• Korean Journal of Optics and Photonics
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• 제20권1호
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• pp.34-40
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• 2009

In-situ pulse laser (Nd-YAG, 2nd harmonics 532 nm) annealing used in physical vapor deposition of $MgF_2$, $SiO_2$ and ZnS thin films was shown to be effective in improving their surface roughness properties. Total integrated scattering (TIS) measurements of $MgF_2$ and $SiO_2$ samples deposited on glass substrates revealed that the laser irradiation of films at an energy of approximately $140\;mJ/cm^2$ at 532 nm with a repetition frequency of 10 Hz and pulse duration of 5 ns during the deposition resulted in total scatterings that were minimum. But in case of the ZnS samples, measurements revealed minimum total scattering at a laser energy of approximately $62\;mJ/cm^2$. Atomic Force Microscopy (AFM) has been used to evaluate the effect of pulse laser annealing on the surface roughness for thin film samples. The results were similar to the TIS measurements, indicating that surface roughness was decreased when the irradiated annealing pulse laser energy increased. But it also increased when the irradiated annealing pulse laser energy was over some limit that depended on the materials.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• 제22권6호
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• pp.285-290
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• 2013

Epitaxial graphene on metal substrates provides excellent platforms to study its atomic and electronic structures, and can be grown either by surface segregation of carbon or by chemical vapor deposition. The growth behaviors of the two methods, however, have not been directly compared each other. Here, we studied domain structures of graphene grown by three different methods, surface segregation, post-annealing with adsorbed ethylene, and high-temperature dose of ethylene, using scanning tunneling microscopy. The first two methods resulted in graphene regions with areas of $100nm^2$, whereas the third method showed large area graphene (> $10^4nm^2$) with regular hexagonal Moire patterns, implying that high-temperature dose of ethylene is preferable for further studies on graphene such as additional growth of organic molecules.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.684-685
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• 2013

p-형 반도체인 Cu(In,Ga)$Se_2$ (CIGS) 광 흡수 층은 이보다 에너지 밴드 간격이 큰 n-형 반도체와 이종 접합을 형성한다. 흡수층과 윈도우층 사이의 결정구조 차이와 밴드갭 에너지 차이를 완화시키기 위해 버퍼층이 필요하다. 버퍼층을 형성하는 물질로 화학적 용액 성장법(Chemical Bath deposition)을 사용한 CdS가 많이 적용되어 왔으나 Cd의 유해성 및 습식 공정으로 인한 연속공정에 대한 어려움이 있다. 따라서 버퍼층을 Cd을 포함하지 않는 ZnS, $In_2S_3$, (Zn, Mg)O 등과 같은 물질로 대체하여 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition), 펄스레이져증착법(Pulsed Laser Deposition), 스퍼터링(sputtering) 등과 같은 건식으로 성장시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 $ZnO_{1-x}S_x$ ($0.2{\leq}x{\leq}0.4$)를 반응성 스퍼터링으로 증착하여 큰 밴드갭 에너지와 높은 광투과율를 갖는 버퍼층을 제작하였다. CIGS 박막의 손상을 줄여주기 위하여 RF 파워는 240, 200, 150, 100 W로 변화시켰다. CIGS 태양전지의 I-V 측정 결과, RF 파워가 150 W일 때 10.7%의 가장 높은 변환 효율을 보였고, 150 W 이상에서는 파워가 증가할 때 단락전류는 감소하였으며 개방전압은 다소 증가하였다. 반면 100 W에서 단락전류는 다소 증가하는 것에 반해 개방 전압이 급격히 낮아졌다. 이것은 파워에 따라 결합되는 산소의 양이 다르기 때문으로 생각된다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• 제35권2호
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• pp.151-157
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• 1991

A sensitive stripping voltammetric study of the complex of indium with 8-hydroxyquinoline at a hanging mercury drop electrode was investigated in 0.1M acetate buffer solution. The effects of various analytical conditions on the reduction peak current of the adsorbed complex were discussed. Optimal analytical conditions were found to be the ligand concentration of $2 {\times}10^{-5}$M, solution pH 4.75, scan rate of 10 mV/s, deposition potential of -0.450V, a deposition time of 90 second. Interferences by other trace metals and Triton X-100 were also discussed. Detection limit was 0.2 ppb of indium after 90 sec. Deposition time, and the relative standard deviation(n = 10) at 4 ppb was 3.2%.

