Structural properties of rf sputtered boron nitride films were studied as a function of deposition parameters such as nitrogen pressure, substrate temperature and substrate bias using X-ray photoelectron spectroscopy and Auger electron spectroscopy. Composition and information on chemical bonding of resultant films was determined by XPS. XPS core level spectra showed that ratio of boron to nitrogen varied from 3.11 to 1.45 with respect to partial nitrogen pressure. Curve fitting of XPS spectra revealed three kinds of bonding mechanism of boron in the films. XPS peak positions of both B 1s and N 1s shifted to higher energy with higher nitrogen pressure as well as increase in substrate bias voltage. AES was used to see possible contamination of films by carbon or oxygen as well.
본 튜토리알에서는 표면 및 물질분석 기술로 널리 사용되고 있는 X-ray 광전자분광기술(X-ray Photoelectron Spectroscopy)의 원리와 광전자분광계를 구성하는 요소, 그리고 XPS를 이용하여 시료로부터 얻어낼 수 있는 정보가 무엇인지 등에 대해서 알아본다.
반투명 전도성 음극 (semi-transparent conducting cathode)인 Ba (x nm)/Au (20 nm)/ITO (100 nm)을 이용하여 전면발광 유기전계 발광 소자 (top-emitting organic light-emitting didodes, TEOLEDs)를 제작했다. Ba과 bis(8-quinolinolato)aluminum (III) ($Alq_3$) 계면의 전자구조는 엑스선 광전자 분광법 (X-ray photoelectron spectroscopy, XPS), 자외선 광전자 분광법 (ultraviolet photoelectron spectroscopy, UPS) 및 가까운 끝머리 엑스선 흡수 미세구조 (near-edge x-ray absorption fine structure, NEXAFS) 스펙트럼의 광 방출 특성을 통하여 조사되었다. $Alq_3$/Ba 계면 특성에 있어서 XPS와 NEXAFS 특성에 의하면, $Alq_3$ (10.0 nm) 위에 Ba이 연속적으로 증착됨에 따라 Ba으로부터 $Alq_3$로의 전자전달 (electron charge transfer) 특성은 꾸준희 증가된다. 그러나 Ba의 두께가 1.0 nm 이상 초과되면 Ba의 전자전달에 기인한 반응성때문에 $Alq_3$의 분자구조가 해리된다. 한편, 제작된 TEOLEDE의 전류-전압-휘도 곡선의 경우에서도 바륨의 증착 두께가 1.0 nm일 때 가장 우수한 구동특성을 나타냈다.
Jingtao Zhu;Yang Liu;Jianrong Zhou;Zehua Yang;Hangyu Zhu;Xiaojuan Zhou;Jinhao Tan;Mingqi Cui;Zhijia Sun
Nuclear Engineering and Technology
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제55권9호
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pp.3121-3125
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2023
Neutron conversion detectors that use 10B-enriched boron carbide are feasible alternatives to 3He-based detectors. We prepared boron carbide films at micron-scale thickness using direct-current magnetron sputtering. The structural characteristics of natural B4C films, including density, roughness, crystallization, and purity, were analyzed using grazing incidence X-ray reflectivity, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, time-of-flight secondary ion mass spectrometry, and scanning electron microscopy. A beam profile test was conducted to verify the practicality of the 10B-enriched B4C neutron conversion layer. A clear profile indicated the high quality of the neutron conversion of the boron carbide layer.
자기 Fe-Co(C)나노(nano)캡슐과 Fe-Co 나노입자들이 메탄과 혼합기체($H_2$+Ar) 두 종류의 분위기속에서 각각 아크방전으로 제조되었다. 이 두 종류의 초미세 입자들의 특성과 자기적 성질들을 XRD(X-ray Diffraction), Mossbauer 분광, XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy), TEM(transmission Electron Microscopy), EDS(Energy Disperse Spectroscopy), 화학적 분석, 산소량 측정과 자기 측정 등을 통하여 체계적으로 조사하였다. 메탄기체로부터 분해되어 나온 탄소원소가 미세입자들의 상구조, 자기적 상태 그리고 표면 특성들에 끼치는 효과를 아르곤원소를 사용했을 때와 비교하였다. 두 미세입자에서의 Fe/Co 질량비가 약간 다르게 나타났으며 Fe-Co나노입자의 크기가 Fe-Co(C)나노캡슬보다 약 두배였다. 또한 Fe-Co(C)나노캡슐의 포화자화값이 Fe-Co 나노입자보다 약 8% 높았으며 둘 다 유사한 상구조를 보였다. 핵 표면에 쌓인 껍질들이 매우 얇아 XRD측정으로는 그 존재를 탐지하기 어려웠으나 XPS분석을 통하여 그들이 탄소층과 산소층임을 결론지을 수 있었다.
