• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.412-412
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• 2009

Carbon-based nano materials have a significant effect on various fields such as physics, chemistry and material science. Therefore carbon nano materials have been investigated by many scientists and engineers. Especially, since graphene, 2-dimemsonal carbon nanostructure, was experimentally discovered graphene has been tremendously attracted by both theoretical and experimental groups due to their extraordinary electrical, chemical and mechanical properties. Electrical conductivity of graphene is about ten times to that of silicon-based material and independent of temperature. At the same time silicon-based semiconductors encountered to limitation in size reduction, graphene is a strong candidate substituting for silicon-based semiconductor. But there are many limitations on fabricating large-scale graphene sheets (GS) without any defect and controlling chirality of edges. Many scientists applied micromechanical cleavage method from graphite and a SiC decomposition method to the fabrication of GS. However these methods are on the basic stage and have many drawbacks. Thereupon, our group fabricated GS through Thermo-electrical Pulse Induced Evaporation (TPIE) motivated by arc-discharge and field ion microscopy. This method is based on interaction of electrical pulse evaporation and thermal evaporation and is useful to produce not only graphene but also various carbon-based nanostructures with feeble pulse and at low temperature. On fabricating GS procedure, we could recognize distinguishable conditions (electrical pulse, temperature, etc.) to form a variety of carbon nanostructures. In this presentation, we will show the structural properties of OS by synthesized TPIE. Transmission Electron Microscopy (TEM) and Optical Microscopy (OM) observations were performed to view structural characteristics such as crystallinity. Moreover, we confirmed number of layers of GS by Atomic Force Microscopy (AFM) and Raman spectroscopy. Also, we used a probe station, in order to measure the electrical properties such as sheet resistance, resistivity, mobility of OS. We believe our method (TPIE) is a powerful bottom-up approach to synthesize and modify carbon-based nanostructures.

• 한국결정성장학회지
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• 제16권2호
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• pp.59-65
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• 2006

Al이 첨가된 ZnO(ZnO : Al) 박막과 F이 첨가된 ZnO(ZnO : F) 박막을 sol-gel 법을 이용하여 glass 기판위에 코팅하였다. 공통적으로 (002)면의 c-축 배향성을 보였지만 I(002)/[I(002) + I(101)]와 FWHM(full width at half-maximum) 값은 차이를 보였다. 특히 입자크기에 있어서는 ZnO : Al 박막에서 첨가농도가 증가함에 따라 입자크기가 감소한 반면 ZnO : F 박막에서는 F 3 at%까지 입자크기가 증가하다가 그 이후로 다시 감소하는 경향을 보였다. 진기적 성질의 측정을 위해서 Hall effect measurement를 이용하였는데 ZnO : Al 박막의 경우 Al 1 at%에서 비저항이 $2.9{\times}10^{-2}{\Omega}cm$ 이었고 ZnO : F에서는 F 3 at%에서 $3.3{\times}10^{-1}{\Omega}cm$의 값을 보였다. 또한 ZnO : F 박막은 ZnO : Al 박막에 비해서 캐리어 농도는 낮았지만(ZnO : Al $4.8{\times}10^{18}cm^{-3}$, ZnO : F $3.9{\times}10^{16}cm^{-3}$) 이동도에 있어서 상당히 큰 값(ZnO : Al $45cm^2/Vs$ ZnO:F $495cm^2/Vs$)을 보였다. 가시광선 영역에서의 평균 광투과도에 있어서는 ZnO : Al 박막에서 $86{\sim}90%$의 값을 보였지만 ZnO : F에서는 $77{\sim}85%$로 상대적으로 낮은 광투과도를 나타내었다.

• 한국재료학회지
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• 제11권7호
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• pp.580-584
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• 2001

Ti과 Si의 비가 서로 다른 종류의 타 을 $Ar/N_2$의 혼합기체를 사용하여 rf magnetron sputtering방법으로 증착된 Ti-Si-N박막의 증착특성에 대해 연구하였다. Ti-Si-N박막의 조성과 증착률은 각 타 Ti/Si의 비율과 증착시의 질소기체의 유량에 따라 크게 변하였다. 이것은 Ti과 Si의 nitriding 정도의 차이로 인한 서로 다른 sputter yield에 의한 것으로 나타났다. Si이 비교적 적게 포함된 Ti-Si-N박막은 증착시부터 박막내 TiN의 결정화가 일어났으며, 낮은 비저항을 나타내었다. N의 함량의 증가는 박막의 밀도와 압축응력을 증가시켜 Ti-Si-N박막의 확산방지 능력에 큰 영향을 미치는 인자로 나타났다. 본 연구에서 $N_2$의 유략과 타 의 Ti/Si비율을 조절함으로써 효율적인 확산방지막인 Ti-Si-N 박막의 공정조건을 확립할 수 있었다. 박막의 공정조건을 확립할 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권10호
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• pp.742-748
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• 2004