• Journal of Energy Engineering
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• 제24권2호
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• pp.1-8
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• 2015

Wax deposition hinders oil flow assurance. Huge amount of money and time were required for mitigation of wax deposition in the oil field. For prediction and mitigation of wax deposition problem, Wax Appearance Temperature(WAT), which is the temperature at which the first wax crystals start to form, needs to be measured in advance. There is a standard method which is optical way to measure the WAT of transparent oil. However, standard method cannot be applied to opaque oil which is common produced oil in the field. In this study, WAT of three transparent oil samples were measured using heat flux variation analysis, viscosity variation analysis and density variation analysis, and compared with WAT measured by standard method. As a result, WAT measured by density variation analysis is the more reliable than heat flux variation analysis and viscosity variation analysis. WAT of two opaque oils were measured using density variation analysis.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.332-332
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• 2012

분자선 에피탁시(molecular beam epitaxy)를 이용하여 GaAs 기판에 성장한 InAs 양자점(QDs: quantum dots)은 성장 온도, 압력, As/In의 공급비 등의 성장 조건에 따라 다른 변수(parameter)를 갖는다. 따라서 성장변수에 따라 양자점의 모양과 크기, 밀도가 달라져 균일한 양자점 형성에 어려움이 있어 많은 연구가 진행되고 있다. 예를 들면 In-interruption 법으로 성장한 양자점의 특성이 S-K mode (Stranski-Krastanov mode)로 성장한 양자점에 비해 광학적 특성이 향상되었다. 본 연구에서는 In pre-deposition (IPD) 법으로 성장한 InAs/GaAs 양자점의 광학적 특성을 PL(photoluminescence)와 TRPL (time-resolved PL)을 이용하여 분석하였다. InAs QDs 시료들은 In과 As 공급시간을 각각 1초와 19초 (QD1), 2초와 18초 (QD2), 3초와 17초 (QD3)로 조절하여 성장하였으며, In이 공급되는 시간 동안 As shutter를 차단하여 As 공급을 중단하였다. In과 As의 차단 없이 S-K mode로 성장한 시료를 기준시료로 사용하였다 (QD0). AFM (atomic force microscope) 측정결과, In 공급시간이 1초에서 2초로 증가할 때, 양자점의 밀도와 종횡비(aspect ratio)가 증가하였고, 양자점의 균일도가 증가하였다. 그러나 QD3 시료는 QD1 시료에 비해 밀도와 종횡비, 균일도가 감소하였다. 10 K에서 PL 피크는 In 공급 시간이 증가할 때, 970 nm에서 1020 nm로 적색편이 하였고 반치폭 (FWHM: full width at half maximum)은 75 meV에서 85 meV로 증가하였다. QD2 시료의 PL 피크 에너지가 가장 낮았고, 가장 강한 PL 세기를 보였다. IPD 시간이 증가함에 따라 PL 피크에서 측정한 PL 소멸은 점차 빨라졌다. IPD 기법으로 성장한 양자점의 빠른 PL 소멸은 양자점 밀도와 종횡비 향상에 의한 파동함수 중첩의 증가와 구속 에너지 증가에 의한 것으로 설명된다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• 제25권6호
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• pp.577-580
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• 2014

Indium hydroxy sulfide ($In(OH)_xS_y$) as a cadmium (Cd)-free buffer layer for $CuInGaSe_2$ (CIGS) solar cells was prepared by the chemical bath deposition (CBD) and the reaction time was optimized. The band gap energy and transmittance data alongside the thickness results from the direct observation with focused ion beam system (FIB) could be a powerful tool for optimizing the conditions. In addition, X-ray diffractometer (XRD), X-ray photoelectron microscopy (XPS), and scanning electron microscope (SEM) were also employed for the layer characterization. The results indicated that the optimum reaction time for $In(OH)_xS_y$ buffer layer deposition by CBD was 20 min at $70^{\circ}C$ under the conditions employed. At the optimum conditions, the buffer layer thickness was near 57 nm and the band gap energy was 2.7 eV. In addition, it was found that there was no XPS peak shift in between the buffer layers deposited on molybdenum (Mo)/glass and that on CIGS layer.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.262.1-262.1
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• 2013

ZnO 나노구조는 전기적 성질과 화학적인 안정성 때문에 가스센서, 투명 전극 및 태양전지와 같은 전자소자와 광소자에 널리 사용되고 있다. ZnO 박막을 증착하는 방법은 Physical Vapor Deposition과 Chemical Vapor Deposition이 있으나 나노 구조를 가진 SnO2를 형성하기 어렵다. 전기 화학적 증착(Electrochemical Deposition: ECD)은 낮은 온도에서 진공 공정이 필요하지 않기 때문에 경제적이며 빠른 성장 속도를 가지고 있기 때문에 ZnO 나노 구조를 효과적으로 형성 할 수 있다. 본 연구에서는 Indium Tin Oxide (ITO) 기판 위에 ZnO 나노 구조를 형성시켜 전기적 및 구조적 특성을 관찰하였다. 0.1 M zinc nitrate와 0.1 M potassium chloride를 용매에 각각 용해하여 ZnO 나노구조를 성장하였다. ZnO 나노구조를 성장하기 위하여 인가전압을 -0.75 V부터 -2.5 V까지 0.5 V 간격으로 변화하였다. X-선 회절 분석결과에서 ZnO의 피크의 크기가 큰 전기화적적 성장 전압구간과, 주사전자현미경 분석결과에서 나노 구조가 가장 잘 나타난 성장 전압구간을 다시 0.1 V 간격으로 세분화하여 최적화 조건을 분석하였다. X-선 회절 실험으로 형성한 ZnO 나노구조의 피크가 (110) (002)로 나타났다. X-선 회절 분석의 intensity의 값이 (002)방향이 가장 크게 나타났으므로 우선적으로 (002) 방향으로 ZnO 나노구조가 성장됨을 알 수 있었다. 주사전자현미경상은 grain size가 200~300 nm 사이의 ZnO 나노구조가 형성되며, grain size가 전기화학적 증착 장치의 성장전압이 커짐에 따라 커지는 것을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.229.2-229.2
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• 2013

