• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.33 no.1
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• pp.22-27
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• 2022

We fabricate a polarization-independent dielectric multilayer thin-film diffraction grating for a spectral-beam-combining (SBC) system with a simple grating structure and low aspect ratio. Due to the refractive index and thickness error of the manufactured thin films, the diffraction efficiency of the fabricated diffraction grating was lower than that of the design. The causes of the errors were analyzed, and it was confirmed through simulation that diffraction efficiency could be compensated through an additional coating on the manufactured diffraction grating. As a result of sputtering an additional Ta₂O₅ layer on a fabricated diffraction grating, the diffraction efficiency was corrected and a maximum 91.7% of polarization-independent diffraction efficiency was obtained.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.173-173
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• 2000

Multilayered films (MLF) consisting of transition metals and semiconductors have drawn a great deal of interest because of their unique properties and potential technological applications. Fe/Si MLF are a particular topic of research due to their interesting antiferromagnetic coupling behavior. although a number of experimental works have been done to understand the mechanism of the interlayer coupling in this system, the results are controversial and it is not yet well understood how the formation of an iron silicide in the spacer layers affects the coupling. The interpretation of the coupling data had been hampered by the lack of knowledge about the intermixed iron silicide layer which has been variously hypothesized to be a metallic compound in the B2 structure or a semiconductor in the more complex B20 structure. It is well known that both magneto-optical (MO0 and optical properties of a metal depend strongly on their electronic structure that is also correlated with the atomic and chemical ordering. In order to understand the structure and physical properties of the interfacial regions, Fe/Si multilayers with very thin sublayers were investigated by the MO and optical spectroscopies. The Fe/si MLF were prepared by rf-sputtering onto glass substrates at room temperature with a totall thickness of about 100nm. The thicknesses of Fe and Si sublayers were varied from 0.3 to 0.8 nm. In order to understand the fully intermixed state, the MLF were also annealed at various temperatures. The structure and magnetic properties of Fe/Si MLF were investigated by x-ray diffraction and vibrating sample magnertometer, respectively. The MO and optical properties were measured at toom temperature in the 1.0-4.7 eV energy range. The results were analyzed in connection with the MO and optical properties of bulk and thin-film silicides with various structures and stoichiometries.

• Journal of the Korean Society of Radiology
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• v.3 no.2
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• pp.27-31
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• 2009

Now a days, the Medical X-ray equipments has become digitalized from analog type such as film, cassette to CR, DR. And many scientists are still researching and developing the Medical X-ray equipment. In this study, we used the Bismuth tri-iodide to conversion material for digital X-ray equipments and we couldn't get the satisfying result than previous study, but it opened new possibility to cover the disadvantage of a-Se is high voltage aplly and difficultness of make. In this paper, we use $BiI_3$ powder(99.99%) as x-ray conversion material and make films that have thickness of 200um and the film size is $3cm{\times}3cm$. Also, we deposited an ITO(Indium Tin Oxide) electrode as top electrode and bottom electrode using a Magnetron Sputtering System. To evaluate a characteristics of the produced films, an electrical and structural properties are performed. Through a SEM analysis, we confirmed a surface and component part. And to analyze the electrical properties, darkcurrent, sensitivity and SNR(Signal to Noise Ratio) are measured. Darkcurrent is $1.6nA/cm^2$ and sensitivity is $0.629nC/cm^2$ and this study shows that the electrical properties of x-ray conversion material that made by screen printing method are similar to PVD method or better than that. This results suggest that $BiI_3$ is suitable for a replacement of a-Se because of the reduced manufacture processing and improved yield.

