• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.31 no.1
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• pp.43-48
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• 2024

The discovery of a two-dimensional electron gas (2DEG) at the interface of LaAlO₃ (LAO) and SrTiO₃ (STO) substrates has sparked significant interest, providing a foundation for cutting-edge research in electronic devices based on complex oxide heterostructures. However, conventional methods for producing LAO thin films, typically employing techniques like pulsed laser deposition (PLD) within physical vapor deposition (PVD), are associated with high costs and challenges in precisely controlling the La and Al composition within LAO. In this study, we adopted a cost-effective alternative approach-solution-based processing-to fabricate LAO thin films and investigated their electrical properties. By adjusting the concentration of the precursor solution, we varied the thickness of LAO films from 2 to 65 nm and determined the sheet resistance and carrier density for each thickness. After vacuum annealing, the sheet resistance of the conductive channel ranged from 0.015 to 0.020 Ω·s^-1, indicating that electron conduction occurs not only at the LAO/STO interface but also into the STO bulk region, consistent with previous studies. These findings demonstrate the successful formation and control of 2DEG through solution-based processing, offering the potential to reduce process costs and broaden the scope of applications in electronic device manufacturing.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.188.2-188.2
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• 2015

The presence of the conduction interface in epitaxial $LaAlO_3/SrTiO_3$ thin films has opened up challenging applications which can be expanded to next-generation nano-electronics. The metallic conduction path is associated with two adjacent insulating materials. Such device structure is applicable to frequency-dependent impedance spectroscopy. Impedance spectroscopy allows for simultaneous measurement of resistivity and dielectric constants, systematic identification of the underlying electrical origins, and the estimation of the electrical homogeneity in the corresponding electrical origins. Such unique capability is combined with the intentional control on the interface composition composed of $SrTiO_3$ and $CaTiO_3$, which can be denoted by $SrxCa1-_xTiO_3$. The underlying $Sr_xCa1-_xTiO_3$ interface was deposited using pulsed-laser deposition, followed by the epitaxial $LaAlO_3$ thin films. The platinum electrodes were constructed using metal shadow masks, in order to accommodate 2-point electrode configuration. Impedance spectroscopy was performed as the function of the relative ratio of Sr to Ca. The respective impedance spectra were analyzed in terms of the equivalent circuit models. Furthermore, the impedance spectra were monitored as a function of temperature. The ac-based characterization in the 2-dimensional conduction path supplements the dc-based electrical analysis. The artificial manipulation of the interface composition will be discussed towards the electrical application of 2-dimensional materials to the semiconductor devices in replacement for the current Si-based devices.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.54-54
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• 2003

