different from Bi-2201 is formed at the early deposition stage of less than 10 units cell and then Bi-2201 oriented along the c-axis is grown.
본 연구는 이중 이온빔 스퍼터링 증착법으로 제작한 채널 간격 50 ㎓ 광통신용 협대역 투과 필터에 관한 연구이다. Ta$_2$$O_{5}$ 단층박막의 특성 분석을 통해 공정 조건을 최적화 하였으며, DPS 필터 예비 증착을 통해 0.1 nm 이하의 박막두께 균일성을 확보하였다. 1/4 파장 광학박막 두께를 기본으로 하여 총 216층으로 구성되고 4개의 간격층을 갖는 채널 간격 50 ㎓ 협대역 투과 필터를 설계하였고, 파장 가변 레이저를 사용한 비접촉 광학 두께 제어 시스템을 사용하여 증착하였다. 박막 증착시 발생하는 스트레스를 줄이기 위하여 열팽창 계수가 큰 유리 기판을 사용하였으며, 비접촉 광학 두께 제어 시스템의 오차를 줄이기 위하여 협대역 투과 필터의 제작에 앞서 기판의 뒷면에 무반사 증착을 수행하였다. 이렇게 제작된 채널 간격이 50 ㎓인 협대역 투과 필터의 광학 특성은 삽입 손실이 0.40 ㏈, 잔물결이 0.20 ㏈이며,-0.5 ㏈와 -25 ㏈에서의 투과 대역폭이 각각 0.20 nm, 0.60 nm로 광통신에서 사용되는 사양을 만족하였다.하였다.
이온빔 스퍼터링 방법으로 n-type si 기판에 고팅된, 수소를 함유하지 않은 다이아몬드성 카본 필름의 전계 방출 특성을 조사하였다. 필름의 구조나 두께에 관계없이 전계 방출 전류는 양극과 시편의 표면사이에서 발생하는 electrical breakdown에 의해 현저히 증가하였으며, 이때의 effective work function은 약 0.1eV의 작은 값을 가지고 있었다. 텅스텐 tip을 이용하여 breakdown에 의해 발생한 시편표면의 손상수위 근처를 scanning 하면서 전계 방출 전류를 측정하여, 전계 방출이 일어나는 정확한 위치를 확인하였다. 전계 방출은 breakdown에 의해 발생한 표면 손상 부위의 모든 곳에서 균일하게 일어나는 것이 아니라 특정 부위에서 집중적으로 관찰되었다. Auger electron spectroscopy와 SEM을 이용한 분석을 통해 손상 부위 중 Si과 C의 화합물이 형성된 곳에서만 절계 방출이 일어나고 있음을 알 수 있었으며, 손상부위의 형상변화는 전계 방출의 충분조건이 아니었다. 본 연구의 결과는 breakdown에 의한 전기 방출 전류의 증가는 시편 표면의 형상 변화에 의한 전계증진의 효과보다는 표면에서 발생하는 화학적 결합의 변화에 기인하고 있음을 보여준다.
This paper deals with the surface glow discharge characteristics and some physical properties of MgO thin films prepared by RF unbalanced magnetron sputtering(UBMS) in surface discharge type AC PDP. The minimum discharge voltage is obtained for the sample of substrate holder bias voltage -10V. The main factors that improves the discharge characteristics by applied bias voltage is considered to be due to the morphology changes or crystal structure of the MgO thin film by ion bombardment during deposition process Moreover, the anti-sputtering characteristics of MgO thin film by UBMS is more excellent than that of balanced magnetron sputtering(BMS) and E-beam evaporation method.
Ghadeer H. Al-Malkawi;Al-Montaser Bellah A. Al-Ajlony;Khaled F. Al-Shboul;Ahmed Hassanein
Nuclear Engineering and Technology
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제55권4호
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pp.1287-1299
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2023
A new Monte-Carlo-based computer program (RDS-BASIC) is developed to simulate the transport of energetic ions in pure matter. This computer program is utilizing an algorithm that uses detailed numerical solutions for the classical scattering integral for evaluating the outcomes of the binary collision processes. This approach is adopted by several prominent similar simulation programs and is known to provide results with higher accuracy compared to other approaches that use approximations to shorten the simulation time. Furthermore, RDS-BASIC simulation program contains special methods to reduce the displacement energy threshold of surface atoms. This implementation is found essential for accurate simulation results for sputtering yield in the case of very low energy ions irradiation (near sputtering energy threshold) and also successfully solve the problem of simultaneously obtaining an acceptable number of atomic displacements per incident ions. Results of our simulation for several irradiation systems are presented and compared with their respective TRIM (SRIM-2013) and the state-of-the-art SDTrimSP simulation results. Our sputtering simulation results were also compared with available experimental data. The simulation execution time for these different simulation programs has also been compared.
