Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2016.02a
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pp.371.1-371.1
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2016
다양한 물질계의 2차원 나노구조는 그래핀과 함께 그 고유특성으로 최근 광전소자, 전자소자, 센서, 에너지 생성 및 저장과 수소에너지 생성 등의 응용으로 매우 많은 관심을 받고 있다. 특히 층상이중수산화물 (layered-double hydroxide; LDH) 2차원 나노구조는 생성의 용이성과 층상 내 금속 이온의 교환을 통한 특성의 자유로운 제어가 가능하므로 많은 관심을 받고 있다. 층상이중수산화물 화합물은 [Zn(1-x) MIII(x)(OH)2][$An-x/n{\cdot}mH2O$] (MIII = Al, Cr, Ga; An- = CO32-, Cl-, NO3-, CH3COO-) 구조로써, Brucite-type 구조 내에서 3가 양이온의 상태에 따라서 다양한 특성을 제어할 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점으로 인해 층상이중수산화물 화합물은 촉매나, 에너지 저장, 음이온 교환 및 흡착, 화학적 촉매, 바이오 소자 등에 응용이 연구되고 있으며, 다양한 금속 산화물을 제조하기 위한 중간자 precursor로써도 연구되고 있다. 하지만, 이러한 대부분의 연구들을 통한 결과물들이 분말 및 수용액 상태로 남게 되며, 이러한 화합물의 특성을 제어하기 어려운 문제점이 있다. 더욱이 이러한 나노구조물들을 다양한 소자로 응용하기 위해서는 상용의 실리콘이나 glass 등의 기판형태의 물질상에 성장시킬 수 있어야 하며, 그러한 기판 위에서의 형상 및 특성 제어가 용이해야 한다. 따라서 본 연구에서는 실리콘 기판을 적용한 Zn기반의 층상이중 수산화물 화합물을 성장하고, 하부물질의 조성제어를 통한 층상이중수산화물 화합물의 형상제어가 가능한 기술에 관한 연구를 보고하고자 한다. 이를 위한 하부물질의 조성은 Zn와 Al을 통해 이루어지며, 기형성된 Al2O3박막을 핵형성층으로 활용한다. 이러한 방법으로 형성된 층상이중수산화물 화합물에 대해 이차전자주사현미경, 투과전자현미경 및 X-ray회절기법을 통해 구조분석을 하고, Raman 및 광발광스펙트럼 분석을 통해 광학적 분석을 시행함으로써, 층상이중수산화물이 기판상에서 형성되는 메커니즘에 관한 규명을 시행하였다. 이러한 분석연구를 통해 핵형성층의 에칭 따라 실리콘 기판상에서 성장하는 층상이 중수산화물 화합물의 형상 및 조성이 제어되는 메커니즘을 구명하였다.
Kim, Dong-Chan;Lee, Ju-Ho;Bae, Yeong-Suk;Jo, Hyeong-Gyun;Lee, Jeong-Yong
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2009.11a
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pp.22-22
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2009
최근 산화물 반도체와 나노소자 대한 관심이 날로 높아지고 있는 가운데 산화아연(ZnO) 나노구조를 이용한 나노소자 제작이 많이 연구되고 있다. 산화아연은 c축으로 우선 배향성을 가지는 우르짜이트 구조로써, 나노선 성장이 다른 산화물에 비해 용이하고 그 물리적, 화학적 특성이 안정 무수하다. 이러한 산화아연 나노선 제작법 가운데, 유기금속화학기상증착법은 다른 성장법에 비해 결정학적 광학적 특성이 우수하고 성장속도가 빨라 고품질 나노선 성장에 용이한 장비로 각광받고 있다. 하지만 bottom-up 공정을 기반으로 한 나노소자제작에서 몇 가지 문제점을 가지고 있다. 1) 수직형 대면적 성장, 2) 나노선 밀도 조절의 어려움, 3) 기판과의 계면층에 자발적으로 생성되는 계면층의 제거, 4) 고온성장시 precursor의 증발 문제 등이 그것이다. 본인은 이러한 문제점을 해결하기 위해 산화아연 나노구조 성장 시, 마그네슘(Mg)을 도입하여, 각 원소의 함량 분포 정도에 따라 기판 표면에 30nm 두께 미만의 상분리층(단결정+비정질층)을 자발적으로 형성시켰다. 성장이 진행됨에 따라, 아연이 rich한 단결정 층에서는 나노선이 선택적으로 성장하게 하였고, 마그네슘이 rich한 비정질 층에서는 성장이 이루어지지 않게 하였다. 따라서 산화아연이 증발되는 온도영역에서 10nm 이하 직경을 가지는 나노선을 자발적으로 계면층 없이 수직 성장하였다. 또한, 표면의 단결정, 비정질의 사이즈를 Mg 함량으로 적절히 조절한 결과, 산화아연계 나노월 구조성장이 가능하였다.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2000.02a
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pp.80-80
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2000
Surface acoustic wave (SAW) devices have become more important as mobile telecommunication systems need h호-frrequency, low-loss, and down-sized components. Higher-frequency SAW divices can be more sasily realized by developing new h호-SAW-velocity materials. The ZnO/diamond/Si multilasyer structure is one of the most promising material components for GHz-band SAW filters because of its SAW velocity above 10,000 m/sec. Silicon carbide is also a potential candidate material for high frequency, high power and radiation resistive electronic devices due to its superior mechanical, thermal and electronic properties. However, high price of commercialized 6- or 4H-SiC single crystalline wafer is an obstacle to apply SiC to high frequency SAW devices. In this study, single crystalline 3C-SiC thin films were grown on Si (100) by MOCVD using bis-trimethylsilymethane (BTMSM, C7H20Si7) organosilicon precursor. The 3C-SiC film properties were investigated using SEM, TEM, and high resolution XRD. The FWHM of 3C-SiC (200) peak was obtained 0.37 degree. To investigate the SAW propagation characteristics of the 3C-SiC films, SAW filters were fabricated using interdigital transducer electrodes on the top of ZnO/3C-SiC/Si(100), which were used to excite surface acoustic waves. SAW velocities were calculated from the frequency-response measurements of SAW filters. A generalized SAW mode. The hard 3C-SiC thin films stiffened Si substrate so that the velocities of fundamental and the 1st mode increased up to 5,100 m/s and 9,140 m/s, respectively.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.30
no.7
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pp.432-436
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2017
