• 한국세라믹학회지
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• 제55권4호
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• pp.368-375
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• 2018

This study deals with the color formation of ceramic pigment in the $TiO_2$-SnO-ZnO system. We designed compounds to control the color formation depending on the composition using the Design of Experiment. The color coordinate values of synthesized pigments, $L^*a^*b^*$ were measured and statistically analyzed color for changing elements depending on its composition. The relationship between the major crystalline phases and chromaticity was examined using XRD, and the oxidation states of each element were analyzed by XPS. The synthesized pigments based on the compound design exhibited various color changes ranging from yellow-orange to green-blue and brown. The statistical analysis on the spectrophotometer results shows that $a^*$ and $b^*$ values decreased with $TiO_2$ content, and increased with SnO content. Yellow-orange color was detected with the main peak of SnO, and the green-blue color developed with the main peak of $Zn_2TiO_4$. The $a^*$ and $b^*$ values increased with increased SnO peak intensity, and decreased with increased $Zn_2TiO_4$ peak intensity. The results revealed that pigment color formation was influenced by changes in the main crystalline phases and crystalline intensity. However, XPS analysis of the oxidation states of each element showed little correlation with the pigment chromaticity result.

• 한국재료학회지
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• 제23권1호
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• pp.7-12
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• 2013

The $Cu_2ZnSnS_4$ (CZTS) thin film solar cell is a candidate next generation thin film solar cell. For the application of an absorption layer in solar cells, CZTS thin films were deposited by pulsed laser deposition (PLD) at substrate temperature of $300^{\circ}C$ without post annealing process. Deposition time was carefully adjusted as the main experimental variable. Regardless of deposition time, single phase CZTS thin films are obtained with no existence of secondary phases. Irregularly-shaped grains are densely formed on the surface of CZTS thin films. With increasing deposition time, the grain size increases and the thickness of the CZTS thin films increases from 0.16 to $1{\mu}m$. The variation of the surface morphology and thickness of the CZTS thin films depends on the deposition time. The stoichiometry of all CZTS thin films shows a Cu-rich and S-poor state. Sn content gradually increases as deposition time increases. Secondary ion mass spectrometry was carried out to evaluate the elemental depth distribution in CZTS thin films. The optimal deposition time to grow CZTS thin films is 150 min. In this study, we show the effect of deposition time on the structural properties of CZTS thin film deposited on soda lime glass (SLG) substrate using PLD. We present a comprehensive evaluation of CZTS thin films.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.145-145
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• 2010

In this paper, we report that the effects of hydrogen doping on the electrical and optical properties of typical transparent conducting oxide films such as ZnO and $SnO_2$ prepared by magnetron sputtering. Recently, density functional theory (DFT) calculations have shown strong evidence that hydrogen acts as a source of n-type conductivity in ZnO. In this work, the beneficial effect of hydrogen incorporation on Ga-doped ZnO thin films was demonstrated. It was found that hydrogen doping results a noticeable improvement of the conductivity mainly due to the increases in carrier concentration. Extent of the improvement was found to be quite dependent on the deposition temperature. A low resistivity of $4.0{\times}10^{-4}\;{\Omega}{\cdot}cm$ was obtained for the film grown at $160^{\circ}C$ with $H_2$ 10% in sputtering gas. However, the beneficial effect of hydrogen doping was not observed for the films deposited at $270^{\circ}C$. Variations of the electrical transport properties upon vacuum annealing showed that the difference is attributed to the thermal stability of interstitial hydrogen atoms in the films. Theoretical calculations also suggested that hydrogen forms a shallow-donor state in $SnO_2$, even though no experimental determination has yet been performed. We prepared undoped $SnO_2$ thin films by RF magnetron sputtering under various hydrogen contents in sputtering ambient and then exposed them to H-plasma. Our results clearly showed that the hydrogen incorporation in $SnO_2$ leads to the increase in carrier concentration. Our experimental observation supports the fact that hydrogen acting as a shallow donor seems to be a general feature of the TCOs.

• 공업화학
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• 제29권6호
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• pp.710-715
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• 2018

