• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.439-439
• /
• 2011

기존의 고온에서 제작되는 TiO2 나노 입자를 이용한 염료감응형 태양전지를 저온에서 제작하기 위해 전자 이동층으로 ZnO 나노 입자를 사용하여, 저온($200^{\circ}C$)에서 염료감응태양전지(DSSC)를 제작하였다[1,2]. 상대전극(counter electrode)으로는 RF magnetron sputtering을 사용하여 ITO/glass위에 Pt를 증착하여 태양전지의 특성을 측정하였다. $180^{\circ}C$ 이상에서 hydropolymer가 증발되는 것을 이용하여, ZnO 나노입자와 hydropolymer 혼합한 paste 제작하여 소결 후 ZnO 나노입자 사이에 다공성을 생성시켜 Dye가 잘 침투하여 ZnO 나노입자 표면에 잘 흡착 되도록 하였다[3]. 20 nm 및 60 nm 크기의 ZnO 나노 입자를 사용하여 실험 해본 결과, 20 nm에 비하여 60 nm ZnO 나노입자의 경우 IPCE 값이 약 7% 정도로 높은 전환효율 값을 보였다. 60 nm ZnO 나노입자를 전자 수송층으로 사용한 DSSC 소자에서 단위면적당 흐르는 전류(Jsc), 전압 (Voc), fill factor (ff), 그리고 효율(${\eta}$)의 최대값은 4.93 mA/$cm^2$, 0.56V, 0.40, and 1.12%, 로 보였다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• v.13 no.6
• /
• pp.305-309
• /
• 2012

In this study, ZnO nanorods and $SnO_2$-CuO heterogeneous oxide were grown on membrane-type gas sensor platforms and the sensing characteristics for carbon monoxide (CO) were studied. Diaphragm-type gas sensor platforms with built-in Pt micro-heaters were made using a conventional bulk micromachining method. ZnO nanorods were grown from ZnO seed layers using the hydrothermal method, and the average diameter and length of the nanorods were adjusted by changing the concentration of the precursor. Thereafter, $SnO_2$-CuO heterogeneous oxide thin films were grown from evaporated Sn and Cu thin films. The average diameters of the ZnO nanorods obtained by changing the concentration of the precursor were between 30 and 200 nm and the ZnO nanorods showed a sensitivity value of 21% at a working temperature of $350^{\circ}C$ and a carbon monoxide concentration of 100 ppm. The $SnO_2$-CuO heterogeneous oxide thin films showed a sensitivity value of 18% at a working temperature of $200^{\circ}C$ and a carbon monoxide concentration of 100 ppm.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.08a
• /
• pp.379-379
• /
• 2011

차세대 저항메모리(resistive switching random access memory; ReRAM)의 개발을 위해 다양한 산화 물질들의 저항 변화 특성이 연구되고 있다. 본 연구에서는 저항 변화 물질로 잘 알려진 ZnO 박막을 이용하여 저항 변화 특성을 평가하였다. ZnO 박막은 Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판 위에 스퍼터링 시스템을 이용하여 약 50 nm 두께로 증착되었다. 증착된 박막 위에 전극을 evaporator를 이용하여 패턴닝함으로써 전극-반도체-전극 구조의 소자를 만들고 이의 전기적 특성을 평가하였다. Compliance current를 설정하여 저항 변화 특성을 측정한 결과 가해진 전압의 극성에 관계 없이 저항이 변화하는, dielectric breakdown에 의해 박막내 전도성 필라멘트라 불리는 전도성 길이 생성되었다가 joule-heating에 의해 필라멘트가 파열되는, 전형적인 unipolar 저항 변화특성이 나타났다. 다기능성 소자 개발을 위해 위 소자 구조를 투명한 고분자 기판위에 형성하고 표면에 초발수성 ZnO 나노막대 구조를 합성하였다. 그 결과 투명하면서 유연하고, 수분에도 안정적인 다기능성 저항 변화 소자 특성을 평가할 수 있었다. 본 결과를 바탕으로 필라멘트 이론에 기초한 저항 변화 메커니즘을 설명하는 모델이 제시되었다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.45 no.3
• /
• pp.139-141
• /
• 2008