• Journal of the Korean Society of Radiology
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• v.4 no.1
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• pp.5-9
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• 2010

In recent, a digital x-ray detector attracted worldwide attention and there are many studies to commercialize. There are two methods in digital x-ray detector. This method is an Indirect method and Direct method. This study is to see the differences between the digital x-ray detector based on a-Se used in the existing indirect conversion method and an x-ray conversion material that has better SNR(Signal-to-noise ratio) and property than the a-Se. To solve the problem that is difficult to make a large area film using Screen-Print method, we used a Screen-Print method. In this study, we used a polyclystal $HgI_2$ as x-ray conversion material and a sample thickness is $150{\mu}m$ and an area is $3cm{\times}3cm$. ITO(Indium-Tin-Oxide) electrode was used as top electrode using a Magnetron Sputtering System and each area is $3cm{\times}3cm$, $2cm{\times}2cm$ and $1cm{\times}1cm$ and then we evaluated darkcurrent, sensitivity and SNR of the $HgI_2$ film are measured, then we evaluated the electrical properties. And we used a current integration mode when I-V test. This experiment shows that the sensitivity increases in accordance with the area of the electrode but the SNR is decreased because of the high darkcurrent. Through fabricating of various thicknesses and optimal electrodes, we will optimize SNR in the future work.

• Journal of radiological science and technology
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• v.33 no.3
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• pp.179-184
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• 2010

A hard X-ray microscope system for obtaining images of nano-spatial resolution has been widely studied and requires monochromatic X-ray. A multilayer mirror of 84% reflectivity was designed to acquire tungsten characteristic X-ray of 8.4 keV from the white beam generated from an X-ray tube, and the C/W multilayer mirror of $50{\times}50\;mm$ size and 5.65 nm d-spacing was fabricated by the ion-beam sputtering system. The C/W multilayer had a uniformity of 99.5%, and the structure of the multilayer mirror was verified by a TEM image. The obtainable x-ray reflectivity for the C/W multilayer mirror at 8.4 keV was estimated from measuring the X-ray reflectivity using the copper characteristic X-ray of 8.05 keV. Monochromatic X-ray of 8.4 keV was generated by combining a X-ray tube, and the reflectivity and monochromaticity were 77.1% and 0.21 keV, respectively. Monochromatic X-ray generated from the combination of an X-ray tube and an C/W multilayer mirror has enough potential to use X-ray source for hard X-ray microscope system of laboratory size. If the C/W multilayer mirror of d-spacing of a few nanometers can be fabricated, monochromatic X-ray corresponded to 17.5 keV, molybdenum characteristic X-ray, can be obtained and applied to mammography in the medical application.

• Proceedings of the Korea Inteligent Information System Society Conference
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• 2000.11a
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• pp.257-266
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• 2000