본 연구에서는 자성을 이용하여 재수득이 가능한 광 촉매 물질인 $ZnFe_2O_4@SnO_2@TiO_2$ core-shell nanoparticles (NPs)를 3단계 과정을 통해 합성하였다. 구조적 특성은 X-ray diffraction (XRD) 분석으로 확인하였다. Spinel 구조의 $ZnFe_2O_4$와 tetragonal 구조의 $SnO_2$와 anatase 구조의 $TiO_2$가 합성된 것을 확인하였다. 합성한 물질의 자기적 성질은 vibrating sample magnetometer (VSM)으로 확인하였다. Core 물질인 $ZnFe_2O_4$의 포화자화 값은 33.084 emu/g으로 확인하였다. $SnO_2$와 $TiO_2$층의 형성의 결과, 두께 증가로 인한 자성은 각각 33, 40% 감소하였으나 재수득이 가능한 충분한 자성을 가지는 것을 확인하였다. 합성된 물질의 광 촉매 효율은 methylene blue (MB)를 사용하여 측정하였다. Core 물질의 효율은 4.2%로 확인하였고 $SnO_2$와 $TiO_2$ shell 형성의 결과 각각 73%와 96%로 증가하였고 높은 광 촉매 효율을 가지는 것을 확인하였다. 또한 항균 특성은 대장균(E. Coli)과 황색포도상구균(S. Aureus)을 사용하여 억제 영역을 확인하였다. Shell이 형성되면서 더 넓은 억제 영역이 형성되었고 이는 광 촉매 효율을 측정한 결과와 일치하는 것을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제7권4호
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• pp.303-309
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• 1997

기존의 전자 기판에서 땜납으로 사용되고 있는 Sn-Pb계 합금을 대체하기 위한 새로운 합금을 개발하기 위하여 열역학을 이용한 상평형계산을 통해 얻은 다원계 상태도를 바탕으로 적정한 녹는점과 용융구간을 가지는 Sn-Bi-In-Zn계 솔더합금을 설계하였다. 설계된 합금을 제작하여 XRD, DSC및 EDX로 분석하여 상의 확인,조성분석 및 고상점과 액상점 등의 녹음 거동을 확인하였다. 또한 열처리에 따른 미세구조의 변화를 관찰하였고, 이러한 조직변화가 기계적 성질에 미치는 영향을 경도실험과 인장실험을 통해 연구하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.61.2-61.2
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• 2011

넓은 밴드갭을 가지고 있어 가시광에서 투명하며 높은 이동도를 가진 산화물 반도체는 기존의 Si 기반 TFT 소자를 대체할 차세대 디스플레이의 핵심 소재기술로 관심이 높아지고 있다. 그러나 대표적인 산화물 반도체인 In-Ga-Zn-O (IGZO)에 포함된 인듐의 수요 증가에 따른 가격 급등 문제로 이를 대체할 수 있는 새로운 산화물 반도체 재료에 대한 연구의 필요성이 대두되고 있다. 이에 비교적 저가의 물질로 구성된 Zn-Sn-O계 산화물 소재에 대한 연구가 진행된 바 있으나, 높은 수준의 캐리어 농도를 가지고 있어 TFT 채널용 반도체소재로 적용되기 위해서는 이를 $10^{17}\;cm^{-3}$ 이하로 조절할 수 있는 기술개발이 요구된다. 본 연구는 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 증착된 Ga-Zn-Sn-O (GZTO) 박막의 갈륨 첨가에 따른 특성변화를 조사하였다. GZO ($Ga_2O_3$ 5wt%)와 $SnO_2$ 타켓의 인가 파워를 고정한 상태에서 $Ga_2O_3$ 타켓의 인가 파워를 0~100W로 조절하여 박막 내 Ga 함량을 증가시켰다. 제조된 모든 GZTO 박막은 Ga함량에 관계없이 비정질 구조를 가지며 가시광 영역에서 약 78%의 우수한 투과율을 나타낸다. Ga 함량에 따라 박막의 구조적, 광학적 특성은 크게 변하지 않지만 전기적 특성은 뚜렷한 변화를 나타냈다. $Ga_2O_3$ 파워가 증가할수록 박막 내 캐리어 농도와 이동도의 감소로 비저항이 크게 증가하는데 특히 캐리어 농도는 $Ga_2O_3$ 파워가 0에서 100W로 증가할 때 $2{\times}10^{18}$에서 $8{\times}10^{14}\;cm^{-3}$으로 감소하였다. 이는 Ga-O의 화학적 결합 에너지가 다른 원소들(Zn 또는 In)에 비해 커서 박막 내 산소공공의 감소가 야기되었기 때문이다. 이러한 전기물성의 변화를 이해하기 위해 XPS 분석을 수행하였다. 제조된 GZTO 박막은 $Ga_2O_3$ 파워가 증가함에 따라 O 1s peak에서 산소공공과 관련된 530.8 eV peak의 intensity가 감소한다. 따라서 Ga을 첨가에 따른 캐리어 농도의 감소는 산소공공의 발생억제로 기인한 것으로 판단되며, 본 연구결과는 ZTO계 비정질 산화물 반도체의 활용가능성을 제시하였다.