The piezoelectric properties of tetragonal 0.88Pb$(Zn_{1/3}Nb_{2/3)O_3-0.12PbTiO_3$ single crystals are characterized along the <111> direction, which composed the engineering domain configuration in the tetragonal phase. The <111>-oriented crystal possessed smaller $d_{33}$ values compared to the crystal along the <001> spontaneous polarization direction. Based on phenomenological theory, it is shown that the engineering domain configuration does not enhance the piezoelectric constant in tetragonal 0.88Pb$(Zn_{1/3}Nb_{2/3)O_3-0.12PbTiO_3$ single crystals. In addition, the electrostrictive coefficients of $Q_{12}=-0.03706m^4/C^2,\;Q_{11}=0.10765m^4/C^2,\;and\;Q_{44}=0.02020m^4/C^2$ of tetragonal 0.88PZN-0.12PT single crystals were calculated.

• Journal of Sensor Science and Technology
• /
• v.22 no.6
• /
• pp.444-449
• /
• 2013

ZnO-based ethanol gas sensors were fabricated by the painting method and their electrical and ethanol gas sensing characteristics were investigated. The ZnO-Pt (1 wt.%) film heat treated at $400^{\circ}C$, for 2 hrs. in air showed the highest sensitivity to ethanol gas in air at an operating temperature of $250^{\circ}C$ The sensitivity of the gas sensors to 1000 ppm ethanol in air at $250^{\circ}C$ was 8.7 and rising time and falling time of the gas sensors were 3.12 minutes and 25 minutes, respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2014.02a
• /
• pp.282.2-282.2
• /
• 2014

Cr의 함량과 주입 가스의 유량 비율을 변화하여 ZnCrO 박막의 구조적 특성에 미치는 영향과 그것이 자기적 특성에 관여하는 상관관계 등에 관하여 조사하였다. ZnCrO 박막을 Pt/Ti/Al2O3 기판 위에 Sputter법으로 증착하였으며, 이 때 양질의 ZnCrO 박막을 제작하기 위하여 산소 분압 변화에 따른 박막의 표면 및 구조적 특성을 관찰하였다. 아르곤과 산소 분압이 1 : 1 (Ar : O2=15 sccm : 15 sccm) 이었을 경우, 가장 매끄러운 표면을 갖고 또한 구조적으로도 안정된 ZnCrO 박막을 얻을 수 있었다. 동일한 조건에서 Cr 함량을 변화시켜 본 결과, Cr 함량이 작아질수록 자기적 특성이 향상되는 것이 관측되었다. 즉, Cr의 함량이 감소할수록 Cr 입자 1개 당 유효 자화도가 증가하는 것이 관측되었는데, 이러한 결과는 Cr 함량 변화에 따는 ZnCrO 박막의 결정 자기이방성 변화에 따른 것이다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
• /
• v.19 no.9
• /
• pp.883-887
• /
• 2006

In order to attain high-rate deposition of Mn-Zn ferrite thin film for soft magnetic underlayer in perpendicular magnetic recording media, a reactive sputtering using powder-metal targets under the mixture gas of Ar and $O_{2}$ was performed. It was succeeded that Mn-Zn ferrite films with (111) crystal orientation were deposited on Pt(111) underlayer without any annealing process. The film revealed 3.4 kG of 4 ${\pi}Ms$, 70 Oe of coercivity. The deposition rate of the new method was 16 times as high as that of the conventional method using ferrite target.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.20 no.9
• /
• pp.483-487
• /
• 2010