IZO transistors with $Al_2O_3$ as gate dielectrics have been investigated. To improve permittivity in an ambient dielectric layer, we grew $Al_2O_3$ by atomic layer deposition directly onto the substrates. Then, we prepared IZO semiconductor solutions with 0.1 M indium nitrate hydrate [$In(NO_3)_3{\cdot}xH_2O$] and 0.1 M zinc acetate dehydrate [$Zn(CH_3COO)_2{\cdot}2H_2O$] as precursor solutions; the IZO solution made with a molar ratio of 7:3 was then prepared. It has been found that these oxide transistors exhibit low operating voltage, good turn-on voltage, and an average field-effect mobility of $0.90cm^2/Vs$ in ambient conditions. Studies of low-voltage driving of IZO transistors with atomic layer-deposited high-k $Al_2O_3$ as gate dielectric provide data of relevance for the potential use of these materials and this technology in transparent display devices and displays.
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.23
no.6
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pp.302-308
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2013
In this study, we report the synthesis and characteristics of gallium oxide ($Ga_2O_3$) nanoparticles prepared by the polymerized complex method. $Ga_2O_3$ nanoparticles were synthesized using $Ga(NO_3)_3$, ethylene glycol, and citric acid as the starting materials at a low temperature of $500{\sim}800^{\circ}C$. The temperature of the weight reduction by the loss of organic precursor was revealed using TG-DTA analysis. The crystal structural change of $Ga_2O_3$ nanoparticles by the annealing process was investigated by XRD analysis. The morphologies and the size distributions of $Ga_2O_3$ nanoparticles were analyzed using SEM.
Yang, Si Woo;Lee, Seung Ho;Lim, Dae Ho;Yoo, Dong Jun;Kang, Yong
Korean Chemical Engineering Research
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v.54
no.3
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pp.299-304
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2016
Characteristics of self-propagating reaction for the preparation of ZnO powder from precursors composed of nitrate and citrate compounds were examined. The ratio of C/N was maintained in range of 0.7~0.8 to initiate the self-propagating reaction between the reducing citrate and oxidizing nitrate groups. The samples were decomposed thermally by using TGA. The sudden decomposition occurred in the range of X > 0.5 in a very short time with a very sharp decrease of mass, indicating that the self-propagating reaction would occur. Friedman, Ozawa-Flynn-Wall and Vyazovkin methods were employed to predict the activation energy, reaction order and frequency factor of the reaction rate in the rate determining step of X < 0.5 range. The activation energy increased with increasing fractional conversion in the range of 46~130 (kJ/min). The reaction order decreased in the range of 2.9~0.9, while the frequency factor increased in the range of 85~278 ($min^{-1}$), respectively, with increasing the rate of temperature increase.
Jo, Eunjin;Gang, Myeng Gil;Shin, hyeong ho;Yun, Jae Ho;Moon, Jong-ha;Kim, Jin Hyeok
Current Photovoltaic Research
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v.5
no.1
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pp.20-24
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2017
Recently, three-dimensional (3D) light harvesting structures are highly attracted because of their high light harvesting capacity and charge collection efficiencies. In this study, we have fabricated $Cu_2ZnSn(S_xSe_{1-x})_4$ based 3D thin film solar cells on PR patterned Molybdenum (Mo) substrates using photolithography technique. Specifically, Mo patterns were deposited on PR patterned Mo substrates by sputtering and the thin Cu-Zn-Sn stacked layer was deposited over this Mo patterns by sputtering technique. The stacked Zn-Sn-Cu precursor thin films were sulfo-selenized to form CZTSSe pattern. Finally, CZTSSe absorbers were coated with thin CdS layer using chemical bath deposition and ZnO window layer was deposited over CZTSSe/CdS using DC sputtering technique. Fabricated 3-D solar cells were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF) analysis, Field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) to study their structural, compositional and morphological properties, respectively. The 3% efficiency is achieved for this kind of solar cell. Further efforts will be carried out to improve the performance of solar cell through various optimizations.
