• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.459-459
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• 2013

Si (111) 기판 위에 plasma assisted molecular beam epitaxy 법으로 Si과 Mg doping된 GaN 나노막대를 각 각 성장하고 나노막대의 모양과 광학적 특성을 조사하였다. Si이 doping된 GaN 나노막대는 biaxial m-plane 방향의 변화로 별 모양을 갖는 것을 관찰하였고 Mg doping된 GaN 나노막대의 지름은 줄어드는 것을 scanning electron microscopy로 확인하였다. 본 연구에서는 이러한 변화의 원인을 stress 때문으로 보고 x-ray diffraction과 raman scattering 측정을 통하여 구조적 변화를 조사하였다. 또한, stress에 의한 GaN 나노막대의광학적 특성 변화를 photoluminescence을 통하여 조사하였다. Doping한 GaN 나노막대의 특성조사를 통해 GaN 나노막대 성장 시 발생되는 stress의 영향을 이해하는데 중요한 정보를 제공할 것이다.

• 한국결정성장학회지
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• 제16권1호
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• pp.12-19
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• 2006

Metalorganic chemical vapor deposition (MOCYD) techniques have been applied to fabricate semiconducting ZnO thin films and nanostructures, which are promising for novel optoelectronic device applications using their unique multifunctional properties. The growth and characterization of ZnO thin films on Si and $SiO_2$ substrates by MOCYD as fundamental study to realize ZnO nanostructures was carried out. The precise control of initial nucleation processes was found to be a key issue for realizing high quality epitaxial layers on the substrates. In addition, fabrication and characterization of ZnO nanodots with low-dimensional characteristics have been investigated to establish nanostructure blocks for ZnO-based nanoscale device application. Systematic realization of self- and artificially-controlled ZnO nanodots on $SiO_2/Si$ substrates was proposed and successfully demonstrated utilizing MOCYD in addition with a focused ion beam technique.

• 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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2004년도 제27회 학술발표회 초록집
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• pp.116-116
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• 2004

• 대한화학회지
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• 제55권4호
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• pp.563-565
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• 2011

• 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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.226-226
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• 2013

Si is a dominant solar material, which is the second most abundant element in the earth giving a benefit in the aspect in cost with low toxicity. However, the inherent limit of Si has an indirect band gap of 1.1 eV resulting in the limited optical absorption. Therefore, a critical issue has been raised to increase the utilization of the incident light into the Si absorber. The enhancement of light absorption is a crucial to improve the performances and thus relieves the cost burden of Si photovoltaics. For the optical aspect, an efficient design of a front surface, where the incident light comes in, has been intensively investigated to improve the performance of photon absorption. Lambertian light trapping can be attained when the light active surface is ideally rough to increase the optical length by about 50 compared to a planar substrate. This suggests that an efficient design may reduce thickness of the Si absorber from the conventional 100~300 ${\mu}m$ to less than 3 ${\mu}m$. Theoretically, a hole-array structure satisfies an equivalent efficiency of c-Si with only one-twelfth mass and one-sixth thickness. Various approaches have been applied to improve the incident light utilization in a Si absorber using textured structures, periodic gratings, photonic crystals, and nanorod arrays. We have designed hole and pillar structured Si absorbers. Four-different Si absorbers have been simultaneously fabricated on an identical Si wafer with hole arrays or pillar arrays at a fixed depth of 2 ${\mu}m$. We have found that the significant enhanced solar cell performances both for the hole arrayed and pillar arrayed Si absorbers compared to that of a planar Si wafer resulting from the effective improvement in the quantum efficiencies.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.103.2-103.2
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• 2011

비정질 실리콘 태양전지의 효율을 증가하기 위하여 많이 사용되는 방법 중 하나는 입사되는 빛의 산란을 증가하여 태양전지의 광흡수를 증가시키는 방법이다. 이를 위하여 양극전극으로 사용되는 TCO층의 일정한 패턴 처리를 통하여 광산란을 증가시키는 방법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 나노 임프린트 리소그래피방법을 사용하여 Ag 나노로드를 증착한 기판을 제조하고 이를 비정질 실리콘 태양전지에 적용하였다. 실험결과, 그림과 같이 높이와 너비가 300nm 정도로 일정한 패턴의 Ag 나노로드를 제조하였다. 또한, 그 위에 증착된 Si 박막의 경우, 나노로드 전체를 감싸는 돔 형태로 성장하였다. 이와 같은 나노로드 위에 substrate n-i-p 구조의 비정질 박막 태양전지를 증착하고 그 특성변화를 분석하고자 하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2007년도 추계학술발표대회 및
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• pp.47.1-47.1
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• 2007

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.446-446
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• 2011

One dimensional (1-D) structures of ZnO nanorods are promising elements for future optoelectronic devices. However there are still many obstacles in fabricating high-quality p-type ZnO up to now. In addition, it is limited to measure the degree of the doping concentration and carrier transport of the doped 1-D ZnO with conventional methods such as Hall measurement. Here we demonstrate the measurement of the electronic properties of p- and n-doped ZnO nanorods by the Kelvin probe force microscopy (KPFM). Vertically aligned ZnO nanorods with intrinsic n-doped, As-doped p-type, and p-n junction were grown by vapor phase epitaxy (VPE). Individual nanowires were then transferred onto Au films deposited on Si substrates. The morphology and surface potentials were measured simultaneously by the KPFM. The work function of the individual nanorods was estimated by comparing with that of gold film as a reference, and the doping concentration of each ZnO nanorods was deduced. Our KPFM results show that the average work function difference between the p-type and n-type regions of p-n junction ZnO nanorod is about ~85meV. This value is in good agreement with the difference in the work function between As-doped p- and n-type ZnO nanorods (96meV) measured with the same conditions. This value is smaller than the expected values estimated from the energy band diagram. However it is explained in terms of surface state and surface band bending.