• 한국재료학회지
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• 제23권4호
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• pp.215-218
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• 2013

Vanadium dioxide ($VO_2$) is an attractive material for smart window applications where the transmittance of light can be automatically modulated from a transparent state to an opaque state at the critical temperature of ${\sim}68^{\circ}C$. Meanwhile, F : $SnO_2$ (F-doped $SnO_2$, FTO) glass is a transparent conductive oxide material that is widely used in solar-energy-related applications because of its excellent optical and electrical properties. Relatively high transmittance and low emissivity have been obtained for FTO-coated glasses. Tunable transmittance corresponding to ambient temperature and low emissivity can be expected from $VO_2$ films deposited onto FTO glasses. In this study, FTO glasses were applied for the deposition of $VO_2$ thin films by pulsed DC magnetron sputtering. $VO_2$ thin films were also deposited on a Pyrex substrate for comparison. To decrease the phase transition temperature of $VO_2$, tungsten-doped $VO_2$ films were also deposited onto FTO glasses. The visible transmittance of $VO_2$/FTO was higher than that of $VO_2$/pyrex due to the increased crystallinity of the $VO_2$ thin film deposited on FTO and decreased interface reflection. Although the solar transmittance modulation of $VO_2$/FTO was lower than that of $VO_2$/pyrex, room temperature solar transmittance of $VO_2$/FTO was lower than that of $VO_2$/pyrex, which is advantageous for reflecting solar heat energy in summer.

• 한국재료학회지
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• 제9권5호
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• pp.528-532
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• 1999

Y$_2$O$_3$films were grown on SiO$_2$-covered Si(111), and hydrogen-terminated Si(111), and hydrogen-terminated Si(111) substrates at 50$0^{\circ}C$ by ultrahigh vacuum ionized cluster beam deposition (UHV-ICB). The microstructures and growth behavior of these films have been investigated by transmission electron diffraction (TED) and high-resolution transmission electron microscopy(HREM). The TED results show that the $Y_2$O$_3$grown on the SiO$_2$-Si has the epitaxial relationship of (11-1)Y$_2$O$_3$∥(111)Si and [-110]Y$_2$O$_3$∥[-110]Si. The film on the H-Si substrate contains YS\ulcorner and amorphous YSi\ulcornerO\ulcorner layers at the interface, having the orientation relationship each other. For the YSi\ulcorner and the Si substrate, the relationship is (0001)YSi\ulcorner∥(111)Si and [1-210]YSi\ulcorner∥∥[-110]Si. For the $Y_2$O$_3$and the YSi\ulcorner ; the relationship is as follows: (11-1)Y$_2$O$_3$∥(0001)YSi\ulcorner and [-110]Y$_2$O$_3$∥[1-210]YSi\ulcorner(111)Y$_2$O$_3$∥(0001)YSi\ulcorner and [-110]Y$_2$O$_3$∥[1-210]YSi\ulcorner. Explanation is given to describe the formation mechanisms of the interfacial phases of SiO\ulcorner, YSi\ulcornerO\ulcorner and YSi\ulcorner. It is shown that the crystallinity of the $Y_2$O$_3$film on the SiO$_2$-Si(111) is better than that of $Y_2$O$_3$on H-Si(111).

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.6-6
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• 2010