산업 및 가정용 기기들이 점차 복잡해짐에 따라 다양한 공학 분야의 해석 기술을 동시에 고려하면서 이들 원리를 적용한 최적의 설계를 결정하는 방법론의 필요성이 대두되고 있다. 다분야통합최적설계 또는 MDO(Multidisciplinary Design Optimization)라 일컫는 새로운 기술은 이러한 필요에 대응하는 기술로서 국내외적으로 활발한 연구가 진행되고 있다. 이러한 MDO 기술을 구현하는 소프트웨어와 하드웨어 복합 체계를 MDO 프레임웍(framework)이라 한다. 일반적으로 프레임웍이란 실제 응용프로그램의 용도에 맞는 주문제작(customization)이 가능한 일종의 전단계 프로그램이라 할 수 있다 MDO 프레임웍은 설계 및 해석 도구들간의 인터페이스를 제공하고, 이들 도구들이 사용하는 설계 데이터를 효율적으로 공유할 수 있도록 지원하여, 설계 작업을 정의, 실행, 관리하는 역할을 한다. 이러한 MDO 프레임웍은 설계 작업을 통합적으로 관리하고 자동화하여 설계 도구간의 데이터 전달과 변환에 소묘되는 설계자의 부담을 경감시키며 다분야 전문가가 참여하는 공통 작업 환경을 제공함으로써 설계 효율성을 증진시킨다. 본 논문에서는 이러한 효용을 달성하기 위한 MDO 프레임웍(framework)을 제시하고 프레임웍 설계의 논리적 근저와 타당성을 밝힌다. 본 논문에서 제안하는 다분야 통합 최적화를 위한 분산형 지능 시스템인 DisMDO는 사용자가 GUI를 동해서 편리하게 다분야통합최적화 문제를 해결할 수 있도록 지원하며, 제공되는 스크립트 언어를 동해서도 이를 정의할 수 있도록 지원하여 일괄처리도 가능하도록 한다. 또한, 집중화된 데이터베이스를 관리하여 다분야 전문가들이 공통의 데이터를 안전하게 공유할 수 있도록 지원하며, 외부에서 제공되는 해석 도구나 최적화 모듈을 손쉽게 프레임웍에 통합시킬 수 있도록 하는 인터페이스 제작기(factory) 기능을 제공한다.ackscattering spectroscopy, X-ray diffraction, secondary electron microscopy, atomic force microscoy, $\alpha$-step, Raman scattering spectroscopu, Fourier transform infrared spectroscopy 및 micro hardness tester를 이용하여 기판 bias 전압이 DLC 박막의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 분석결과 본 연구에서 제작된 DLC 박막은 탄소와 수소만으로 구성되어 있으며, 비정질 상태임을 알 수 있었다. 기판 bias 전압의 증가에 따라 박막의 두께가 감소됨을 알 수 있었고, -150V에서는 박막이 거의 만들어지지 않았으며, -200V에서는 기판 표면이 식각되었다. 이것은 기판 bias 전압과 ECR 플라즈마에 의한 이온충돌 효과 때문으로 판단되며, 150V 이하에서는 증착되는 양보다 re-sputtering 되는 양이 더 많을 것으로 생각된다. 기판 bias 전압을 증가시킬수록 플라즈마에 의한 이온충돌 현상이 두드러져 탄소와 결합하고 있던 수소원자들이 떨어져 나가는 탈수소화 (dehydrogenation) 현상을 확인할 수 있었으며, 이것은 C-H 결합에너지가 C-C 결합이나 C=C 결합보다 약하여 수소 원자가 비교적 해리가 잘되므로 이러한 현상이 일어난다고 판단된다. 결합이 끊어진 탄소 원자들은 다른 탄소원자들과 결합하여 3차원적 cross-link를 형성시켜 나가면서 내부 압축응력을 증가시키는 것으로 알려져 있으며, hardness 시험 결과로 이것을 확인할 수 있었다. 그리고 표면거칠기는 기판 bias 전압을 증가시킬수록 더 smooth 해짐을 확인하였다.인하였다.을 알 수 있었다. 즉 계면에서의 반응에 의해 편석되는 Ga에 의해 박막의 strain이 이완되면, pinhole 등의 박막결함

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.169-169
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• 1999

We studied magnetic properties of co thin films deposited on Pd (111) surface, which attracted much attention recently due to the perpendicular magnetic anisotropy, using magnetic circular dichroism(MCD). Special attention was paid on the effect of Pd capping and interface roughness on the direction of magnetic easy axis, and for that purpose MCD signals for all Co thicknesses were measured with two different ways : in-plane and out-of-plane geometry. In case of bare Co films deposited on smooth Pd(111) surface, no MCD signal was observed under 4$\AA$ co thickness. At 4$\AA$ Co thickness, MCD signal at the out-of-plane geometry was observed, and for thicker Co films, only in-plane MCD signal was measured. This type of magnetic easy axis transition has been reported for other cases like Co/Pt system. The effect of 5$\AA$ Pd capping on these bare Co films made an remarkable change on the transition of magnetic easy axis. Out-of-plane MCD signals exists up to 20$\AA$ Co thickness, and disappears at 24$\AA$ Co thickness. In-plane MCD signals first appears at 10$\AA$ Co thickness and gradually increases up to 24$\AA$ Co thickness. Between 10$\AA$ and 20$\AA$ Co thickness, in-plane and out-of-plane MCD signal coexist. The formation of multi-domain structure or the existence of tilted magnetic easy axis is an possible scenario for such an interesting coexistence. The effect of interface roughness was also tested by measuring MCD signal on Co films deposited on un-annealed Pd(111) surface. Out-of-plane MCD signal was observed up to 8$\AA$ Co thickness and the anisotropy of MCD signal at 4$\AA$ Co thickness was very large with respect to that of Co film deposited on the smooth substrate. Above 8$\AA$ thickness, there exists only in-plane MCD signal. From above results, it was concluded that both Pd capping and interface roughness induce and reenforce the perpendicular magnetic anisotropy. The large perpendicular magnetic anisotropy of Co/Pd multilayer system made by sputtering method can be well understood from our results.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.42 no.2 s.273
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• pp.88-93
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• 2005

