• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권10호
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• pp.3735-3737
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• 2011

We report a simple method for fabricating ZnO gas sensors via a sonochemical route and their $H_2$ gas sensing properties. Vertically aligned ZnO nanorod arrays as a sensing material were synthesized on a Pt-electrode patterned alumina substrate under ambient conditions. The advantage of the proposed method is a high speed of processing. The gas sensor based on ZnO nanorod arrays with large specific surface area showed a high response to $H_2$ and a detection limit of 70 ppm at $250^{\circ}C$. Also, their response and recovery time were relatively short and a complete regeneration was observed. A mechanism for sensing $H_2$ gas on the surface of ZnO nanorods is proposed.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.59-60
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• 2008

GaN-based light-emitting diodes (LEDs) with ZnO nanorod arrays on a planar indium tin oxide (ITO) transparent electrode were demonstrated. ZnO nanorods were grown into aqueous solution at low temperature of $90^{\circ}C$. Under 20 mA current injection, the light output efficiency of the LED with ZnO nanorod arrays on ITO was remarkably increased by about 40 % of magnitude compared to the conventional LED with only planar ITO. The enhancement of light output by the ZnO nanorod arrays is due to the formation of side walls and a rough surface resulting in multiple photon scattering at the LED surface.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.351-351
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• 2007

• 한국진공학회지
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• 제16권4호
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• pp.286-290
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• 2007

실리콘 기판위에 성장된 ZnO 나노막대에 NiO를 코팅하여 core-shell 형태의 나노막대를 제작하였다. 이렇게 제작된 나노막대를 수소 분위기에서 열처리한 결과 ZnO 나노막대 표면에 Ni 나노점들이 형성됨을 확인하였다. 이러한 여러 종류의 나노막대의 저온(5K)에서 광발광 (photoluminescence) 특성을 연구하였는데 $ZnO{\rightarrow}NiO-ZnO{\rightarrow}Ni$ 나노점-ZnO 순서로 시료가 변화함에 따라 속박된 exciton들의 전이 에너지와 진폭이 변화함을 확인하였다. ZnO에 비하여 NiO-ZnO 시료의 경우 받개에 속박된 exciton ($A^0X$) 전이가 크게 감소함을 보이나 Ni 나노점-ZnO 시료의 경우 $A^0X$ 전이가 가장 우세함을 보인다. 이러한 현상은 수소화 과정에서 침투한 Ni과 수소 이온이 주개로 작용하였기 때문이다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제5권4호
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• pp.640-645
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• 2010

This paper describes the power generating property of hydrothermally grown ZnO nanorods on a flexible polyethersulfone (PES) substrate. The piezoelectric currents generated by the ZnO nanorods were measured when bending the ZnO nanorod by using I-AFM, and the measured piezoelectric currents ranged from 60 to 100 pA. When the PtIr coated tip bends a ZnO nanorod, piezoelectrical asymmetric potential is created on the nanorod surface. The Schottky barrier at the ZnO-metal interface accumulates elecntrons and then release very quickly generating the currents when the tip moves from tensile to compressed part of ZnO nanorod. These ZnO nanorods were grown almost vertically with the length of 300-500 nm and the diameter of 30-60 nm on the Ag/Ti/PES substrate at $90^{\circ}C$ for 6 hours by hydrothermal method. The metal-semiconductor interface property was evaluated by using a HP 4145B Semiconductor Parameter Analyzer and the piezoelectric effect of the ZnO nanorods were evaluated by using an I-AFM. From the measured I-V characteristics, it was observed that ZnO-Ag and ZnO-Au metal-semiconductor interfaces showed an ohmic and a Schottky contact characteristics, respectively. ANSYS finite element simulation was performed in order to understand the power generation mechanism of the ZnO nanorods under applied external stress theoretically.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.45-45
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• 2009

우리는 ZnO Template를 사용한 열기상법을 이용하여 수직 배양한 ZnO nanorods와 ZnO Nanopencils를 성장하였고, Dependency temperature Photoluminescence(PL)의 분석을 통하여 광학적 특성에 대해 분석을 하였다. ZnO 나노구조는 100K 이하의 온도에서 donor-bound exciton가 dominant하고, 100K 이상의 온도에서는 free exciton과 그들의 phonon-replica emission이 dominant한 것을 알 수 있었다. 하지만, ZnO nanorods와 nanopencils은 다른 exciton-phonon coupling의 strength에 의한 surface defects에 의해 excitonic emissions의 다른 거동을 보이는 것을 알았다. 이것으로 인해 상온 PL에서 ZnO nanopencil은 nanorods에 비해 52meV의 red shift를 보였다.

• 한국재료학회지
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• 제29권3호
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• pp.196-203
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• 2019

We report on the fabrication and characterization of an oxide photoanode with a zinc oxide (ZnO) nanorod array embedded in cuprous oxide ($Cu_2O$) thin film, namely a $ZnO/Cu_2O$ oxide p-n heterostructure photoanode, for enhanced efficiency of visible light driven photoelectrochemical (PEC) water splitting. A vertically oriented n-type ZnO nanorod array is first prepared on an indium-tin-oxide-coated glass substrate via a seed-mediated hydrothermal synthesis method and then a p-type $Cu_2O$ thin film is directly electrodeposited onto the vertically oriented ZnO nanorod array to form an oxide p-n heterostructure. The introduction of $Cu_2O$ layer produces a noticeable enhancement in the visible light absorption. From the observed PEC current density versus voltage (J-V) behavior under visible light illumination, the photoconversion efficiency of this $ZnO/Cu_2O$ p-n heterostructure photoanode is found to reach 0.39 %, which is seven times that of a pristine ZnO nanorod photoanode. In particular, a significant PEC performance is observed even at an applied bias of 0 V vs $Hg/Hg_2Cl_2$, which makes the device self-powered. The observed improvement in the PEC performance is attributed to some synergistic effect of the p-n bilayer heterostructure on the formation of a built-in potential including the light absorption and separation processes of photoinduced charge carriers, which provides a new avenue for preparing efficient photoanodes for PEC water splitting.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권5호
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• pp.400-405
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• 2011