비등점이 낮은 용매인 isopropanol에 용질농도 0.7mol/$\iota$ Zn acetate를 용해시키고 dopant로 Al chloride를 첨가하여 균일하고 안정한 sol을 합성하였다. 졸-겔법에 의한 Al-doped ZnO(AZO) 박막의 제조시 $500\~700^{\circ}C$의 범위에서 후열처리 온도를 제어하여 박막의 전기 및 광학적 특성을 조사하였다. 후열처리 온도가 증가할수록 (002) 면으로의 c-축 결정배향성은 증가하였고, 박막 표면은 균일한 나노입자의 미세구조를 형성하였다. 광 투과도는 $650^{\circ}C$ 이하의 후열처리 온도에서 $86\%$이상이었으나, $700^{\circ}C$에서는 감소하였다. 박막의 전기 비저항 값은 $650^{\circ}C$ 이하에서 열처리 온도가 증가함에 따라 73에서 22$\Omega$-cm로 감소하였으나 $700^{\circ}C$에서 580$\Omega$-cm로 급격히 증가하였다. 후열처리 온도 $700^{\circ}C$에서 AZO 박막의 전기 및 광학적 특성의 열화는 XPS 분석결과, 박막 표면에 석출된 $Al_2O_3$ 상에 기인하였다. AZO 박막의 전기 및 광학적 특성 향상을 위한 최적의 후열처리 온도는 $600^{\circ}C$였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.399-399
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• 2013

Metal silicides는 Si 기반의microelectronic devices의 interconnect와 contact 물질 등에 사용하기 위하여 그 형성 mechanism과 전기적 특성에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 이 중 Rare-earth(RE) silicides는 저온에서 silicides를 형성하고, n-type Si과 낮은 Schottky Barrier contact (~0.3 eV)을 이룬다. 또한 낮은 resistivity와 Si과의 작은 lattice mismatch, 그리고 epitaxial growth의 가능성, 높은 thermal stability 등의 장점을 갖고 있다. RE silicides 중 ytterbium silicide는 가장 낮은 electric work function을 갖고 있어 n-channel schottky barrier MOSFETs의 source/drain으로 주목받고 있다. 또한 Silicon 기반의 CMOSFETs의 성능 향상 한계로 인하여 germanium 기반의 소자에 대한 연구가 이루어져 왔다. Ge 기반 FETs 제작을 위해서는 낮은 source/drain series/contact resistances의 contact을 형성해야 한다. 본 연구에서는 저접촉 저항 contact material로서 ytterbium germanide의 가능성에 대해 고찰하고자 하였다. HRTEM과 EDS를 이용하여 ytterbium germanide의 미세구조 분석과 면저항 및 Schottky Barrier Heights 등의 전기적 특성 분석을 진행하였다. Low doped n-type Ge (100) wafer를 1%의 hydrofluoric (HF) acid solution에 세정하여 native oxide layer를 제거하고, 고진공에서 RF sputtering 법을 이용하여 ytterbium 30 nm를 먼저 증착하고, 그 위에 ytterbium의 oxidation을 방지하기 위한 capping layer로 100 nm 두께의 TiN을 증착하였다. 증착 후, rapid thermal anneal (RTA)을 이용하여 N2 분위기에서 $300{\sim}700^{\circ}C$에서 각각 1분간 열처리하여 ytterbium germanides를 형성하였다. Ytterbium germanide의 미세구조 분석은 transmission electron microscopy (JEM-2100F)을 이용하였다. 면 저항 측정을 위해 sulfuric acid와 hydrogen peroxide solution (H2SO4:H2O2=6:1)에서 strip을 진행하여 TiN과 unreacted Yb을 제거하였고, 4-point probe를 통하여 측정하였다. Yb germanides의 면저항은 열처리 온도 증가에 따라 감소하다 증가하는 경향을 보이고, $400{\sim}500^{\circ}C$에서 가장 작은 면저항을 나타내었다. HRTEM 분석 결과, deposition 과정에서 Yb과 Si의 intermixing이 일어나 amorphous layer가 존재하였고, 열처리 온도가 증가하면서 diffusion이 더 활발히 일어나 amorphous layer의 두께가 증가하였다. $350^{\circ}C$ 열처리 샘플에서 germanide/Ge interface에서 epitaxial 구조의 crystalline Yb germanide가 형성되었고, EDS 측정 및 diffraction pattern을 통하여 안정상인 YbGe2-X phase임을 확인하였다. 이러한 epitaxial growth는 면저항의 감소를 가져왔으며, 열처리 온도가 증가하면서 epitaxial layer가 증가하다가 고온에서 polycrystalline 구조의 Yb germanide가 형성되어 면저항의 증가를 가져왔다. Schottky Barrier Heights 측정 결과 또한 면저항 경향과 동일하게 열처리 증가에 따라 감소하다가 고온에서 다시 증가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권6호
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• pp.715-719
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• 2009

