• 한국진공학회지
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• 제18권1호
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• pp.73-78
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• 2009

본 연구에서는 metal oxide chemical vapor deposition (MOCVD)을 이용하여 p형 실리콘(100) 기판 위에 30 nm 두께의 산화 아연 완충층을 $500^{\circ}C$ 에서 증착 시킨 후, 그 위에 산화 아연 나노로드를 수열합성법을 이용하여 성장시켰다. 그리고 산화아연 나노로드 성장 시 0.02몰${\sim}$0.5몰의 다양한 농도의 전구체를 사용함으로써 그에 따라 변화되는 산화 아연 나노로드의 배열상태, 구조적, 그리고 광학적 특성 평가를 실시하였다. 특성 평가는 FE-SEM(field emission scanning electron microscopy), XRD(X-ray diffraction), 그리고 PL(photoluminescence) 등의 분석 방법들을 통해 이루어졌다 본 연구를 통하여 전구체의 농도가 증가할수록 나노로드의 직경과 길이가 길어지며 0.3몰의 농도에서 뛰어난 광학 특성이 나타나는 것을 발견할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제26권2호
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• pp.74-79
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• 2016

기계적 강도가 우수한 부분안정화 지르코니아(3 mol% Yttria Partially Stabilized Zirconia) 세라믹스의 정전기 방지를 목적으로 LSM 복합 세라믹을 제조하는 과정에서 소결체 표면에서 란타늄산화물을 주조성으로 하는 나노로드의 성장을 확인하였다. 성장조건에 따라 나노로드의 직경 및 종횡비가 크게 변화하였으며, 광학현미경으로 관찰한 결과 입사광의 집속현상으로 밝게 빛나는 나노로드를 확인하였다. SEM 및 TEM으로 관찰한 결과, La를 주성분으로 하며 Sr, Mn 그리고 Si 등이 미량 첨가된 산화물임을 확인하였고, 이들의 외형으로부터 결정상이 잘 발달된 것을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제30권8호
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• pp.399-405
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• 2020

In the present investigation we show the effect of Al doping on the length, size, shape, morphology, and sensing property of ZnO nanorods. Effect of Al doping ultimately leads to tuning of electrical and optical properties of ZnO nanorods. Undoped and Al-doped well aligned ZnO nanorods are grown on sputtered ZnO/SiO₂/Si (100) pre-grown seed layer substrates by hydrothermal method. The molar ratio of dopant (aluminium nitrate) in the solution, [Al/Zn], is varied from 0.1 % to 3 %. To extract structural and microstructural information we employ field emission scanning electron microscopy and X-ray diffraction techniques. The prepared ZnO nanorods show preferred orientation of ZnO <0001> and are well aligned vertically. The effects of Al doping on the electrical and optical properties are observed by Hall measurement and photoluminescence spectroscopy, respectively, at room temperature. We observe that the diameter and resistivity of the nanorods reach their lowest levels, the carrier concentration becomes high, and emission peak tends to approach the band edge emission of ZnO around 0.5% of Al doping. Sensing behavior of the grown ZnO nanorod samples is tested for H₂ gas. The 0.5 mol% Al-doped sample shows highest sensitivity values of ~ 60 % at 250 ℃ and ~ 50 % at 220 ℃.

• 한국진공학회지
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• 제20권3호
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• pp.211-216
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• 2011