ZnO nanotube arrays were synthesized by a two-step process: electrodeposition and selective dissolution. In the first step, ZnO nanorod arrays were grown on an Au/Si substrate by using a homemade electrodeposition system. ZnO nanorod arrays were then selectively dissolved in an etching solution composed of 0.125 M NaOH, resulting in hollow ZnO nanotube arrays. It is suggested that the formation mechanism of the ZnO nanotube arrays might be attributed to the preferred surface adsorption of hydroxide ion ($OH^{-1}$) on a positive polar surface followed by selective dissolution of the metastable Zn-terminated ZnO (0001) polar surface caused by the difference in the surface energy per unit area between the ZnO nanorod and nanotube.

• 한국재료학회지
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• 제28권1호
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• pp.32-37
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• 2018

We report on the efficient detection of NO gas by an all-oxide semiconductor p-n heterojunction diode structure comprised of n-type zinc oxide (ZnO) nanorods embedded in p-type copper oxide (CuO) thin film. The CuO thin film/ZnO nanorod heterostructure was fabricated by directly sputtering CuO thin film onto a vertically aligned ZnO nanorod array synthesized via a hydrothemal method. The transport behavior and NO gas sensing properties of the fabricated CuO thin film/ZnO nanorod heterostructure were charcterized and revealed that the oxide semiconductor heterojunction exhibited a definite rectifying diode-like behavior at various temperatures ranging from room temperature to $250^{\circ}C$. The NO gas sensing experiment indicated that the CuO thin film/ZnO nanorod heterostructure had a good sensing performance for the efficient detection of NO gas in the range of 2-14 ppm under the conditions of an applied bias of 2 V and a comparatively low operating temperature of $150^{\circ}C$. The NO gas sensing process in the CuO/ZnO p-n heterostructure is discussed in terms of the electronic band structure.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.330-332
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• 2013

소 분위기에서 플라즈마 표면 처리의 경우 기판 표면에 존재하는 수소와 탄소 유기물들이 산소와 반응하여 $H_2O$와 $CO_2$ 등으로 제거되며 표면에 오존 결합을 유도하여 표면 에너지를 증가시키는 것으로 알려져 있다. ZnO 나노구조물을 성장시키는 방법으로는 MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposited), PLD (Pulsed Laser Deposition), VLS (Vapor-Liquid-Solid), Sputtering, 습식화학합성법(Wet Chemical Method) 방법 등이 있다. 그중에서도 습식화학합성법은 쉽게 구성요소를 제어할 수 있고, 저비용 공정과 낮은 온도에서 성장 가능하며 플렉서블 소자에도 적용이 가능하다. 그러므로 본 연구에서는 플라즈마 표면처리에 따라 표면에너지를 변화하여 습식화학합성법으로 성장시킨 ZnO nanorods의 밀도를 제어하고 photolithography 공정 없이 패터닝 가능성을 유 무를 판단하는 연구를 진행하였다. 기판은 Si wafer (100)를 사용하였으며 세척 후 표면에너지 증가를 위한 플라즈마 표면처리를 실시하였다. 분위기 가스는 Ar/$O_2$를 사용하였으며 입력전압 400 W에서 0, 5, 10, 15, 60초 동안 각각 실시하였다. ZnO nanorods의 seed layer를 도포하기 위하여 Zinc acetate dehydrate [Zn $(CH_3COO)_2{\cdot}2H_2O$, 0.03 M]를 ethanol 50 ml에 용해시킨 후 스핀코팅기를 이용하여 850 RPM, 15초로 5회 실시하였으며 $80^{\circ}C$에서 5분간 건조하였다. ZnO rods의 성장은 Zinc nitrate hexahydrate [$Zn(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$, 0.025M], HMT [$C6H_{12}N_4$, 0.025M]를 deionized water 250 ml에 용해시켜 hotplate에 올리고 $300^{\circ}C$에서 녹인 후 $200^{\circ}C$에서 3시간 성장시켰다. ZnO nanorods의 성장 공정은(Fig. 1)과 같다. 먼저 플라즈마 처리한 시편의 표면에너지 측정을 위해 접촉각 측정 장치[KRUSS, DSA100]를 이용하였다. 그 결과 0, 5, 10, 15, 60 초로 플라즈마 표면 처리했던 시편이 각각 Fig. l, 2와 같이 $79^{\circ}$, $43^{\circ}$, $11^{\circ}$, $6^{\circ}$, $7.8^{\circ}$로 측정되었으며 이것을 각각 습식화학합성법으로 ZnO nanorods를 성장 시켰을 때 Fig. 3과 같이 밀도 차이를 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 기판의 표면에너지를 제어하여 Fig. 4와 같이 나타나며 photolithography 공정없이 ZnO nanorods를 패터닝을 할 수 있었다. 본 연구에서는 플라즈마 표면 처리를 통하여 표면에너지의 변화를 제어함으로써 ZnO nanorods 성장의 밀도 차이를 나타냈었다. 이러한 저비용, 저온 공정으로 $O_2$, CO, $H_2$, $H_2O$와 같은 다양한 화학종에 반응하는 ZnO를 이용한 플렉시블 화학센서에 응용 및 사용될 수 있고, 플렉시블 디스플레이 및 3D 디스플레이 소자에 활용 가능하다.