• 한국진공학회지
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• 제1권1호
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• pp.43-49
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• 1992

표면구조 분석장치의 하나인 RHEED(Reflection High Energy Electron Diffraction) 장치를 설계.제작하였다. 전자선의 에너지는 0에서 20keV까지 연속가변이 가능하도록 하였 으며 전자선의 접속은 자기렌즈를 이용하였다. 이 장치를 본 연구실에서 제작한 초고진공용 기에 장착하여 K, Cs/Si(111)계의 표면구조를 분석하였다. 깨끗한 Si(111)7 $\times$ 7 표면을 가 지는 기판의 온도를 상온 및 20$0^{\circ}C$ ~ $700^{\circ}C$에서 K와 Cs를 증착시켰을 때 변화하는 표면 구조를 RHEED로 관찰하였다. K의 경우, 상온에서 Si(111)7 $\times$ 7-K, $300^{\circ}C$~$550^{\circ}C$에서 3 $\times$ 1 및 $550^{\circ}C$ 이상에서 1 $\times$ 1 구조가 관측되었고, Cs의 경우는 상온에서 $250^{\circ}C$까지는 1 $\times$ 1, $300^{\circ}C$에서 $\sqrt{3}{\times}\sqrt{3}$, $350^{\circ}C{\sim}400^{\circ}C$에서 $\sqrt{3}{\times}\sqrt{3}+3{\times}1$ 구조가 관측되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.347-347
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• 2012

Nickel Oxide (NiO) is a transition metal oxide of the rock salt structure that has a wide band gap of 3.5 eV. It has a variety of specialized applications due to its excellent chemical stability, optical, electrical and magnetic properties. In this study, we concentrated on the application of NiO thin film for transparent conducting oxide. The energy band structure, electronic and optical properties of Nickel Oxide (NiO) thin films grown on Si by using electron beam evaporation were investigated by X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Reflection Electron Energy Loss Spectroscopy (REELS), and UV-Spectrometer. The band gap of NiO thin films determined by REELS spectra was 3.53 eV for the primary energies of 1.5 keV. The valence-band offset (VBO) of NiO thin films investigated by XPS was 3.88 eV and the conduction-band offset (CBO) was 1.59 eV. The UV-spectra analysis showed that the optical transmittance of the NiO thin film was 84% in the visible light region within an error of ${\pm}1%$ and the optical band gap for indirect band gap was 3.53 eV which is well agreement with estimated by REELS. The dielectric function was determined using the REELS spectra in conjunction with the Quantitative Analysis of Electron Energy Loss Spectra (QUEELS)-${\varepsilon}({\kappa},{\omega})$-REELS software. The Energy Loss Function (ELF) appeared at 4.8, 8.2, 22.5, 38.6, and 67.0 eV. The results are in good agreement with the previous study [1]. The transmission coefficient of NiO thin films calculated by QUEELS-REELS was 85% in the visible region, we confirmed that the optical transmittance values obtained with UV-Spectrometer is the same as that of estimated from QUEELS-${\varepsilon}({\kappa},{\omega})$-REELS within uncertainty. The inelastic mean free path (IMFP) estimated from QUEELS-${\varepsilon}({\kappa},{\omega})$-REELS is consistent with the IMFP values determined by the Tanuma-Powell Penn (TPP2M) formula [2]. Our results showed that the IMFP of NiO thin films was increased with increasing primary energies. The quantitative analysis of REELS provides us with a straightforward way to determine the electronic and optical properties of transparent thin film materials.