Ti-AI-Si-N coating layers were deposited on WC-Co substrates by a hybrid system of arc ion plating and sputtering techniques. The coatings were prepared with different Si contents to investigate the effect of Si content on their mechanical properties and microstructures. The dry sliding wear experiments were conducted on Ti-AI-Si-N coated WC-Co discs at constant load, 3N, and sliding speed, 0.1 m/s with two different counterpart materials such as steel ball and zirconia ball using a conventional ball-on-disc sliding wear apparatus. In the case of steel ball, the friction coefficient of Ti-AI-Si-N coating layers became lower than that of Ti-AI­N coating layers. The friction coefficient decreased with increasing of Si content due to adhesive wear behavior between coating layer and steel ball. On the contrary, in the case of zirconia ball, the friction coefficient increased with increasing of Si content, indicating that abrasive wear behavior was more dominant when the coating layers slid against zirconia ball.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.189-190
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• 2011

Cu가 기존 배선물질인 Al을 대체함에 따라 resistance-capacitance (RC) delay나 electromigration (EM) 등의 문제들이 어느 정도 해결되었다. 그러나 지속적인 배선 폭의 감소로 배선의 저항 증가, EM 현상 강화 그리고 stability 악화 등의 문제가 지속적으로 야기되고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 Cu alloy seed layer를 이용한 barrier 자가형성 공정에 대한 연구를 진행하였다. 이 공정은 Cu 합금을 seed layer로 사용하여 도금을 한 후 열처리를 통해 SiO2와의 계면에서 barrier를 자가 형성시키는 공정이다. 이 공정은 매우 균일하고 얇은 barrier를 형성할 수 있고 별도의 barrier와 glue layer를 형성하지 않아 seed layer를 위한 공간을 추가로 확보할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한, via bottom에 barrier가 형성되지 않아 배선 전체 저항을 급격히 낮출 수 있다. 합금 물질로는 초기 Al이나 Mg에 대한 연구가 진행되었으나, 낮은 oxide formation energy로 인해 SiO2에 과도한 손상을 주는 문제점이 제기되었다. 최근 Mn을 합금 물질로 사용한 안정적인 barrier 형성 공정이 보고 되고 있다. 하지만, barrier 형성을 하기 위해 300도 이상의 열처리 온도가 필요하고 열처리 시간 또한 긴 단점이 있다. 본 실험에서는 co-sputtering system을 사용하여 Cu-V 합금을 형성하였고, barrier를 자가 형성을 위해 300도에서 500도까지 열처리 온도를 변화시키며 1시간 동안 열처리를 실시하였다. Cu-V 공정 조건 확립을 위해 AFM, XRD, 4-point probe system을 이용하여 표면 거칠기, 결정성과 비저항을 평가하였다. Cu-V 박막 내 V의 함량은 V target의 plasma power density를 변화시켜 조절 하였으며 XPS를 통해 분석하였다. 열처리 후 시편의 단면을 TEM으로 분석하여 Cu-V 박막과 SiO2 사이에 interlayer가 형성된 것을 확인 하였으며 EDS를 이용한 element mapping을 통해 Cu-V 내 V의 거동과 interlayer의 성분을 확인하였다. PVD Cu-V 박막은 기판 온도에 큰 영향을 받았고, 200 도 이상에서는 Cu의 높은 표면에너지에 의한 agglomeration 현상으로 거친 표면을 가지는 박막이 형성되었다. 7.61 at.%의 V함량을 가지는 Cu-V 박막을 300도에서 1시간 열처리 한 결과 4.5 nm의 V based oxide interlayer가 형성된 것을 확인하였다. 열처리에 의해 Cu-V 박막 내 V은 SiO2와의 계면과 박막 표면으로 확산하며 oxide를 형성했으며 Cu-V 박막 내 V 함량은 줄어들었다. 300, 400, 500도에서 열처리 한 결과 동일 조성과 열처리 온도에서 Cu-Mn에 의해 형성된 interlayer의 두께 보다 두껍게 성장 했다. 이는 V의 oxide formation nergyrk Mn 보다 작으므로 SiO2와의 계면에서 산화막 형성이 쉽기 때문으로 판단된다. 또한, V+5 이온 반경이 Mn+2 이온 반경보다 작아 oxide 내부에서 확산이 용이하며 oxide 박막 내에 여기되는 전기장이 더 큰 산화수를 가지는 V의 경우 더 크기 때문으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.256-256
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• 2012

