• 한국재료학회지
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• 제19권4호
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• pp.179-185
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• 2009

We fabricated thermally evaporated 30 nm-Ni/(20 nm or 60 nm)a-Si:H/Si films to investigate the energy-saving property of silicides formed by rapid thermal annealing (RTA) at temperatures of $350^{\circ}C$, $450^{\circ}C$, $550^{\circ}C$, and $600^{\circ}C$ for 40 seconds. A transmission electron microscope (TEM) and a high resolution X-ray diffractometer (HRXRD) were used to determine the cross-sectional microstructure and phase changes. A UVVIS-NIR and FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy) were employed for near-IR and middle-IR absorbance. Through TEM and HRXRD analysis, for the nickel silicide formed at low temperatures below $450^{\circ}C$, we confirmed columnar-shaped structures with thicknesses of $20{\sim}30\;nm$ that had ${\delta}-Ni^2Si$ phases. Regarding the nickel silicide formed at high temperatures above $550^{\circ}C$, we confirmed that the nickel silicide had more than 50 nm-thick columnar-shaped structures with a $Ni_{31}Si_{12}$ phase. Through UV-VIS-NIR analysis, nickel silicide showed almost the same absorbance in the near IR region as well as ITO. However, in the middle IR region, the nickel silicides with low temperature showed similar absorbance to those from high temperature silicidation.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제27권12호
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• pp.831-836
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• 2014

One-dimensional (1D) photonic crystals (PCs) were prepared by $TeO_x(2<x<3)/SiO_2$ with the difference refractive index, and fabricated by sputtering technique from a $TeO_2$ and $SiO_2$ target. The $TeO_x$(2$Ar:O_2=40:10$). A 10-pair $TeO_x(2<x<3)/SiO_2$ 1D PCs were fabricated with the structure parameters of filling factor=0.5185, and period=410 nm. The properties of 1D PCs with and without a defect layer were evaluated by UV-VIS-NIR. A normal mode 1D PC have a photonic band gap (PBG) in the near infrared (NIR) region from 1,203 to 1,421 nm. In the case of 1D PC containing a defect layer, a defect level appears at 1,291 nm. The measured transmittance (T) spectra are nearly corresponding to calculated results. After He-Cd laser exposure, the defect level is shifted from 1,291 nm to 1,304 nm.

• 한국세라믹학회지
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• 제53권1호
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• pp.105-109
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• 2016

We prepared a working electrode (WE) with a blocking layer (BL) containing 0 ~ 0.5 wt% Ag nano powders to improve the energy conversion efficiency (ECE) of dye sensitized solar cell (DSSC). FESEM and micro-Raman were used to characterize the microstructure and phase. UV-VIS-NIR spectroscopy was employed to determine the adsorption of the WE with Ag nano powders. A solar simulator and a potentiostat were used to confirm the photovoltaic properties of the DSSC with Ag nano powders. From the results of the microstructural analysis, we confirmed that Ag nano powders with particle size of less than 150 nm were dispersed uniformly on the BL. Based on the phase and adsorption analysis, we identified the existence of Ag and found that the adsorption increased when the amount of Ag increased. The photovoltaic results show that the ECE became 4.80% with 0.3 wt%-Ag addition compared to 4.31% without Ag addition. This improvement was due to the increase of the localized surface plasmon resonance (LSPR) of the BL resulting from the addition of Ag. Our results imply that we might be able to improve the efficiency of a DSSC by proper addition of Ag nano powder to the BL.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제17권3호
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• pp.146-149
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• 2016

The CrN/TiN/Al thin films for solar selective absorber were prepared by dc reactive magnetron sputtering with multi targets. The binary nitride CrN layer deposited with change in N₂ gas flow rates. The gas mixture of Ar and N2 was an important parameter during sputtering deposition because the metal volume fraction (MVF) was controlled by the N2 gas flow rate. In this study, the crystallinity and surface properties of the CrN/TiN/Al thin films were estimated by X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM) and field emission scanning electron microscopy (FESEM). The composition and depth profile of thin films were investigated using Auger electron spectroscopy (AES). The absorptance and reflectance with wavelength spectrum were recorded by UV-Vis-NIR spectrophotometry at a range of 300~1,100 nm.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.247-247
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• 2012