Indium Tin Oxide (ITO)를 포함한 Transparent Conduction Oxide (TCO)는 LCD, OLED와 같은 Display, 그리고 Solar Cell 등 광신호와 전기신호간 변환이 필요한 모든 Device에 반드시 필요한 핵심 물질로, 특히 고특성 Display의 투명전극에서 요청되는 95% 이상의 투과도와 $15\;{\Omega}/{\square}$ 이하의 면저항 특성을 동시에 만족할 수 있는 기술은 현재까지 Plasma Sputtering 공정으로 $160^{\circ}C$ 이상에서 증착된 ITO 박막이 유일하다. 그러나, 최근 차세대 기술로서 Plastic Film을 기반으로 하는 Flexible Display 및 Flexible Solar Cell 구현에 대한 요구가 급증하면서, Plastic Film 기판위에 Plasma Damage이 없이 상온에 가까운 저온 ($100^{\circ}C$ 이하)에서 특성이 우수한 ITO 투명전극을 형성 할 수 있는 기술의 확보가 중요한 현안이 되고 있다. 지난 10년 동안 $100^{\circ}C$이하 저온에서 고특성의 ITO 또는 TCO 박막을 얻기위한 다양한 연구와 구체적인 공정이 활발히 연구되어 왔으나, ITO의 결정화 온도 (통상 $150{\sim}180^{\circ}C$)이하에서 증착된 ITO박막은 비정질 상태의 물성적 특성을 보여 원하는 전기적, 광학적 특성확보가 어려웠다. 본 논문에선 기본적으로 절연체 특성을 가져야 하는 산화물인 TCO가 반도체 또는 도체의 물리적 특성을 보여주는 기본원리의 고찰을 토대로, 재료학적 특성상 Crystalline 구조를 보여야 하는 ITO (Complex Cubic Bixbyte Structure)가 Plasma Sputtering 공정으로 저온에서 증착될 때 비정질 구조를 갖게 되는 원인을 규명하고, 이를 바탕으로 저온에서 증착된 ITO가 Crystalline 구조를 유지 할 수 있게 하고, Stress Control에 유리한 Nano-Crystalline 박막을 형성하면서 Crystallinity를 임의로 조절 할 수 있는 새로운 기술인 Magnetic Field Shielding Sputtering (MFSS) 공정과 최근 성과를 소개한다. 한편, 또 다른 새로운 저온 TCO 박막형성 기술로서, 유기반도체와 같은 Process Damage에 매우 취약한 유기물 위에 Plasma Damage 없이 TCO 박막을 직접 형성할 수 있는 Neutral Beam Assisted Sputtering (NBAS) 기술의 원리를 설명하고, 본 공정을 적용한 Top Emission OLED 소자의 결과를 소개한다. 또한, 고온공정이 수반되는 Solar Cell용 투명전극의 경우, 통상의 TCO박막이 고온공정을 거치면서 전기적 특성이 열화되는 원인을 규명하고, 이에 대한 근본적 해결 방법으로 ITO 박막의 Dopant인 Tin (Sn) 원자의 활성화를 증가시킨 Inductively Coupled Plasma Assisted DC Magnetron Sputtering (ICPDMS)의 원리와 박막의 물성적 특성과 내열 특성을 소개한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.389-389
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• 2012

Molybdenum is one of the most important materials used as a back ohmic contact for $Cu(In,Ga)(Se,S)_2$ (CIGS) solar cells because it has good electrical properties as an inert and mechanically durable substrate during the absorber film growth. Sputter deposition is the common deposition process for Mo thin films. Molybdenum thin films were deposited on soda lime glass (SLG) substrates using direct-current planar magnetron sputtering technique. The outdiffusion of Na from the SLG through the Mo film to the CIGS based solar cell, also plays an important role in enhancing the device electrical properties and its performance. The structure, surface morphology and electrical characteristics of Mo thin films are generally dependent on deposition parameters such as DC power, pressure, distance between target and substrate, and deposition temperature. The aim of the present study is to show the resistivity of Mo layers, their crystallinity and morphologies, which are influenced by the substrate temperature. The thickness of Mo films is measured by Tencor-P1 profiler. The crystal structures are analyzed using X-ray diffraction (XRD: X'Pert MPD PRO / Philips). The resistivity of Mo thin films was measured by Hall effect measurement system (HMS-3000/0.55T). The surface morphology and grain shape of the films were examined by field emission scanning electron microscopy (FESEM: Hitachi S-4300). The chemical composition of the films was obtained by the energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). Finally the optimum substrate temperature as well as deposition conditions for Mo thin films will be developed.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.217-217
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• 2012

Solution-processed tungsten oxide thin film with thickness of about 30 nm is prepared from ammonium tungstate. This layer is introduced into the interface between the poly(3-hexylthiophene):[6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (P3HT:PCBM) layer and the ITO electrode to be used as an electron blocking layer. The annealed tungsten oxide thin films at $150^{\circ}C$ and $300^{\circ}C$ show amorphous phase, while the $400^{\circ}C$ -annealed tungsten oxide film shows crystalline phase. At $150^{\circ}C$ annealing temperature, the conversion efficiency is significantly improved from 0.71% to 1.42% as the condition is changed from vacuum to air atmosphere, which is related to oxidation state of tungsten in amorphous phase. For the air annealing condition, the conversion efficiency is further increased from 1.42% to 2.01% as the temperature is increased from $150^{\circ}C$ to $300^{\circ}C$, which is mainly due to the removal of the chemisorbed water. However, a slight deterioration in photovoltaic performance is observed when the temperature is increased to $400^{\circ}C$, which is ascribed to poor electron blocking ability due to the formation of crystalline phase. It is concluded that $W^{6+}$ oxidation state and amorphous nature in tungsten oxide interlayer is essential for blocking electron effectively from the active layer to the ITO electrode.