Journal of the Korean Applied Science and Technology
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v.33
no.4
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pp.734-740
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2016
The micron-sized indium zinc tin oxide (IZTO) particles were prepared by spray pyrolysis from aqueous precursor solution for indium, zinc, and tin and organic additives such as citric acid (CA) and ethylene glycol (EG) were added to aqueous precursor solution for indium, zinc, and tin. The obtained IZTO particles prepared by spray pyrolysis from the aqueous solution without organic additives had spherical and filled morphologies, whereas the IZTO particles obtained with organic additives had more hollow and porous morphologies. The micron-sized IZTO particles with organic additives were changed fully to nano-sized IZTO particles, whereas the micron-sized IZTO particles without organic additives were not changed fully to nano-sized IZTO particle after post-treatment at $700^{\circ}C$ for 2 hours and wet-ball milling for 24 hours. Surface resistances of micron-sized IZTO's before post-heat treatment and wet-ball milling were much higher than those of nano-sized IZTO's after post-heat treatment and wet-ball milling. From IZTO with composition of 80 wt. % $In_2O_3$, 10 wt. % ZnO, and 10 wt. % $SnO_2$ which showed a smallest surface resistance IZTO after post-heat treatment and wet-ball milling, thin films were deposited on glass substrates by pulsed DC magnetron sputtering, and the electrical and optical properties were investigated.
Bang, Byoung Man;Park, No-Kuk;Han, Gi Bo;Yoon, Suk Hoon;Lee, Tae Jin
Korean Chemical Engineering Research
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v.45
no.6
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pp.566-572
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2007
Two hybrid catalysts for the direct synthesis of DME were prepared and the catalytic activity of these catalysts were investigated. The hybrid catalyst for the direct synthesis of DME was composed as the catalytic active components of methanol synthesis and dehydration. The methanol synthesis catalyst was formed from the precursor contained Cu and Zn, the methanol dehydration catalyst was used ${\gamma}-Al_2O_3$. As PM-CZ+D and CP-CZA/D, Two hybrid catalysts were prepared by physical mixing method (PM-CZ+D) and precipitation method (CP-CZA/D), respectively. PM-CZ+D was prepared by physically mixing methanol synthesis catalyst and methanol dehydration catalyst, CP-CZA/D was prepared by depositing Cu-Zn or Cu-Zn-Al components on ${\gamma}-Al_2O_3$. The crystallinity and the surface morphology of synthesized catalyst were analyzed by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM) to investigate the physical property of prepared catalyst. And BET surface area by $N_2$ adsorption and the surface area of Cu by $N_2O$ chemisorption were investigated about the hybrid catalysts. In addition, catalytic activity of these hybrid catalysts was examined with varying reaction conditions. At that time, the reaction temperature of $250{\sim}290^{\circ}C$, the reaction pressure of 50~70 atm, the $[H_2]/[CO]$ mole ratio of 0.5~2.0 and the space velocity of $1,500{\sim}6,000h^{-1}$ were investigated the catalytic activity. From these results, it was confirmed that the reactivity of CP-CZA/D was higher than that of PM-CZ+D. When the conditions of reaction temperature, pressure, $[H_2]/[CO]$ ratio and space velocity were $260^{\circ}C$, 50 atm and 1.0, $3,000h^{-1}$ respectively, CO conversion using CP-CZA/D hybrid catalyst was 72% and the CO conversion of CP-CZA/D was more than 20% compared with the CO conversion of PM-CZ+D. It was known that Cu surface area of CP-CZA/D hybrid catalyst was higher than that of hybrid PM-CZ+D catalyst using $N_2O$ chemisorption. It was assumed that the catalytic activity was improved because Cu particle of hybrid catalyst prepared by precipitation method was well dispersed.
Nickel substituted cobalt-zinc ferrite nanoparticles with composition Co0.5Zn0.5NixFe2-xO4 (x = 0.25, 0.5, 0.75, 1.0) were synthesized using a wet chemical method named citrate precursor method. Various characterizations of the prepared nanoferrites were done using X-ray powder diffractometry (XRD), Scanning electron microscopy (SEM), UV visible spectroscopy and Fourier transform spectroscopy technique (FT-IR). XRD confirmed the formation of cubic spinel structure of the samples with single phase having one characteristic peak at (311). The value of optical band gap (Eg) was found to decrease with Ni substitution and have values in the range 2.30eV to 1.69eV. A Fenton-type system was created by photocatalytic activity using source of visible light for removal of methylene blue dye. Observations revealed increase in the degradation of methylene blue dye with increasing nickel content in the samples. The degradation percentage was increased from 77.32% for x = 0.25 to 90.16% for x = 1.0 in one hour under the irradiation of visible light. Also, the degradation process was found to have pseudo first order kinetics model. Hence, it can be observed that synthesized nickel doped cobalt-zinc ferrites have good capability for water purification and its degradation efficiency enhanced with increase in nickel concentration.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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