• 한국재료학회지
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• 제10권4호
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• pp.290-294
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• 2000

ZnS:Mn TFEL device를 전자선 진공증착법으로 제작하여 전기광학적 특성에 관하여 조사하였다. $Ta_2O_5$ 박막의 산소 결핍에 따른 정전용량을 측정하기 위하여 산소분위기에서 열처리에 따른 AES(Auger electron spectroscopy)와 C-F를 측정하였다. 제작한 EL 소자의 전기장 발광 파장은 550~650nm 였으며 이것은 $Mn^{2+}$ 이온의 $3d^5$ 여기준위인 $^4T_1(^4G)$ 에서 $3d^5$ 기저준위인 $^6A_1(^S)$로의 내각전자전이 피크이다. 열처리를 수행하지 않은 $Ta_2O^5$를 절연층으로 사용한 EL 소자의 발광시작전압은 24~28V이고 색도 좌표값 X=0.5151, Y=0.4202인 황등색 발광을 하였다. $Ta_2O_5$를 절연층으로 사용한 소자가 저전압에서 구동이 가능하므로 EL 소자의 실용화가 기대된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제23권8호
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• pp.655-659
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• 2010

Nanoporous titanium dioxide ($TiO_2$) is very attractive material for various applications due to the high surface to volume ratio. In this study, we have fabricated nanoporous $TiO_2$ thin films on Si by anodic oxidation. 500-nm-thick titanium (Ti) films were deposited on Si by using electron beam evaporation. Nanoporous structures in the Ti films were obtained by anodic oxidization using ethylene glycol electrolytes containing 0.3 wt% $NH_4F$ and 2 vol% $H_2O$ under an applied bias of 5 V. The diameter of nanopores in the Ti films linearly increased with anodization time and the whole Ti layer could become nanoporous after anodizing for 3 hours, resulting in vertically aligned nanotubes with the length of 200~300 nm and the diameter of 50~80 nm. Upon annealing at $600^{\circ}C$ in air, the anodized Ti films were fully crystallized to $TiO_2$ of rutile and anatase phases. We believe that our method to fabricate nanoporous $TiO_2$ films on Si is promising for applications to thin-film gas sensors and thin-film photovoltaics.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.310-313
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• 2000

In this study, the Au/Ni and Au/Ni/Si/Ni layers prepared by electron beam evaporation were used to form ohmic contacts on p-type GaN. Before rapid thermal annealing, the current-voltage(I-V) characteristic of Au/Ni and Au/Ni/Si/Ni contact on p-type GaN film shows non-ohmic behavior. A Specific contact resistance as 3.4$\times$10$^{-4}$ Ω-$\textrm{cm}^2$ was obtained after 45$0^{\circ}C$-RTA. The Schottky barrier height reduction may be attributed to the presence of Ga-Ni and Ga-Au compounds, such as Ga$_4$Ni$_3$, Ga$_4$Ni$_3$, and GaAu$_2$ at the metal - semiconductor interface. The mixing behaviors of both Ni and Au have been studied by using X-ray photoelectron spectroscopy. In addition, X-ray diffraction measurements indicate that the Ni$_3$N, NiGa$_4$, Ni$_2$Si, and Ni$_3$Si$_2$ Compounds were formed at the metal-semiconductor interface.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.181.1-181.1
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• 2015