• 센서학회지
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• 제11권2호
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• pp.118-123
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• 2002

$ZnGa_2O_4$ 형광체 박막을 기판 온도를 $550^{\circ}C$에 고정시키고 산소 분압을 100, 200, 300 mTorr로 변화시키며 $Al_2O_3$(0001) 기판 위에 펄스 레이저 증착법을 이용하여 증착하였다. 다른 산소 분압에서 성장한 박막들의 미세 결정구조와 형광특성을 조사하였으며, 산소분압이 증가할수록 박막의 결정성이 변화하였으며 박막의 조성비가 다름을 형광특성을 통하여 알 수 있었다. 발광 스펙트럼은 460 nm에서 최고 피크값 을 나타내었으며, 300 nm에서 600 nm까지 갖는 넓은 밴드의 형광 특성을 나타내었다. 최적의 조건에서 성장된 박막의 형광 밝기를 고려해볼 때 $Al_2O_3$(0001) 기관이 우수한 $ZnGa_2O_4$ 형광체 박막을 성장시킬 수 있는 기판들 중 하나임을 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제23권2호
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• pp.94-98
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• 2014

Aluminum nitride (AlN) thin films with a TiN buffer layer have been fabricated on SUS430 substrate by RF reactive magnetron sputtering at room temperature under 25~75% $N_2$ /Ar. The characterization of film properties were performed using surface profiler, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy(XPS), and pressure-voltage measurement system. The deposition rates of AlN films were decreased with increasing the $N_2$ concentration owing to lower mass of nitrogen ions than Ar. The as-deposited AlN films showed crystalline phase, and with increasing the $N_2$ concentration, the peak of AlN(100) plane and the crystallinity became weak. Any change in the preferential orientation of the as-deposited AlN films was not observed within our $N_2$ concentration range. But in the case of 50% $N_2$ /Ar condition, the peak of (002) plane, which is determinant in pressure sensing properties, appeared. XPS depth profiling of AlN/TiN/SUS430 revealed Al/N ratio was close to stoichiometric value (45:47) when deposited under 50% $N_2/Ar$ atmosphere at room temperature. The output signal voltage of AlN sensor showed a linear behavior between 26~85 mV, and the pressure-sensing sensitivity was calculated as 7 mV/MPa.

• 산업진흥연구
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• 제1권2호
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• pp.7-11
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• 2016

$SnO_2$ 박막의 결정성과 화학적인 결합구조의 변화가 전기적인 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 증착한 $SnO_2$은 결정질 특성을 가지며 열처리온도가 증가함에 따라 비정질 특성으로 변하였으며, 산소공공의 함량변화는 열처리 온도가 증가할수록 증가하였다가 감소하였다. 산소공공이 증가하면 결정성이 증가하다가 산소공공이 감소하기 시작하면 비정질특성이 우세하게 나타났다. 이러한 결정성에서 비정질로 변화하는 특성의 차이는 PL 분석에 의한 광학적 특성에서 뚜렷하게 나타났으며, 100도와 150도 열처리를 한 박막에서 가장 큰 차이가 나는 것을 보여주었다. XRD 분석보다는 $SnO_2$ 결정구조의 변화에 대하여 광학적인 특성변화에서 더 뚜렷하게 나타난 이유는 케리어의 이온화에 의한 광학적 여기량이 150도 열처리에서 크게 증가하였기 때문이며, 더 높은 온도에서는 광학적 여기량이 감소한 이유는 산소공공에 의한 케리어가 많지 않았기 때문으로 확인할 수 있다.

• 한국결정성장학회지
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• 제12권1호
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• pp.27-30
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• 2002

Liquid phase epitaxy(LPE)법을 이용하여 ZnO co-doped Er:$LiNbO_3$, 단결정 박막을 $LiNbO_3$ (001) 기판 위에 성장시켰다. ZnO co-doped Er:$LiNbO_3$박막 성장의 초기 융액은 첨가제 $Er_2O_3$ 농도를 1 mol%로 고정시키고 ZnO 농도를 3,5 mol%로 조절하였다. ZnO co-doped Er :$LiNbO_3$박막의 결정성은 $LiNbO_3$ 기판보다 더 우수하였다. ZnO 5mol% 첨가한 경우 박막의 표면에는 수직한 방향과 평행한 방향으로 모두 압축응력이 작용하고 있었다. 또한 ZnO 3mol% 첨가된 Er :$LiNbO_3$박막의 표면은 원래의 $LiNbO_3$기판보다 더 평탄하였다

• 한국세라믹학회지
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• 제52권5호
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• pp.320-324
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• 2015

Optimization of the fabrication process of NiO-yttrium doped barium zirconate (BZY) composite anode substrates using tape-casting for high performance thin-film protonic ceramic fuel cells (PCFCs) is investigated. The anode substrate is composed of a tens of microns-thick anode functional layer laminated over a porous anode substrate. The macro-pore structure of the anode support is induced by micron-scale polymethyl methacrylate (PMMA) pore formers. Thermal gravity analysis (TGA) and a dilatometer are used to determine the polymeric additive burn-out and sintering temperatures. Crystallinity and microstructure of the tape-cast NiO-BZY anode are analyzed after the sintering.