본 연구에서는 DNA 정보를 상변화 물질의 전기저항 변화특성으로 검출할 수 있는 상변화 전극 기판을 개발하였다. 이를 위해 반도체 공정에서 사용하는 Al을 사용하여 전극 기판을 제작하였다. 하지만 주사전자현미경을 이용하여 Al 전극의 단면 상태를 확인해 본 결과 PETEOS(plasma enhanced tetraethyoxysilane) 내에서 보이드(void)가 발생하여 후속공정인 에치백과 세정공정 분위기에 과도하게 노출되어 심하게 손상되어 전극과 PETEOS 사이에 홀(hole)로 변형된다. 이 문제점을 해결하기 위하여 에치백 및 세정 공정을 진행하지 않으면서 $Ge_2Sb_2Te_5$(GST) 박막의 단차피복성(stepcoverage)을 좋게 할 수 있고, 열역학적으로 GST 박막과의 반응성을 고려했을 때 안정적이면서 비저항이 낮은 TiN 재료를 사용하여 상변화 전극 기판을 제작하였다. 주사전자현미경을 통하여 전극의 단면의 상태를 관찰하였으며 TiN 전극과 GST 박막이 정상적으로 연결되어 있는 것을 확인하였다. 또한 저항측정 장비를 사용하여 TiN 상변화 전극 기판 위에 증착된 GST의 비정질과 결정질의 저항을 측정하였고, GST의 비정질과 결정질저항의 차이는 약 1,000배 정도로 신호를 검출하는데 충분함을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제21권4호
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• pp.216-219
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• 2011

Perovskite manganites such as $RE_{1-x}A_xMnO_3$ (RE = rare earth, A = Ca, Sr, Ba) have been the subject of intense research in the last few years, ever since the discovery that these systems demonstrate colossal magnetoresistance (CMR). The CMR is usually explained with the double-exchange (DE) mechanism, and CMR materials have potential applications for magnetic switching, recording devices, and more. However, the intrinsic CMR effect is usually found under the conditions of a magnetic field of several Teslas and a narrow temperature range near the Curie temperature ($T_c$). This magnetic field and temperature range make practical applications impossible. Recently, another type of MR, called the low-field magnetoresistance(LFMR), has also been a research focus. This MR is typically found in polycrystalline half-metallic ferromagnets, and is associated with the spin-dependent charge transport across grain boundaries. Composites with compositions $La_{0.7}(Ca_{1-x}Sr_x)_{0.3}MnO_3)]_{0.99}/(BaTiO_3)_{0.01}$ $[(LCSMO)_{0.99}/(BTO)_{0.01}]$were prepared with different Sr doping levels x by a standard ceramic technique, and their electrical transport and magnetoresistance (MR) properties were investigated. The structure and morphology of the composites were studied by X-ray diffraction (XRD) and scanning electronic microscopy (SEM). BTO peaks could not be found in the XRD pattern because the amount of BTO in the composites was too small. As the content of x decreased, the crystal structure changed from orthorhombic to rhombohedral. This change can be explained by the fact that the crystal structure of pure LCMO is orthorhombic and the crystal structure of pure LSMO is rhombohedral. The SEM results indicate that LCSMO and BTO coexist in the composites and BTO mostly segregates at the grain boundaries of LCSMO, which are in accordance with the results of the magnetic measurements. The resistivity of all the composites was measured in the range of 90-400K at 0T, 0.5T magnetic field. The result indicates that the MR of the composites increases systematically as the Ca concentration increases, although the transition temperature $T_c$ shifts to a lower range.