Yttrium oxide (Y2O3)는 band gap이 5.5 eV 정도로 상대적으로 넓고, 굴절상수가 1.8, 유전율이 10~15, Silicon 과의 격자 불일치가 작은 특성을 가지고 있다. 또한 녹는점이 높아 열적으로 안정하기 때문에 전자소자 및 광학소자에 다양하게 응용되는 물질이다. Y2O3 박막은 다양한 방법으로 증착할 수 있는데, 그 방법에는 e-beam evaporation, laser ablation, sputtering, thermal oxidation, metal-organic chemical vapor deposition, and atomic layer deposition (ALD) 등이 있다. ALD는 기판 표면에 흡착된 원자들의 자기 제한적 반응에 의하여 박막이 증착되기 때문에 박막 두께조절이 용이하고 step coverage와 uniformity 측면에서 큰 장점이 있다. 이전에는 Y(thd)3 and Y(CH3Cp)3 와 같은 금속 전구체를 이용하여 ALD를 진행하여, 증착 속도가 낮고 defect이 많아 non-stoichiometric한 조성의 박막이 증착되는 문제점이 있었다. 이번 연구에서는, (iPrCp)2Y(iPr-amd)와 탈이온수를 사용하여 Y2O3 박막을 증착하였다. Y2O3 박막 증착에 사용한 Y 전구체는 상온에서 액체이고 $192^{\circ}C$ 에서 1 Torr의 높은 증기압을 갖는다. Y2O3 박막 증착을 위하여 Y 전구체는 $150^{\circ}C$ 로 가열하여 N2 gas를 이용하여 bubbling 방식으로 공정 챔버 내로 공급하였다. Y2O3 박막의 ALD window는 $250{\sim}350^{\circ}C$ 였으며, Y 전구체의 공급시간이 5초에 다다르자 더 이상 증착 두께가 증가하지 않는 자기 제한적 반응을 확인할 수 있었다. 그리고 증착된 Y2O3 박막의 특성 분석을 위해 Atomic force microscopy (AFM)과 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Auger electron spectroscopy (AES) 를 진행하였다. 박막의 Surface morphology 는 매끄럽고 uniform 하였으며, 특히 고체 금속 전구체를 사용했을 때와 비교하여 수산화물이 거의 없는 박막을 얻을 수 있었다. 그리고 조성 분석을 통해 증착된 Y2O3 박막이 stoichiometric하다는 것을 알수 있었다. 또한 metal-insulator-metal (MIM) 구조 (Ru/Y2O3/Ru) 의 resistor 소자를 형성하여 저항 스위칭 특성을 확인하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• 제18권2호
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• pp.84-91
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• 2008

The effects of the deposition and annealing temperature on the structural, electrical and optical properties of Ag doped ZnO (ZnO : Ag) thin films were investigated. All of the films were deposited with a 2wt% $Ag_2O-doped$ ZnO target using an e-beam evaporator. The substrate temperature varied from room temperature (RT) to $250^{\circ}C$. An undoped ZnO thin film was also fabricated at $150^{\circ}C$ as a reference. The as-grown films were annealed in temperatures ranging from 350 to $650^{\circ}C$ for 5 h in air. The Ag content in the film decreased as the deposition and the post-annealing temperature increased due to the evaporation of the Ag in the film. During the annealing process, grain growth occurred, as confirmed from XRD and SEM results. The as-grown film deposited at RT showed n-type conduction; however, the films deposited at higher temperatures showed p-type conduction. The films fabricated at $150^{\circ}C$ revealed the highest hole concentration of $3.98{\times}1019\;cm^{-3}$ and a resistivity of $0.347\;{\Omega}{\cdot}cm$. The RT PL spectra of the as-grown ZnO : Ag films exhibited very weak emission intensity compared to undoped ZnO; moreover, the emission intensities became stronger as the annealing temperature increased with two main emission bands of near band-edge UV and defect-related green luminescence exhibited. The film deposited at $150^{\circ}C$ and annealed at $350^{\circ}C$ exhibited the lowest value of $I_{vis}/I_{uv}$ of 0.05.