• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.69-70
• /
• 2012

본 발표에서는 최근 과학계에서 대두되어 전 세계적으로 폭발적인 연구가 수행되고 있는 신소재 그래핀에 대한 전반적인 소개와 현재 동향 및 미래 응용가능성에 대해 언급하고자 한다. 그래핀 연구관련 다양한 분야가 있으나, 본 세미나에서는 CVD로 합성하는 방법에 대한 개념 그리고 합성한 대면적 그래핀의 다양한 응용 분야들과 본인이 수행했던 연구결과물들을 몇 가지 소개하고자 한다. 구체적인 내용으로는 CVD에 의한 대면적 그래핀의 합성, 합성된 그래핀의 전사 및 패터닝 공정, CVD 그래핀의 도핑 및 다양한 물성분석, 그리고 그래핀 파이버, 히터 및 태양전지 응용 연구 등이다. 특히, 그래핀의 연구에 있어서 가장 중요한 이슈가 아주 품질이 좋은 그래핀 시료를 준비하는 것인데, 이는 좋은 그래핀을 합성해야 하는 것은 물론이고, 깨끗한 전사공정이 수반되어야 가능하다. 따라서 깨끗한 전사공정을 통해 품질 좋은 그래핀을 준비하는 상세한 과정들과 이에 대한 결과물들을 언급하겠다. 이어서 최근에는 CVD 방법에 의한 질소원자가 도핑된 그래핀의 직접 합성을 시도하였고, 이렇게 도핑된 그래핀 시료에 대해, 다양한 분석 장비들(Raman, STM, XPS & XAS)을 이용하여 기초물성들을 측정하고 비교 분석하였다. 끝으로 최근에 수행중인 그래핀과 기타 다른 나노소재(VO2, h-BN etc.)들과 접목된 hybrid 나노소재 연구에 대한 내용을 간략히 소개하고 발표를 마무리하겠다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.204.1-204.1
• /
• 2014

스마트폰과 같은 통신기기 및 각종 전자제품에 있어 크기의 축소와 간소화 추세에 따라 인쇄회로기판(PCB)의 초미세회로설계 기술이 요구됨에 따라, 인쇄회로기판과 첨단 전자부품 사이의 접합 신뢰성을 향상시키기 위해 무전해 니켈 도금이 널리 사용되고 있다. 일반적으로, 무전해 Ni도금은 강산, 강염기성 용액을 이용하여 수행되고 있다. 따라서, 공정과정 중에 기판의 손상을 초래하기도 할뿐만 아니라, 환경적으로도 문제시 되고 있다. 본 연구에서는 친환경적 도금공정의 개발을 위해 중성에서 N-(B)무전해 도금을 시행하였다. 중성의 무전해 도금공정은 어떠한 기판을 사용하여도 기판의 손상없이 도금이 가능하다는 장점을 가지고 있고, Boron(B)은 Ni을 비정질화 시키는 물질로 알려져 있다. B가 첨가된 무전해 Ni도금 박막에 있어 B의 영향을 알아보기 위하여 중성조건에서 B를 포함한 DMAB의 첨가량을 조절하였다. Ni-(B) 무전해 도금 시 도금조의 온도는 $40^{\circ}C$로 하였고, 무전해 도금액의 pH는 7(중성)로 유지하였다. Cu Foil기판을 사용하여 DMAB의 양에 따라 성장된 Ni-B무전해 도금 박막의 특성을 분석하기 위해 X-ray Diffraction (XRD), Field Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM), Optical microscope (OM), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), X-ray Absorption Spectroscopy (XAS)을 이용하였다.

• Journal of Magnetics
• /
• 제8권4호
• /
• pp.149-152
• /
• 2003

The electronic structure of Mn12-Ac molecular magnet has been investigated using synchrotron radiation. The valence-band photoemission spectroscopy (PES) measurement reveals that Mn 3d states are located near the top of the valence band. The trend in the measured valence-band PES spectra is found to be consistent with that in the calculated local density of states. The Mn 2p x-ray absorption spectroscopy (XAS) measurement provides evidence for the Mn$^{3+}$-Mn$^{4+}$ mixed-valent states.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.299-299
• /
• 2016