Plasmon subwavelength nanostructures enable the structurally modulated color due to the resonance conditions for the specific wavelength range of light with the nanoscale hole arrays on a metal layer. While the unique properties offered from a single layer of metal may open up the potential applications of integrated devices to displays and sensors, fabrication requirements in nanoscale, typically on the order of or smaller than the wavelength of light in a corresponding medium can limit the cost-effective implementation of the plasmonic nanostructures. Simpler nanoscale replication technologies based on the soft lithography or roll-to-roll nanoimprinting can introduce economically feasible manufacturing process for these devices. Such replication requires an optimal design of a master template to produce a stamp that can be applied for a roll-to-roll nanoimprinting. In this paper, a master mold with subwavelength nanostructures is fabricated and optimized using focused ion beam for the applications to nanoimprinting process. Au thin film layer is deposited by sputtering on a glass that serves as a dielectric substrate. Focused ion beam milling (FIB, JEOL JIB-4601F) is used to fabricate surface plasmon subwavelength nanostructures made of periodic hole arrays. The light spectrum of the fabricated nanostructures is characterized by using UV-Vis-NIR spectrophotometer (Agilent, Cary 5000) and the surface morphology is measured by using atomic force microscope (AFM, Park System XE-100) and scanning electron microscope (SEM, JEOL JSM-7100F). Relationship between the parameters of the hole arrays and the corresponding spectral characteristics and their potential applications are also discussed.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.412-412
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• 2012

갈륨비소(GaAs)는 수직공진표면방출레이저, 발광다이오드, 태양전지 등과 같은 광전소자에 널리 사용되는 물질이다. 그러나 높은 굴절률을 갖는 갈륨비소는 표면에서 30% 이상의 반사율을 갖기 때문에 광손실로 인해 소자의 성능이 저하된다. 따라서 표면 Fresnel 반사율을 낮출 수 있는 효율적인 반사방지막이 필요하다. 최근, 열적 불일치, 물질 선택, 접착력 저하의 단점을 가지고 있는 기존 다중박막을 대체하는 생체모방 서브파장 나노구조가 활발히 연구되고 있다. 이러한 구조는 공기(air)부터 갈륨비소까지 선형적인 유효굴절률 분포를 갖는 유효 단일박막과도 같기 때문에 소자 표면에서의 광손실을 줄일 수 있다. 더욱이, 자연계의 나방의 각막과 나비의 눈의 구조 형태를 모방한 반도체 생체모방 복합 눈(compound eye)은, 즉 마이크로 렌즈모양과 서브파장 나노격자구조의 복합적 형태, 표면에서 우수한 반사방지 특성을 나타낸다. 본 연구에서는, 포토리소그래피와 유도결합플라즈마 식각법을 이용하여 GaAs 기판 표면에 마이크로 렌즈 모양의 패턴을 형성한 후, 스핀코팅을 이용하여 나노 크기를 갖는 실리카 구를 도포하여 건식 식각함으로써 복합 눈 구조를 갖는 갈륨비소 반사방지막을 제작하였다. 제작된 샘플의 표면 및 식각 형상은 전자현미경(scanning electron microscope)을 사용하여 관찰하였으며, UV-vis-NIR spectrophotometer를 사용하여 반사율을 측정하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.100.1-100.1
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• 2010

고효율 실리콘 양자점 태양전지를 제작하기 위해 Si과 C target을 co-sputtering 방식으로 제조한 SiC matrix를 열처리하여 박막 내에 Si nanocrystal들을 생성하였다. Si nanocrystal의 특성은 다양한 요인에 영향을 받는 데 barrier 물질인 SiC matrix가 가장 큰 영향을 준다. SiC는 900도 이상에서 열처리하는 동안 Si과 C과 SiC으로 재배열 혹은 재결합하는 데 이 때 가장 작은 carbon이 빠르게 diffusion하는 현상에 의해 Si nanocrystal의 성장과 특성에 영향을 주게 된다. 이 현상을 연구하기 위해 stoichiometric SiC/Si-rich SiC/stoichiometric SiC의 3층 구조로 시료를 제작하여 이를 SIMS의 depth profiling을 통하여 열처리 전보다 열처리 후에 Si-rich SiC layer내에 carbon이 약 2~3%정도 증가한 것으로 carbon이 diffusion된 것을 확인하였다. 이 시료를 UV-VIS-NIR spectroscopy, Raman, GIXRD 등의 다양한 측정을 통하여 carbon diffusion에 의한 Si nanocrystal의 특성변화를 연구하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.74.1-74.1
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• 2010