용액 공정을 이용한 Resistive random access memory (ReRAM)은 간단한 공정 과정, 대면적화, 저렴한 가격 등의 장점으로 인해 큰 관심을 받고 있으며, HfOx, TiOx, AlOx 등의 산화물이 ReRAM 절연 막으로 주로 연구되고 있다. 더 나아가 최근에는 organic 물질을 메모리 소자로 사용한 연구가 보고되고 있다. 이는 경제적이며, wearable 또는 flexible system에 적용이 용이하다. 그럼에도 불구하고, organic 물질을 갖는 메모리 소자는 기존의 산화물 소자에 비해 열에 취약하며 전기적인 특성과 신뢰성이 우수하지 못하다는 단점을 가지고 있다. 이를 위한 방안으로 본 연구에서는 AlOx - polymethylmethacrylate (PMMA) blended thin film ReRAM을 제안하였다. 이는 organic물질의 전기적 특성을 개선시킬 뿐 아니라, inorganic 물질을 wearable 소자에 적용했을 때 발생하는 crack과 같은 기계적 물리적 결함을 해결할 수 있는 새로운 방법이다. 먼저, P-type Si 위에 습식산화를 통하여 SiO2 300 nm 성장시킨 기판을 사용하여 electron beam evaporation으로 10 nm의 Ti, 100 nm의 Pt 층을 차례로 증착하였다. 그리고 PMMA 용액과 AlOx 용액을 초음파를 이용하여 혼합한 뒤, 이 용액을 Pt 하부 전극 상에서 spin coating방법으로 1000 rpm 10초, 5000 rpm 30초의 조건으로 증착하였다. Solvent 및 불순물 제거를 위하여 150, 180, $210^{\circ}C$의 온도로 30 분 동안 열처리를 진행하였고, shadow mask를 이용하여 상부 전극인 Ti를 sputtering 방식으로 100 nm 증착하였다. 150, 180, $210^{\circ}C$로 각각 열처리한 AlOx - PMMA blended ReRAM의 전기적 특성은 HP 4156B semiconductor parameter analyzer를 이용하여 측정하였다. 측정 결과 제작된 소자 전부에서 2 V이하의 낮은 동작전압, 안정된 DC endurance (>150cycles), 102 이상의 높은 on/off ratio를 확인하였고, 그 중 $180^{\circ}C$에서 열처리한 ReRAM은 더 높은 on/off ratio를 갖는 것을 확인하였다. 결론적으로 baking 온도를 최적화하였으며 AlOx - PMMA blended film ReRAM의 우수한 메모리 특성을 확인하였다. AlOx-PMMA blended film ReRAM은 organic과 inorganic의 장점을 갖는 wearable 및 system용 비휘발성 메모리소자에 적용이 가능한 경제적인 기술로 판단된다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2009년도 동계학술발표회 논문집
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• pp.133-134
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• 2009

Cold temperature development (CTD) of electron beam (EB) patterned resists and subsequent dry etching were investigated for fabrication of nano-patterned Niobium (Nb). Bulky Nb fims on GaAs substrates were deposited with EB evaporation. Line patterns on Nb cathode were fabricated by EB patterning and reactive ion etching (RIE). Size deviations of nano-sized line patterns from CAD designed patterns are dependent on the EB total exposure, but it can be improved by CTD of EB-exposed resist. Line patterns of 10 to 300 nm widths of EB-exposed resist patterns were drawn under various exposure conditions of $0.2{\mu}s$/dot (total 240,000 dot) with a constant current (50 pA). Compared with room temperature development (RTD), the CTD improves pattern resolution due to the suppression of backscattering effect. RIE with $CF_4$ was performed for formation of several nano-sized line patterns on Nb. Each EB-resist patterned samples with RTDs and CTDs were etched with two different $CF_4$ gas pressures of 5 Pa. Nb etching rate increases while GaAs (or ZEP) etching rate decreases as the chamber pressure increases. This different dependent of the etching rate on the $CF_4$ pressure between Nb and GaAs (or ZEP) has a significant meaning because selective etching of nano-sized Nb line patterns is possible without etching of the underlying active layer.

• 한국세라믹학회지
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• 제45권8호
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• pp.472-476
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• 2008

The surface region of commercial stainless steel 304 and 316 plates has been modified through deposition of the multi-layered coatings composed of titanium film ($0.1{\mu}m$) and gold film ($1-2{\mu}m$) by an electron beam evaporation method. XRD patterns of the stainless steel plates deposited with conductive metal films showed the peaks of the external gold film and the stainless steel substrate. Surface microstructural morphologies of the stainless steel bipolar plates modified with multi-layered coatings were observed by AFM and FE-SEM images. The stainless steel plates modified with $0.1{\mu}m$ titanium film and $1{\mu}m$ gold film showed microstructure of grains of under 100 nm diameter. The external surface of the stainless steel plates deposited with $0.1{\mu}m$ titanium film and $2{\mu}m$ gold film represented somewhat grain growth of Au grains in FE-SEM image. The electrical resistance and water contact angle of the stainless steel bipolar plates modified with multi-layered coatings were examined with the thickness of the gold film.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.1-5
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• 2011