SiC는 넓은 에너지갭 (Eg=~3.4 eV)을 갖는 반도체로써, 고전압, 고온에서 동작이 가능하여 기존의 Si기반의 파워디바이스를 대체하기 위한 물질로 많은 연구가 이루어지고 있다. 파워 디바이스의 성능 향상을 위해서는 기판과 절연체 사이의 계면에 생성되는 계면 결함을 감소시켜야 한다. 따라서 본 연구에서는 SiC 기판에 high-k 물질인 HfO2를 증착하여 HfO2/SiC 계면에 유도된 결함을 분석하고 이를 감소시킬 수 있는 방법에 대한 연구를 수행하였다. HfO2 박막은 atomic-layer-deposition (ALD) 방법을 이용하여 SiC 기판 위에 $200^{\circ}C$에서 증착하였다. HfO2 박막 증착 후 NH3 분위기에서 rapid thermal annealing 방법을 이용하여 $600^{\circ}C$에서 1분 동안 열처리 진행하였다. Current-voltage (I-V) 측정을 통해 열처리 전 HfO2/SiC의 절연파괴 전압이 약 8.3 V 임을 확인하였다. NH3 열처리 후 HfO2/SiC의 절연파괴 전압이 10 V로 증가하였으며 누설 전류가 크게 감소하는 것을 확인하였다. 또한 capacitance-voltage (C-V) 측정을 통해 열처리 후 flat band voltage가 negative 방향에서 positive 방향으로 이동함을 확인하였고, 이를 통해 NH3 열처리 방법이 HfO2/SiC 계면에 존재하는 결함을 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 전자 구조상의 conduction band edge에 존재하는 결함 준위를 분석하기 위해 x-ray absorption spectroscopy (XAS) 분석을 실시하였고, 열처리 전 HfO2/SiC 계면에 많은 결함 준위가 존재함을 확인하였으며, x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) 분석을 통해 이 결함 준위가 oxygen deficiency state과 관련됨을 알 수 있었다. NH3 열처리 후 결과와 비교해보면, oxygen deficiency state가 감소함을 확인하였으며 이로 인해 conduction band edge에 존재하는 결함 준위가 감소함을 알 수 있었다. 따라서, NH3 열처리 방법을 이용하여 HfO2/SiC 계면에 존재하는 결함을 감소시킬 수 있으며, HfO2/SiC의 물리적, 전기적 특성을 향상시킬 수 있다는 결과를 도출하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.193.2-193.2
• /
• 2016

We evaluate the change in defects in the oxidized SiO2 grown on 4H-SiC (0001) by plasma assisted oxidation, by comparing with that of conventional thermal oxide. In order to investigate the changes in the electronic structure and electrical characteristics of the interfacial reaction between the thin SiO2 and SiC, x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray absorption spectroscopy (XAS), DFT calculation and electrical measurements were carried out. We observed that the direct plasma oxide grown at the room temperature and rapid processing time (300 s) has enhanced electrical characteristics (frequency dispersion, hysteresis and interface trap density) than conventional thermal oxide and suppressed interfacial defect state. The decrease in defect state in conduction band edge and stress-induced leakage current (SILC) clearly indicate that plasma oxidation process improves SiO2 quality due to the reduced transition layer and energetically most stable interfacial state between SiO2/SiC controlled by the interstitial C.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.398-398
• /
• 2013

The electronic properties and the local structure of tantalum oxide thin film with variation of oxygen flow rate ranging from 9.5 to 16 sccm (standard cubic centimeters per minute) have been investigated by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Reflection Electron Energy Loss Spectroscopy (REELS), and X-ray absorption spectroscopy (XAS). The XPS results show that the Ta4f spectrum for all films consist of the strong spin-orbit doublet $Ta4f_{7/2}$ and $Ta4f_{5/2}$ with splitting of 1.9 eV. The oxygen flow rate of the film results in the appearance of new features in the Ta4f at binding energies of 23.2 eV, 24.4 eV, 25.8, and 27.3 eV, these peaks attribute to $Ta^{1+}$, $Ta^{2+}$, $Ta^{4+}$/$Ta^{2+}$, and $Ta^{5+}$, respectively. Thus, the presence of non-stoichiometric state from tantalum oxide ($TaO_x$) thin films could be generated by the oxygen vacancies. The REELS spectra suggest the decrease of band gap for tantalum oxide thin films with increasing the oxygen flow rate. The absorption coefficient ${\mu}$ and its fine structure were extracted from the fluorescence mode of extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) spectra. In addition, bond distances (r), coordination numbers (N) and Debye-Waller factors (${\sigma}^2$) each film were determined by a detailed of EXAFS data analysis. EXAFS spectrapresent both the increase of coordination number of the first Ta-O shell and a considerable reduction of the Ta-O bond distance with the increase of oxygen flow rate.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.334.2-334.2
• /
• 2014