Cu가 기존 배선물질인 Al을 대체함에 따라 resistance-capacitance delay와 electromigration (EM) 등의 문제들이 어느 정도 해결되었다. 그러나 지속적인 배선 폭의 감소로 배선의 저항 증가, EM 현상 강화 그리고 stability 악화 등의 문제가 지속적으로 야기되고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 Cu alloy seed layer를 이용한 barrier 자가형성 공정에 대한 연구를 진행하였다. 이 공정은 Cu 합금을 seed layer로 사용하여 도금을 한 후 열처리를 통해 $SiO_2$와의 계면에서 barrier를 자가 형성시키는 공정이다. 이 공정은 매우 균일하고 얇은 barrier를 형성할 수 있고 별도의 barrier와 glue layer를 형성하지 않아 seed layer를 위한 공간을 추가로 확보할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한, via bottom에 barrier가 형성되지 않아 배선 전체 저항을 급격히 낮출 수 있다. 합금 물질로는 초기 Al이나 Mg에 대한 연구가 진행되었으나, 낮은 oxide formation energy로 인해 SiO2에 과도한 손상을 주는 문제점이 제기되었다. 최근 Mn을 합금 물질로 사용한 안정적인 barrier 형성 공정이 보고 되고 있다. 하지만, barrier 형성을 하기 위해 300도 이상의 열처리 온도가 필요하고 열처리 시간 또한 긴 단점이 있다. 본 실험에서는 co-sputtering system을 사용하여 Cu-V 합금을 형성하였고, barrier를 자가 형성을 위해 300도에서 500도까지 열처리 온도를 변화시키며 1시간 동안 열처리를 실시하였다. Cu-V 공정 조건 확립을 위해 AFM, XRD, 4-point probe system을 이용하여 표면 거칠기, 결정성과 비저항을 평가하였다. Cu-V 박막 내 V의 함량은 V target의 plasma power density를 변화시켜 조절 하였으며 XPS를 통해 분석하였다. 열처리 후 시편의 단면을 TEM으로 분석하여 Cu-V 박막과 $SiO_2$ 사이에 interlayer가 형성된 것을 확인 하였으며 EDS를 이용한 element mapping을 통해 Cu-V 내 V의 거동과 interlayer의 성분을 확인하였다. PVD Cu-V 박막은 기판 온도에 큰 영향을 받았고, 200도 이상에서는 Cu의 높은 표면에너지에 의한 agglomeration 현상으로 거친 표면을 가지는 박막이 형성되었다. 7.61 at.%의 V함량을 가지는 Cu-V 박막을 300도에서 1시간 열처리 한 결과 4.5 nm의 V based oxide interlayer가 형성된 것을 확인하였다. 열처리에 의해 Cu-V 박막 내 V은 $SiO_2$와의 계면과 박막 표면으로 확산하며 oxide를 형성했으며 Cu-V 박막 내 V 함량은 줄어들었다. 300, 400, 500도에서 열처리 한 결과 동일 조성과 열처리 온도에서 Cu-Mn에 의해 형성된 interlayer의 두께 보다 두껍게 성장했다. 이는 V의 oxide formation energy가 Mn 보다 작으므로 SiO2와의 계면에서 산화막 형성이 쉽기 때문으로 판단된다. 또한, $V^{+5}$이온 반경이 $Mn^{+2}$이온 반경보다 작아 oxide 내부에서 확산이 용이하며 oxide 박막 내에 여기되는 전기장이 더 큰 산화수를 가지는 V의 경우 더 크기 때문으로 판단된다.