단결정 실리콘 태양전지 공정에서 이방성 습식 식각 용액을 이용하여 기판 표면에 피라미드 구조를 형성하는 것을 텍스쳐링이라고 한다. 실리콘 기판의 표면을 식각하여 요철구조를 만들어줌으로써 셀 내부로 입사되는 광량을 증가시켜 태양전지의 단락 전류 및 효율 향상 효과를 얻을 수 있다. 일반적인 태양전지 공정에서는 요철구조를 형성할 시 따로 마스크를 사용하지 않으며, 태양전지 급 웨이퍼를 절삭손상층 식각 한 후, 강염기성 용액과 알코올의 혼합용액에 담가서 이방성 식각을 실시하여 요철 구조를 형성한다. 본 연구는 기존의 텍스쳐링 공정에서 사용되는 대표적인 용액인 수산화칼륨(potassium hydroxide, KOH)과 알코올의 혼합용액과 사메틸수산화암모늄(Tetramethylammonium Hydroxide, TMAH)과 알코올의 혼합용액에 Triton X-100 계면활성제를 각각 첨가하여 실험을 진행하였다. 식각된 태양전지용 실리콘 기판의 표면은 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope)을 통하여 관찰하였고, 분광광도계(UV/VIS/NIR Spectrophotometer)로 반사도 값을 측정하여 기판의 특성을 평가하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제53권4호
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• pp.450-455
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• 2016

Color change in single-crystal, yellow, red, purple, and colorless cubic zirconias (CZs) was investigated as a function of annealing in vacuum and air atmosphere at $800-1400^{\circ}C$ for 30 min, for development of a damascene process of plugging a precious metal paste at the elevated temperature. Coloring-element contents of the CZs were evaluated using WD-XRF, and the color change determined visually by naked eye, and using a digital camera and UV-Vis-NIR color analyzer. WD-XRF showed that all of the CZs had cubic-phase stabilizer elements and coloring elements. All CZs that underwent vacuum annealing exhibited a slight color change at $<900^{\circ}C$, while their colors began to change to black at $1100^{\circ}C$, and became opaque black at $1400^{\circ}C$. After air annealing, there was almost no color change up to $1400^{\circ}C$. Since red and purple CZs showed greater color difference (CD) values than the others, the degree of CD is likely to depend on the original color of the CZ due to the different stabilities of their coloring elements during annealing. Based on our results, it is suggested that annealing in air at $<900^{\circ}C$ is advantageous, and assorted colored CZs can be used for precious metal damascene.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.71-72
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• 2009

칼코게나이드(chalcogenide)계 비정질 반도체는 그들의 독특한 광학적, 전기적 특성 때문에 활발한 연구가 진행되고 있다. 비정질 Se는 유연한 원자구조로 인해 가장 먼저 광학적으로 상용화되었으며, 응용성이 매우 큰 반도체 재료중 하나로 Ge-Se와 같이 Se를 기본으로 한 칼코게나이드 유리 반도체가 주목받고 있다. 따라서 본 연구에서는 비정질 칼코게나이드 $Ge_xSe_{100-x}$(x=25,95) 조성에 대한 광학적 특성을 연구 하였다. 시료는 5N의 순도를 갖는 Ge, Se 물질을 준비하고 조성비에 맞추어서 석영관에 진공 봉입한 후 용융 혼합하여 $Ge_{25}Se_{75}$와 $Ge_{95}Se_5$조성의 두 가지 비정질 벌크를 제작하였다. 열증착 방법으로 유리 기판위에 박막을 제작하였고 UV-vis-NIR spectrophotometer를 사용하여 투과도를 측정하였다. 측정한 스펙트럼을 이용하여 Swanpoel method로 굴절률을 계산하고 특성을 분석하였다.