We investigated the etching characteristics of chromium films by using Cl$_2$/O$_2$ gas mixtures with electron cyclotron resonance plasma. In order to examine the chemical etch characteristics of Cr films by using Cl$_2$/O$_2$ gas plasma, we obtained the etch rate with various gas mixing ratios. By X-ray photoelectron spectroscopy, the surface reaction on the chromium films during the etch was examined. From narrow scan analyses of Cr, Cl, and O, it was confirmed that a chromium oxychlorie (CrCl$_{x}$O$_{y}$) layer was formed on the surface by the etch using Cl$_2$/O$_2$ gas mixtures. We observed a new characteristic emission line during the etch of chromium films using Cl$_2$/O$_2$ gas mixtures by an optical emission spectroscopy. It was found that the peak intensity of this emission line had a tendency compatible with the etch rate. The origin of this emission line was discussed in detail. At the same time, the etched profile was also examined by scanning electron microscope.e.e.
Diamond-like carbon (DLC)은 $Sp^3$ 결합분율이 높은 준안정 상태의 비정질 탄소물질로 이루어진 박막이다. DLC는 기계적 특성, 화학적 특성, 윤활 특성뿐만 아니라 광학적, 전기적 특성 또한 우수한 물질이다. 본 연구에서는 DLC 박막을 그라파이트(graphite) 타깃을 출발 물질로 하여 고주파 마그네트론 스퍼터(RF magnetron sputter)로 $SiO_2$ 기판 상에 증착하였다. 증착된 DLC 박막은 후 열처리를 하였으며 열처리 온도에 따른 DLC 박막의 특성 변화를 관찰하였다. 열처리는 진공에서 급속가열법(rapid thermal process)으로 $300{\sim}500^{\circ}C$ 범위에서 시행하였다. 열처리된 DLC 박막은 전기적 특성 평가를 위하여 Hall 계수 측정기를 이용하여 상온 비저항을 측정하였으며 표면 변화를 확인하기 위하여 원자력 현미경(atomic force microscopy)을 이용하여 표면형상 변화를 관찰 하였다. 또한 표면특성, 비저항 특성 변화와 구조적 특성 변화와의 관계를 확인하기 위하여 X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)과 라만 분광법을 이용하여 열처리에 따른 DLC 박막의 구조 변화를 관찰하였다.
원격 플라즈마 화학기상증착법(Remote Plasma Enhanced-Ultrahigh Vacuum Chemical Vapor Deposition)에 의해 활성화된 질소 원자를 사용하여 사파이어 기판의 표면 을 저온에서 질화처리한 후 표면의 화학적 조성을 조사하였다. 질화처리에 의해 주로 표면 에 형성된 물질은 AIN임을 X-선 광전자 분광방법(X-ray photoelectron spectroscopy:XPS) 을 사용하여 확인하였다. 또한 플라즈마의 RF 출력, 반응 온도 및 시간에 따라서 기판의 Al 과 반응한 질소의 상대적인 양과, 표면 형태를 XPS와 AFM(atomic force microscopy)을 사 용하여 조사하였다. 플라즈마에 의해서 질소는 RF출력에 따라 증가한 후 일정하게 됨을 관 찰하였다. 그러나 질화 처리 온도와 시간의 증가에 따른 AIN의 상대적인 양은 비교적 무관 함을 관찰하였다. 또한 Ar스퍼터링을 통한 XPS의 depth profile을 관찰한 결과 질화층은 깊 이에 따라 3개의 다른 층으로 이루어져 있음을 확인하였다.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제16권6호
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pp.346-350
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2015
In this study, we carried out an investigation of the etch characteristics of TiO2 thin films and the selectivity of TiO2 to SiO2 in adaptive coupled C12/Ar plasma. The maximum etch rate of the TiO2 thin film was 136±5 nm/min at a gas mixing ratio of C12/Ar (75%:25%). The X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis showed the efficient destruction of oxide bonds by the ion bombardment as well as the accumulation of low volatile reaction products on the etched surface.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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