본 연구에서는 a-InGaZnO (IGZO) 활성층에 대기분위기에서 열처리 온도를 각각 $150^{\circ}C$, $250^{\circ}C$, $350^{\circ}C$ 실시하여 전자구조와 광학적 특성분석 및 화학적 결합 상태의 변화를 알아보고, 이러한 물성 변화에 따른 소자의 특성을 알아 보았다. 박막 트랜지스터 소자의 전기적 특성은, IGZO 박막에 후 열처리 공정온도 후 제작한 박막 트랜지스터는 $150^{\circ}C$에서 3.1 cm2/Vs의 전계 효과 이동도와 0.38 V/decade의 문턱전압 이하 기울기를 보였으나, $350^{\circ}C$에서는 8.8 cm2/Vs의 전계 효과 이동도와 0.20 V/decade의 문턱전압 이하 기울기로 더 향상된 박막 트랜지스터의 전기적 특성 결과를 관측하였다. 전기적 소자 특성의 변화와 활성층 IGZO 박막 특성 변화와의 상관관계를 조사하기 위하여 X-ray Absorption Spectroscopy (XAS)과 Spectroscopy Ellipsometry (SE)로 측정된 흡수 스펙트럼을 통하여 3 eV 이상의 광학적 밴드 갭은 기존에 보고 되었던 a-IGZO와 유사한 특성을 보이고 있음을 확인하였고, 이러한 측정, 분석법들을 통해 후 열처리 공정 온도에 따른 밴드 갭 부근의 결함준위의 양 변화와 가전자대의 전자구조의 변화에 따라 전기적 특성이 달라짐을 확인 할 수 있었다. 또한, X-ray Photoemission Spectroscopy (XPS)를 통해 측정한 O-1s를 통해 Oxygen deficient state와 밴드 갭 부근의 결함준위와의 상관관계를 도출해낼 수 있었다. 이는 a-IGZO 활성층에 후 열처리 공정 온도 변화에 따라서 전자구조의 혼성변화와 밴드 갭 부근의 결함준위의 양의 변화, 에너지 준위의 변화 및 이와 연관된 화학적 상태 변화가 박막 트랜지스터의 특성 변화를 예상할 수 있다는 결과를 도출하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 1998년도 제14회 학술발표회 논문개요집
• /
• pp.135-136
• /
• 1998

By the ion bombardment the original discrete layered structure is damaged and a uniformly mixed layer is formed by the intermixing of the films. Immediately after this dynamic cascade mixing a structure of this mixed layer is likely to be a mixture of randomly distributed atoms. Subsequently the mixed layered structure becomes a non-equilibrium structure such as the metastable pphase because the kinetic energies of the incident ions rappidly dissippate and host atoms within the collision cascade region are quenched from a highly energetic state. The formation of the metastable transition metal alloys using ion-beam-mixing has been extensively studied for many years because of their sppecific ppropperties that differ from those of bulk materials. in ion-beam-mixing the alloy or comppound is formed due to the atomic interaction between different sppecies during ion bombardment. in this study the metastable pphase formed by ion-beam-mixing pprocess is comppared with equilibrium one by arc-melting method by GXRD and XAS. Therfore we studied the fundamental characteristics of charge redistribution uppon alloying and formation of intermetallic comppounds. The multi-layer films were depposited on a wet-oxidized Si(100) substrate by sequential electron beam evapporation at a ppressure of less than 5$\times$10-7 Torr during depposition. These compprise 4 ppairs of Co and ppt layers where thicknesses of each layer were varied in order to change the alloy compposition.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.456-456
• /
• 2013

We report the modifications in the electronic structureof ZnO thin films induced by swift heavy ion (SHI) irradiated ZnO thin films by using near edge X-ray absorption fine structure (NEXAFS) spectroscopy at O K-edge was performed at BL10D XAS-KIST beamline at Pohang Accelerator Lab (PAL). ZnO films of 250 nm thickness oriented in [200] plane deposited by RF magnetron sputtering using equal $Ar:O_2$ atmosphere and air annealed at $500^{\circ}C$ for 6 hours for stability were irradiated with 120 MeV Au and 100 MeV O beams separately with different doses ranging from $1{\times}10^{11}$ to $5{\times}10^{12}$ ions/$cm^2$. High Resolution X-ray diffraction and NEXAFS analysis indicates significant changes in the electronic structure and the SHI effect is different for Ag and O-beams. The NEXAFS measurements provide direct evidence of O 2p and Zn 3d orbital hybridization. The NEXAFS results will be presented in detail.

• Current Applied Physics
• /
• 제18권11호
• /
• pp.1458-1464
• /
• 2018

An improved method for the preparation of g-$C_3N_4$ is described. Currently, heating (> $400^{\circ}C$) of urea is the common method used for preparing the g-$C_3N_4$. We have found that sonication of melamine in $HNO_3$ solution, followed by washing with anhydrous ethanol, not only reduce the crystallite size of g-$C_3N_4$ but also facilitate intriguing electronic structure and photoluminescence (PL) properties. Moreover, loading of metal (Pt and Ag) nanoparticles, by applying the borohydride reduction method, has resulted in multicolor-emission from g-$C_3N_4$. With the help of PL spectra and local electronic structure study, at C K-edge, N K-edge, Pt L-edge and Ag K-edge by X-ray absorption spectroscopy (XAS), a precise mechanism of tunable luminescence is established. The PL mechanism ascribes the amendments in the transitions, via defect and/or metal states assimilation, between the ${\pi}^*$ states of tris-triazine ring of g-$C_3N_4$ and lone pair states of nitride. It is evidenced that interaction between the C/N 2p and metal 4d/5d orbitals of Ag/Pt has manifested a net detraction in the ${\delta}^*{\rightarrow}LP$ transitions and enhancement in the ${\pi}^*{\rightarrow}LP$ and ${\pi}^*{\rightarrow}{\pi}$ transitions, leading to broad PL spectra from g-$C_3N_4$ organic semiconductor compound.