• 공업화학
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• 제10권6호
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• pp.917-922
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• 1999

무촉매 또는 촉매 존재하 반응온도 $190{\sim}240^{\circ}C$에서 DMT와 EG간의 에스테르교환반응을 속도론적으로 살펴 보았다. 반응도는 반응기내에서 계외로 유출된 메탄올의 양을 측정함으로써 계산하였다. 이러한 계외로 유출되는 메탄올로 인한 반응물과 촉매량의 보정을 행하였다. 속도론적인 처리를 한 후 촉매농도, 몰비, 촉매종류, 그리고 온도 의존성에 대하여 살펴보았다. 촉매활성은 Ti>Zn>Sn>Sb의 순이었고 활성화에너지 값은 Zn>Ti>Sn>Sb 순으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.324-324
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• 2012

투명전도체(Transparent Conducting Oxides: TCOs)는 일반적으로 면저항이 $103{\Omega}/sq$ 이하로 전기가 잘 통하며, 가시광선영역인 380~780 nm에서의 투과율이 80% 이상이고, 3.2eV 이상의 밴드갭을 가지는 재료로써, 전기전도도와 가시광선영역에서 투과성이 높아 전기적, 광학적 재료로 관심을 받아 다년간 연구대상이 되어오고 있다. 현재 가장 널리 사용되고 있는 투명전도체(Transparent Conducting Oxides: TCOs) 소재로는 Indium Tin Oxide (ITO)가 가장 각광받고 있지만, Indium의 가격상승과 박막의 열처리를 통해 저항이 증가하는 단점을 가지고 있어 이를 대체 할 새로운 소재 개발이 필요한 상황이다. 그러므로 투명전도체 소재 개발에 있어서 가장 중요한 연구과제는 Indium Tin Oxide(ITO)의 단점을 개선시키고 안정된 고농도의 In-Zn-Sn-O(ITZO) 박막을 성장시키는 것이다. 본 연구에서는 RF스퍼터링법에 의하여 Si wafer에 In-Zn-Sn-O(IZTO)를 $350{\AA}$ 만큼 증착시키고, 1시간 동안 $300^{\circ}C$, $350^{\circ}C$, $400^{\circ}C$로 각각 열처리 하였다. 박막의 전자적, 광학적 특성은 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy), REELS(Reflection Electron Energy Loss Spectroscopy)를 이용하여 연구하였다. XPS측정결과, ITZO박막은 In-O, Sn-O and Zn-O의 결합을 가지고 있고, 박막의 열처리를 통해 $400^{\circ}C$에서 Zn2p의 피크가 가장 크게 나타나는 반면 In3d와 Sn3d는 열처리를 했을 때가 Room Temperature에서 보다 피크가 작아지는 것을 확인하였다. 이는 $400^{\circ}C$에서 Zn가 표면에 편석됨을 나타낸다. 그리고 REELS를 이용해 Ep=1500 eV에서의 밴드갭을 얻어보면, 밴드갭은 $3.25{\pm}0.05eV$로 온도에 크게 변화하지 않았다. 또한 QUEELS -Simulation에 의한 광학적 특성 분석 결과, 가시광선영역인 380nm~780nm에서의 투과율이 83%이상으로 투명전자소자로의 응용이 가능하다는 것을 보여주었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제31권3호
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• pp.17-21
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• 2013

Sn whiskers are one of the serious causes of the failure of electronics. Sn whiskers grow spontaneously from Sn-based, lead-free finished surfaces, even at room temperature. A primary factor of these Sn whiskers growth is compressive stress, which enhances the diffusion of Sn or other elements. The sources of compressive stress are the growth of non-uniform large intermetallic compounds along the interface between the Sn grain boundary and Cu substrate. Recent studies revealed the methods for reducing Sn whisker growth. This paper gives an overview about recent researches for mitigation methods of Sn whisker growth during nearly room temperature storage.

• 한국재료학회지
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• 제13권8호
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• pp.531-536
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• 2003

The electromagnetic properties and microstructures of the ferrites based on ($Ni_{0.2}$ $Cu_{0.2}$ $Zn_{0.6}$)$_{1.085}$($Fe_2$$O_3$)$_{0.915}$ were investigated by changing the amount of additive SnO$_2$and CaO and the sintering temperatures. Addition of $SnO_2$caused pores in the specimen. There was no variation of grain size by changing the amount of additives. Total loss was reduced when ($Ni_{0.2} $Cu_{0.2}$ $Zn_{ 0.6}$)$_{1.085}$ ($Fe_2$$O_3$)$_{0.915}$ composition was sintered at $1150^{\circ}C$ rather than $1300^{\circ}C$. Addition of CaO was useful to reduce the total loss because it increased the sintering density. The lowest total loss was obtained when 0.06 wt% $SnO_2$and 0.4 wt% CaO were added at the same time.