[ $CeO_2$ ]has been widely used for single buffer layer of coated conductor because of superior chemical and structural compatibility with $ReBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}$(Re=Y, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, etc.). But, the surface of $CeO_2$ layer showed cracks because of the large difference in thermal expansion coefficient between metal substrate and deposited $CeO_2$ layer, when thickness of $CeO_2$ layer exceeds 100 nm on the biaxially textured Ni-3%W substrate. The deposition rate has been limited to be less than 6 $\AA$/sec in order to get a good epitaxy. In this research, we deposited $CeO_2$ single buffer layers on biaxially textured Ni-3%W substrate with 2-step process such as thin nucleation layer(>10 nm) with low deposition rate(3 $\AA$/sec) and thick homo epitaxial layer(>240 nm) with high deposition rate(30 $\AA$/sec). Effect of deposition temperature on degree of texture development was tested. Thick homo epitaxial $CeO_2$ layer with good texture without crack was obtained at $600^{\circ}C$, which has ${\Delta}{\phi}$ value of $6.2^{\circ}$, ${\Delta}{\omega}$ value of $4.3^{\circ}$ and average surface roughness(Ra) of 7.2 nm within $10{\mu}m{\times}10{\mu}m$ area. This result shows the possibility of preparing advanced Ni substrate with simplified architecture of single $CeO_2$ layer for low cost coated conductor.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.123-123
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• 2003

탄소나노튜브는 지금까지의 많은 연구를 통해 다양한 분야에 대한 응용 가능성이 확인되었으며, 그 중에서도 특히 탄소나노튜브를 이용한 전계방출표시소자(carbon nanotube field emission display, CNT-FED)는 상용화를 눈앞에 두고 있는 상황이다. 본 연구에서는 탄소나 노튜브를 합성할 수 있는 여러 가지 방법 중에서 열화학기상증착법(thermal chemical vapor deposition, thermal CVD)을 이용하여 유리기판 위에 탄소나노튜브를 합성하였다. Electron beam evaporation으로 유리기판 위에 전극층으로 Cr을 150nm를 증착하고 연속하여 촉매층인 Invar(Fe-53%Ni-6%Co 합금)를 10nm의 두께로 형성하였다. 사진식각으로 Cr층을 line 패턴한 후 Cr line 내의 Invar층을 line 및 dot 패턴하였다. 나노튜브 합성을 위해 480-58$0^{\circ}C$까지 진공분위기 또는 질소 분위기에서 20분간 승온한 후 CO(150sccm)와 H$_2$(1200sccm)를 주입하여 20분간 성장시키고 질소 분위기에서 냉각시켰다. 성장된 탄소나노튜브는 SEM, TEM, Raman spectroscopy 등을 통하여 구조 및 형상분석을 하였다. 진공승온의 경우 탄소불순물인 a-C이 많은 양 증착 되었으며 탄소나노튜브는 온도에 따라 1-5$\mu\textrm{m}$의 두께로 성장하였으나, 질소분위기 승온의 경우는 a-C이 거의 증착되지 않았으며 나노튜브의 두께가 10-20$\mu\textrm{m}$였다. 본 연구에서는 diode구조를 갖는 탄소나노튜브 에미터의 수명예측을 위해 여러 가지 가속측정조건에서 전계방출 특성을 연구하였다. Anode와 cathode 간의 간격을 400$\mu\textrm{m}$로 유지한 diode 구조에 대해 $10^{-6}$ torr 이하의 진공에서 전계방출을 측정하였다. 100 line의 에미터를 60Hz의 주파수에서 1/100 duty로 구동하였으며, duty비 증가에 따라 pulse의 on-time을 고정하고 frequency를 변화시켰다. dc까지 duty비가 증가됨에 따라 방출전류의 양이 선형적으로 증가하였다. 전압을 일정하게 고정시키고 각 duty비에서 시간에 따라 방출전류를 측정한 결과 duty비가 높을수록 방출전류가 시간에 따라 급격히 감소하였다. 각 duty비에서 방출전류의 양이 1/2로 감소하는 시점을 에미터의 수명으로 볼 때 duty비 대 에미터 수명관계를 구해 높은 duty비에서 전계방출을 시킴으로써 실제의 구동조건인 낮은 duty비에서의 수명을 단시간에 예측할 수 있었다.