To fabricate $TiO_2$ nanoparticle-based dye sensitized solar cells (DSSCs) at a low-temperature, DSSCs were fabricated using hydropolymer and ZnO nanoparticles composites for the electron transport layer around a low-temperature ($200^{\circ}C$). ZnO nanoparticle with 20 nm and 60 nm diameter were used and Pt was deposited as a counter electrode on ITO/glass using an RF magnetron sputtering. We investigate the effect of ZnO nanoparticle concentration in hydropolymer and ZnO nanoparticle solution on the photoconversion performance of the low temperature fabricated ($200^{\circ}C$) DSSCs. Using cis-bis(isothiocyanato)bis(2,20 bipyridy1-4,40 dicarboxylato) ruthenium (II) bis-tetrabutylammonium (N719) dye as a sensitizer, the corresponding device performance and photo-physical characteristics are investigated through conventional physical characterization techniques. The effect of thickness of the ZnO photoelectrode and the morphology of the ZnO nanoparticles with the variations of hydropolymer to ZnO ratio on the photoconversion performance are also investigated. The morphology of the ZnO layer after sintering was examined using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM). 60 nm ZnO nanoparticle DSSCs showed an incident photon-to-current conversion efficiency (IPCE) value of about 7% higher than that of 20 nm ZnO nanoparticle DSSCs. The maximum parameters of the short circuit current density ($J_{sc}$), the open circuit potential ($V_{oc}$), fill factor (ff), and efficiency ($\eta$) in the 60 nm ZnO nanoparticle-based DSSC devices were 4.93 mA/$cm^2$, 0.56V, 0.40, and 1.12%, respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.08a
• /
• pp.210.1-210.1
• /
• 2013

ZnO는 태양전지의 투명전극 및 윈도우 물질로 그 동안 광범위하게 사용되어 왔다. 하지만 태양광의 효율 증가를 위하여서는 가시광 영역뿐만 아니라 자외선 및 적외선 영역을 이용할 필요가 있다. 또한 금속 산화물 반도체 나노 입자는 크기를 조절하여 흡수하는 태양광의 파장 영역을 조절할 수 있고 이를 이용하여 이종구조를 사지는 고효율의 태양전지를 구현할 수 있다. 본 연구에서는 3.4 eV의 에너지 밴드갭을 가지는 ZnO박막내에 밴드갭을 조절 할 수 있는 금속 산화물 나노입자를 삽입하여 광학적, 전기적 특성을 연구하였다. ZnO 박막을 증착하기 전 유리 및 사파이어 기판에 스퍼터를 사용하여 Pt금속전극을 형성한 이후, ZnO 박막을 $1{\times}10^{-10}$ Torr의 기본 진공도를 유지하는 초고진공 스퍼터를 사용하여 100 nm 두께로 증착 하였다. 금속 산화물 나노 입자를 제작 하기 위하여, ZnO 박막에 열증착 장비(thermal evaporator)를 사용하여 In 나노 입자를 10 nm 이하의 크기로 제작 하였다. 그 상부에 초고진공 스퍼터 와 열증착 장비를 사용하여 ZnO 박막 및 In 나노 입자를 순차적으로 증착하여 수백 nm 두께의 ZnO 박막을 제작한다. ZnO 박막 내부에 형성된 In 양자점은 ZnO 증착공정 중에 산화되어 $In_2O_3$ 의 산화물 나노 입자로 형성되며, 내부의 구조는 투과전자 현미경을 사용하여 확인 하였다. 제작된 금속 산화물 나노입자가 포함된 ZnO 박막의 광학적 특성을 photoluminescence, UV-Vis spectroscopy, ellipsometry를 통하여 확인 하였으며, solar simulator와 전류-전압 특정 장비를 사용하여 전기적 특성을 분석 하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.70-70
• /
• 2011

차세대 저항 메모리로 활용 가능한 ZnO 박막의 저항 변화 특성을 평가하였다. ZnO 박막은 Pt/Ti/SiO2/Si 기판 위에 스퍼터링 시스템을 이용하여 약 50nm 두께로 증착되었다. 증착된 박막에 전극을 evaporator를 이용하여 패턴닝 함으로써 전극-반도체-전극 구조의 소자를 만들고 전기적 특성을 평가하였다. 비교적 높은 compliance current (이하Icomp)를 설정한 경우 unipolar 저항 변화특성을 나타낸 데 비해 비교적 낮은 Icomp를 설정한 경우 bipolar 저항 변화특성을 나타내었다. 두 서로 다른 저항 변화 특성은 100cycle 이상 안정적으로 재현성 있게 나타났으며 이때의 저항비는 약 $10^3$ 정도를 나타냈다. 본 결과를 바탕으로 필라멘트 이론에 기초한 저항 변화 메커니즘을 설명하는 모델이 제시되었다.