최근 새로운 개념에 물성 구현을 위한 강유전체 산화물 인공격자의 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 펄스레이져 증착법을 이용하여 산소분압 100 mTorr와 증착온도 50$0^{\circ}C$에서 LSCO/MgO 기판 위에 PbTiO$_3$(PTO) 와 PbZrO$_3$(PZO)을 주기적으로 적층하여 강유전체 산화물 인공격자를 형성하였다. 인공격자의 주기는 1~100 unitcell 까지 변화시켰다. 적층주기와 두께 변화에 따른 PZO/PTO 인공격자의 성장과 전기적 특성에 대하여 관찰하였다. X선 회절분석을 통하여 PZO/PTO 인공격자는 주기가 25 unit cell 이하의 적층구조에서 초격자의 형성으로 인한 위성피크가 관찰되었으며, 그 이하의 낮은 주기(1~10 unitcell)에서는 위성피크와 강한 (100)과 (200) 성장거동을 보였다. 높은 주기에서는 c축 성장된 PTO와 a축 성장된 PZO 각각의 성장거동을 보였다. 적층 주기가 감소함에 따라 a축 성장된 PTO와 c축 성장된 PZO가 초격자를 형성하였다. 적층주기가 감소함에 따라 유전상수와 잔류분극값이 향상되었다. 유전상수는 1 unitcell 주기에서 800정도의 값을 보였고, 잔류분극값은 2 unitcell 주기에서 2Pr=38.7 $\mu$C/$\textrm{cm}^2$ 정도의 가장 큰 값을 나타냈다. 적층주기가 2 unitcell에서 두께가 감소함에 따라 유전상수가 감소하였고, 20 nm 까지 분극반전에 의한 capacitance-voltage 특성곡선의 이력 현상(강유전성)을 관찰하였다. 이러한 산화물 인공초격자에서의 유전상수와 잔류분극값의 향상에 대하여 논의 할 것이며, 임계크기효과 관점에서 나노사이즈(50 nm~5 nm)에서 인공초격자의 전기적 분극의 안정성에 대하여 또한 논의 할 것이다.소수성 가스의 경우70% 이상 향상되었음을 알 수 있었으며, 본 연구를 통해 광분해를 이용한 스크러버가 기존설비의 장.단점을 충분히 보완 가능한 환경 설비임을 확인할 수 있었다. 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. 단속적으로 일어난 것으로 생각된다.리 폐 관류는 정맥주입 방법에 비해 고농도의 cisplatin 투여로 인한 다른 장기에서의 농도 증가 없이 폐 조직에 약 50배 정도의 고농도 cisplatin을 투여할 수 있었으며, 또한 분리 폐 관류 시 cisplatin에 의한 직접적 폐 독성은 발견되지 않았다이 낮았으나 통계학적 의의는 없었다[10.0%(4/40) : 8.2%(20/244), p>0.05]. 결론: 비디오흉강경술에서 재발을 낮추기 위해 수술시 폐야 전체를 관찰하여 존재하는 폐기포를 놓치지 않는 것이 중요하며, 폐기포를 확인하지 못한 경우와 이차성 자연기흉에 대해서는 흉막유착술에 더 세심한 주의가 필요하다는 것을 확인하였다. 비디오흉강경수술은 통증이 적고, 입원기간이 짧고, 사회로의 복귀가 빠르며, 고위험군에 적용할 수 있고, 무엇보다도 미용상의 이점이 크다는 면에서 자연기흉에 대해 유용한 치료방법임에는 틀림이 없으나 개흉술에 비해 재발율이 높고 비용이 비싸다는 문제가 제기되고 있는 만큼 더 세심한 주의와 장기 추적관찰이 필요하리라 사료된

• Progress in Superconductivity
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• v.5 no.1
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• pp.50-54
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• 2003

We have fabricated $∂^2$$B_{z}$ /$∂x^2$ type planar gradiometers and studied their properties in operation under various field conditions. $YBa_2$$Cu_3$$O_{7}$ film was deposited on $SrTiO_3$ (100) substrate by a pulsed laser deposition (PLD) system and patterned into a device by the photolithography with ion milling technique. The device consists of 3 pickup loops designed symmetrically Inner dimension and the width of the square side loops are 3.6 mm and 1.2 mm, respectively, and the corresponding dimensions of the center loop are 2.0 mm and 1.13 mm. The length of baseline gradiometer is 5.8 mm. Step-edge junction width is 3.0 $\mu\textrm{m}$ and the hole size of the SQUID loop is 3 $\mu\textrm{m}$ ${\times}$ 52 $\mu\textrm{m}$. The SQUID inductance is estimated to be 35 pH. The device was formed on a 20 mm ${\times}$ 10 mm substrate. We have tested the behavior of the device in various field conditions. The unshielded gradiometer was stable under extremely hostile conditions on a laboratory bench. Noise level 0.45 pT/$\textrm{cm}^2$/(equation omitted)Hz and 0.84 pT/$\textrm{cm}^2$/(equation omitted)Hz at 1 Hz for the shielded and the unshielded cases, which correspond to equivalent field noises of 150 fT/(equation omitted)Hz and 280 fT/(equation omitted)Hz, respectively. In spite of the short baseline of 5.8 mm, the high common-mode-rejection-ratio of the gradiometer, $10^3$, allowed us to successfully record magnetocardiogram of a human subject, which demonstrates the feasibility of the design in biomagnetic studies.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.443-443
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• 2014