agnesium Oxide (MgO) with a NaCI structure is well known to exhibit high secondary electron emission, excellent high temperature chemical stability, high thermal conductance and electrical insulating properties. For these reason MgO films have been widely used for a buffer layer of high $T_c$ superconducting and a protective layer for AC-plasma display panels to improve discharge characteristics and panel lifetime. Up to now MgO films have been synthesized by lE-beam evaporation, Molecular Beam Epitaxy (MBE) and Metalorganic Chemical Vapor Deposition (MOCVD), however there have been some limitations such as low film density and micro-cracks in films. Therefore magnetron sputtering process were emerged as predominant method to synthesis high density MgO films. In previous works, we designed and manufactured unbalanced magnetron source with high power density for the deposition of high quality MgO films. The magnetron discharges were sustained at the pressure of O.lmtorr with power density of $110W/\textrm{cm}^2$ and the maximum deposition rate was measured at $2.8\mu\textrm{m}/min$ for Cu films. In this study, the syntheses of MgO films were carried out by unbalanced magnetron sputtering with various $O_2$ partial pressure and specially target power densities, duty cycles and frequency using pulsed DC power supply. And also we investigated the plasma states with various $O_2$ partial pressure and pulsed DC conditions by Optical Emission Spectroscopy (OES). In order to confirm the relationships between plasma states and film properties such as microstructure and secondary electron emission coefficient were analyzed by X-Ray Diffraction(XRD), Transmission Electron Microscopy(TEM) and ${\gamma}-Focused$ Ion Beam (${\gamma}-FIB$).
MgO 박막은 PDP(plasma display panels)분야에서 널리 사용되어 왔다. 본 연구에서는, 기존에 사용되고 있는 e-beam evaporation, reactive magnetron sputtering법과 arc deposition법으로 MgO 보호막을 증착하여 구조적 · 광학적 특성을 비교하였다. 반응 가스인 산소 가스의 유입량을 변화시켜 Mg metal target을 이용하여 vacuum arc deposition equipment 의해 유리 기판 위에 증착하였다. Ellipsometer를 이용하여 치밀도를 측정하고, MgO보호막의 마모율(erosion rate)를 측정하기 위해 가속 실험 방법을 도입, Ar+ 이온빔에 의한 erosion test를 시행하여 내마모성을 알아보았다. 또한, XPS와 UV test를 사용하여 MgO보호막의 광투과도에 미치는 수분의 영향을 조사한 결과, arc evaporation 법이 광투과도 90%이상을 유지하여 수분의 영향에 둔감한 것을 알 수 있었다. 한편, XRD와 AFM을 이용하여 MgO 박막의 구조와 표면 형상에 대해 조사하였다.
본 논문에서는 액정 디스플레이의 구현에 있어서 필수적인 필름인 편광판에 ITO를 증착하여 기존 액정 디스플레이에서 두께의 대부분을 차지하는 유리기판을 제거함으로써 경략 박형 액정 셀을 구현하였다. 저온($40^{\circ}C$)에서 편광판에 sputtering으로 buffer layer와 ITO를 증착하여 높은 투과율과 낮은 비저항 및 편평도를 확보하였다. 최종적으로 저온공정이 가능한 ion-beam 배향법을 이용하여 액정을 배향하고 액정 셀을 제작하고 전기광학특성을 확인하였다.
Microstructure and mechanical properties of $(Ti_{1-x}Alx)N$ films, Produced by the the Ion Beam Sputtering(IBS) method, were studied by changing the Ti, Al contents. The compositions of films determined by RBS were $(Ti_{0.75}Al_{0.25})N$, $(Ti_{0.61}Al_{0.39})N$ and $(Ti_{0.5}Al_{0.5})N$, and XPS binding energies of Ti2P, A12p and N1s shifted to higher energies than those of pure Ti, Al and N, which indicated that nitrides were formed. XRD results indicated that the NaCl structure for $$x{\leq_-}0.39$$ changed into amorphous structure at x=0.5. For films with $$x{\leq_-}0.39$$, the lattice parameter decreased in proportion to the Al content. Nanoindentation hardness value were above HV=3300 at Al content up to x=0.39. However, the hardness of films with x=0.5 abruptly decreased to HV=1800, and this lower hardness values were attributed to different crystal structure. Critical load(Lc) in scratch test showed 23N at x=0.25, 22N at x=0.39 and 22N at x=0.5, which indicated that films with different Al contents showed similar adhesion behavior.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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