본 연구에서는 수열합성법으로 성장시킨 정렬된 산화아연 나노로드의 성장온도에 따른 구조적, 광학적 특성이 조사되었다. Zinc nitrate ($Zn(NO_3)_2$)와 hexamethylenetetramine가 전구체로 사용되었으며 40 nm 두께의 산화아연 버퍼막이 증착된 실리콘 (100) 기판이 사용되었다. 산화아연 나노로드는 $55^{\circ}C$에서 $115^{\circ}C$까지의 성장 온도에서 40 nm 산화아연 버퍼레이어 위에 성장되었다. 결과 분석을 위하여 FE-SEM, XRD, PL 방법 등이 사용되었다. 분석 결과, 잘 정렬된 산화아연 나노로드가 모든 샘플에서 관찰되었다. $95^{\circ}C$ 이하의 증착 온도에서 성장된 산화아연 나노로드의 끝부분은 평평하였으며, $115^{\circ}C$의 증착 온도에서 성장된 산화아연 나노로드의 끝부분은 날카로운 바늘모양의 형태를 나타내었다. 또한 $115^{\circ}C$의 증착 온도에서 비평형 성장때문에 엉킨 나노 구조물이 부분적으로 생성되었다. 성장 온도는 산화아연의 구조적, 광학적 특성에 영향을 미칠 수 있다. 구조적 특성의 경우 성장 온도가 $75^{\circ}C$까지 증가함에 따라 XRD (002) 피크 세기가 증가했고, 성장온도가 $115^{\circ}C$까지 계속적으로 증가함에 따라 피크의 크기는 다시 감소하였다. 광학적 특성에서는, 성장 온도가 증가함에 따라 가시광선 영역 피크 세기에 대한 UV 피크 세기 비율이 증가하였고, $95^{\circ}C$의 성장온도에서는 가장 큰 UV 피크의 세기를 얻을 수 있었다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제4권3호
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• pp.15-18
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• 2003

Aluminum oxide ($Al_2O_3$) materials were coated conformally on ZnO nanorods by atomic layer deposition (ALD). The ZnO nanorods were first synthesized on a Si(100) substrate from ball-milled ZnO powders by a thermal evaporation procedure. $Al_2O_3$ films were then deposited on these ZnO nanorods by ALD at a substrate temperature of $300^{\circ}C$ using trimethylaluminum (TMA) and distilled water ($H_2O$). Transmission electron microscopy (TEM) and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) images of the deposited ZnO nanorods revealed that amorphous $Al_2O_3$ cylindrical shells surround the ZnO nanorods. These TEM images illustrate that ALD has an excellent capability to coat any shape of nanorods conformally.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권6호
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• pp.1779-1782
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• 2013

N-type ZnO nanorods were grown on p-type porous silicon using a chemical bath deposition (CBD) method (p-n diode). The structure and geometry of the device were examined by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and X-ray diffraction (XRD) while the optoelectronic properties were investigated by UV/Vis absorption spectrometry as well as photoluminescence and electroluminescence measurements. The field emission (FE) properties of the device were also measured and its turn-on field and current at 6 $V/{\mu}m$ were determined. In principle, the growth of ZnO nanorods on porous siicon for optoelectronic applications is possible.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.222-227
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• 2010

ZnO nanorods array have been grown on the seed crystal coated Si(100) substrate by hydrothermal method. The growth, structural and optical properties of ZnO nanorods array were investigated with a variation of precursor concentration from 0.01 M to 0.04 M. The array density of grown ZnO nanorods per same area was increased with increasing the concentration of precursor solution. Vertically aligned ZnO nanorods with hexagonal wurtzite structure have highly preferred c-axis orientation along (002) lattice plane. Especially, ZnO nanorods array developed from 0.04 M precursor solution showed a diameter of about 85 nm and length of 1.2 {\mu}m$ without any crystallographic defects. The photoluminescence spectra of ZnO nanorods from heavier precursor concentration exhibited stronger UV emission around 380 nm corresponding with near-band-edge emission.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권5호
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• pp.406-410
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• 2011

ZnO nanorods were prepared by the electrodeposition route on conductive Au/Si substrates. The effects of deposition time on the microstructural evolution and optical properties of ZnO nanorods were investigated. With increasing deposition time from 1 h to 20 h, the diameter and length of the ZnO nanorods increased gradually to about 328 nm and 6.55${\mu}m$, respectively. The ZnO nanorods were dense and vertically well-aligned. The photoluminescence (PL) peaks corresponding to the near band edge of ZnO were observed. With increasing deposition time, the intensity of PL peaks increased with nanorod growth up to 4 h and then decreased. This might be due to the degradation of crystal quality caused by merging of nanorods.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.98-98
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• 2011