• 한국자기학회지
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• 제14권1호
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• pp.7-12
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• 2004

F $e_{73.5}$C $u_1$N $b_3$S $i_{15.5}$ $B_{7}$ 비정질 리본 합금을 490∼61$0^{\circ}C$의 온도 범위에서 열처리하고 이를 볼 밀링 하여 얻은 250∼850$\mu\textrm{m}$크기의 자성분말과 5wt%의 세라믹 절연체로 구성된 분말 코아의 자기적 특성에 열처리 온도가 미치는 영향을 조사하였다. 5$50^{\circ}C$에서 1 h동안 열처리하여 직경 11 nm의 $\alpha$-Fe상 나노 결정립 구조로 되었을 때(전기비저항은 110$\mu$Ω$.$cm)가장 높은 실효투자율 및 품질계수를 나타내었으며 그 값은 각각 125와 53이었고, 실효투자율의 경우 약 500 KHz에 이르기까지 일정한 크기를 유지하였다. 그리고 이 열처리 조건에서 230 mW/㎤(f=50 KHz, $B_{m}$ =0.1 T)의 대단히 낮은 자심손실을 나타내었다. 그러나 이 합금의 분말 코아는 종래의 분말 코아 재료(MPP,센더스트 등)에 비해 그리 우수하지 못한 직류 바이어스 특성 특히 저 자장 하에서의 낮은 퍼센트 투자율을 나타내었는데, 이는 종래의 소재와 유사한 투자율을 얻는데 너무 큰 입도의 분말이 필요한 것에 그 원인이 있는 것으로 이해되었다.

• 한국자기학회지
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• 제10권3호
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• pp.133-138
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• 2000

최초의 상온 초거대 자기저항(colossal magnetoresistance)효과 물질인 망간 산화물$La_{1-x}Ba_{x}MnO_3(0\leq\chi\leq$1) 에 대한 결정학적, 자기적, 전기적 성질들을 온도 및 자기장의 함수$5\;K\leqT\leq360\;K,\;-7\;T\leqH\leq7\;T)$로 정밀 조사하였다. $La_{1-x}Ba_{x}MnO_3$는 x<1/2 일 때는 x에 의존하는 구조를 가진 단일상(single phase)의 강자성, $x\geq1/2$ 일 때는 화학적, 자기적 상분리에 의한 강자성과 비강자성 복합상(multi phase)을 가지는 것으로 나타났다. 강자성 전이 온도(Tc)는 x=1/3이 될 때까지 꾸준히 증가하였고 x＞1/3 일 때 일정한 값 Tc(340 K)을 가졌다. 또 포화 자화값(Ms)은 x=1/8이 될 때까지 증가하였고 $1/8\leqx<1/2$에서는 이론적인 최대값을 가지고$x\geq1/2$ 에서는 자기적 상분리에 의해 감소하였다. 또 $La_{1-x}Ba_{x}MnO_3$는 $1/4\leqx<1/2$에서 금속성을 가졌다. 특히 $x\geq1/2$인 시료는 화학적, 자기적 상분리로 인하여 스미기 형태(percolation type)의 저항 온도 의존성 및 큰 저자기장 자기 저항 효과를 보였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제2권2호
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• pp.96-103
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• 1999

현재까지의 해수침투에 관한 대부분의 연구들은 조사방법상, 지구물리적 방법과 지구화학적 방법으로 뚜렷이 구분지어 접근되어왔다. 본 논문에서는 경기도에 위치한 해안 경작지 하부로의 해수침투 문제를 경제적이면서 효율적으로 접근하기 위하여 한 조사 지역에 대하여 두 탐사 방법을 동시에 적용하고자 하였다. 본 연구에서는 슬림버져 배열의 전기비저항 수직탐사, 주파수 영역 전자탐사 그리고 대상 지역 내 지하수에 대한 지화학 분석 등의 탐사방법이 적용되었다. 지구물리적 방법으로 적용된 전기비저항 수직탐사는 관개 경작지에 물이 없을 때 실시하였으며, 전자탐사는 경작지 내 관개수가 유입된 후에 측정하였다. 이러한 동일 조사 지역에서의 시기를 달리한 측정은 지하수량의 변화에 따른 전기 비저항 이상 지역의 분포 변화를 살피기 위하여 실행되었으며 결과적으로 지하수량의 증가로 인해 전기비저항이 낮아진 지역을 동일한 양상을 보이는 해수침투 지역으로부터 구분할 수 있었다. 앞의 지구물리 탐사결과를 뒷받침하기 위하여 대상 지역 내에 23곳의 사용중인 지하수를 채집하여 지구화학적 분석을 실시하였다. 지구화학 분석결과, 앞의 지구물리 탐사결과에서 밝혀진 해수침투 지역과 가장 가까운 곳의 물시료에서 농업용수 기준(250 mg/l)을 초과하는 높은 염도를 나타내었으며 수소와 산소원소를 이용한 동위원소 분석과 통계방법인 주성분 분석을 통하여 내륙 지역에서 나타난 지하수내의 높은 염분은 상부 주택가로부터 유입되었음을 알 수 있었다.