수직으로 정렬된 1차원 나노구조는 입사되는 빛에 대하여 반사율을 줄일 수 있는 유효 굴절률 profile을 갖고 있어, 태양광소자 및 광전자소자의 성능을 향상시키기 위해 널리 응용되어 왔으며, 이러한 수직으로 정렬된 1차원 나노구조를 제작하는 연구가 매우 활발하게 이루어지고 있다. 그 중 화학적 방법으로 성장시킨 산화아연 나노로드(ZnO nanorod)는 비교적 간단하고 저렴한 제작공정을 통해서 높은 결정성을 갖는 수직형 1차원 나노구조체로 이용 할 수 있다. 한편, 효과적인 무반사(antireflection) 층을 제작하기 위해서는 표면에서 발생되는 Fresnel 반사율을 낮춰야 하는데, 이를 위해서 입사되는 매질에서 기판 사이의 유효 굴절률이 연속적이고, 점진적인 변화가 필요하다. 이에 본 연구에서는 무반사 특성향상을 위해서 실리콘 (Si) 기판위에 tapered 산화아연 나노로드를 화학적으로 성장시켜 반사율 특성을 분석하였다. 실험을 위해, 먼저 Si 기판에 AZO (Al doped ZnO) seed 층을 RF magnetron 스퍼터를 사용해 증착한 후, zinc nitrate $Zn(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$과 hexamethylentetramines으로 혼합된 용액에 담가두어 산화아연 나노로드를 성장시켰다. Tapered 산화아연 나노로드를 형성하기 위해 용액의 온도를 서서히 낮춤으로 산화아연나노로드의 끝을 뾰족하게 제작할 수 있었다. 한편, 이론적으로 AZO seed 층의 두께에 대한 반사 스펙트럼을 rigorous coupled wave analysis (RCWA) 계산법을 통해서 시뮬레이션을 수행하였으며, 최적화된 AZO seed 층의 두께를 결정하여, 그 위에 tapered 산화아연 나노로드를 성장시켜 반사율을 측정하여 무반사 특성 향상을 확인 할 수 있었다. 또한, 태양광소자 응용을 위해, 표준 AM1.5G 태양광 스펙트럼을 고려한 solar weighted reflection을 계산하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.28.1-28.1
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• 2009

The superior properties of ZnO such as high exciton binding energy, high thermal and chemical stability, low growth temperature and possibility of wet etching process in ZnO have great interest for applications ranging from optoelectronics to chemical sensor. Particularly, vertically well-aligned ZnO nanorods on large areas with good optical and structural properties are of special interest for the fabrication of electronic and optical nanodevices. Currently, low-dimensional ZnO is synthesized by metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD), molecular beam epitaxy (MBE), thermal evaporation, and sol.gel growth. Recently, our group has been reported about achievement the growth of Ga-doped ZnO nanorods using ZnO seed layer on p-type Si substrate by RF magnetron sputtering system at high rf power and high growth temperature. However, the crystallinity of nanorods deteriorates due to lattice mismatch between nanorods and Si substrate. Also, in the growth of oxide using sputtering, the oxygen flow ratio relative to argon gas flow is an important growth parameter and significantly affects the structural properties. In this study, Phosphorus (P) doped ZnO nanorods were grown on c-sapphire substrates without seed layer by radio frequency magnetron sputtering with various argon/oxygen gas ratios. The layer change films into nanorods with decreasing oxygen partial pressure. The diameter and length of vertically well-aligned on the c-sapphire substrate are in the range of 51-103 nm and about 725 nm, respectively. The photoluminescence spectra of the nanorods are dominated by intense near band-edge emission with weak deep-level emission.