CIS 박막을 제조하기 위한 방법으로 셀렌화(selenization)방식, MOCVD방식, 동시진공증발(co-evaporation)방식, 전착(electrodeposition)방식 등이 있으나, 이러한 방식을 이용하여 CuInSe2 박막을 제조하는 경우 어떤 방법으로든 다원화합물의 조성 및 결정성을 조절하기가 매우 어려운 단점이 있었다. 기판의 온도를 일정 온도로 유지하도록 하고, 증발원을 가열하여 이에 내포된 물질(이원화합물 또는 단일원소)을 증발시켜 기판에 증착이 이루어지도록 하거나, 기판의 온도를 승온시키고 구리 이원화합물을 내포한 증발원을 가열해 물질을 증발시켜 기판에 증착이 이루어지도록 하는 방법으로 기판에 박막이 형성되도록 한다. 기판의 대면적화로 인해 균일한 박막의 형성이 어려워지고 있으며, 이중 15% 이상의 고효율을 보인 방법은 3-stage process를 이용한 동시진공증발방식으로, Cu, In, Ga, Se 등의 각 원소를 동시에 진공 증발시키면서 조성을 조절하여 태양전지에 적절한 전기적, 광학적 특성을 가지는 Cu(In,Ga)Se2 (CIGS)박막을 증착시키는 방법이다. 일반적으로, 실험실에서 연구되고 있는 장비의 구조는 증발원이 아래에 장착되어서 상향 증착되는 방식이다. 본 연구에서 사용된 장비는 하향 증발원이 측면에 장착되어서 하향 증착되는 방식으로 구성하였다. 증착되는 면방향으로, 적외선온도계(pyrometer)가 설치된 시창(viewport)의 오염 등으로 인하여, 지속적인 공정이 이루어지기 힘든 점을 개선하여 증착기판의 후면에 적외선 온도계를 설치하여 기판의 온도변화를 감지하여 공정에 반영할 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 하향식 진공 증발원, 기판후면 온도모니터링모듈 등을 개발 장착하여, CIGS 박막을 제조하였으며, 버퍼층은 moving 스퍼터링법으로 ZnS를 증착하였고, 투명전극층은 PLD(Pulsed Laser Deposition)를 이용하여 제조하였다. 가장 높은 광변환효율을 보인 Al/ZnO/CdS/Mo/SLG박막시료는 유효면적 $0.45cm^2$에 광변환효율 15.65 %, Jsc : $33.59mA/cm^2$, Voc : 0.64 V, FF : 73.09 %를 얻을 수 있었으며, CdS를 ZnS로 대체한 Al/ZnO/ZnS/Mo/SLG박막시료는 유효면적 $0.45cm^2$에 광변환효율 12.45 %, Jsc : $33.62mA/cm^2$, Voc : 0.59 V, FF : 62.35 %를 얻을 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.11a
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• pp.20-21
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• 2005

[ $BaZrO_3$ ], nanopowder was added to YBCO powder to make ($BazrO_3)_x(YBCO)_{(100-x)mol.-%}$ ($BZO_x$-YBCO) ($0{\leq}x{\leq}10$) composite targets fur pulsed laser deposition of superconducting layer in order to investigate the effect of the addition of BZO nanopowder in the YBCO target on the flux pinning properties of $BZO_x$-YBCO thin films. All the $BZO_x$-YBCO thin films were grown on single crystal STO substrate under similar conditions in the PLD chamber. The effect of YBCO targets doped with BZO on the flux pinning properties of $BZO_x$-YBCO thin films has been investigated comparatively. The isothermal magnetizations M(H) of the films were measured at temperatures between 5 and 80 K in fields up to 5 T, employing a PPMS. The optimal amount of BZO nanopowders in $BZO_x$-YBCO thin films to obtain the strongest flux pinning effects at high magnetic fields is about 6 mol.-%.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.330-332
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• 2013

소 분위기에서 플라즈마 표면 처리의 경우 기판 표면에 존재하는 수소와 탄소 유기물들이 산소와 반응하여 $H_2O$와 $CO_2$ 등으로 제거되며 표면에 오존 결합을 유도하여 표면 에너지를 증가시키는 것으로 알려져 있다. ZnO 나노구조물을 성장시키는 방법으로는 MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposited), PLD (Pulsed Laser Deposition), VLS (Vapor-Liquid-Solid), Sputtering, 습식화학합성법(Wet Chemical Method) 방법 등이 있다. 그중에서도 습식화학합성법은 쉽게 구성요소를 제어할 수 있고, 저비용 공정과 낮은 온도에서 성장 가능하며 플렉서블 소자에도 적용이 가능하다. 그러므로 본 연구에서는 플라즈마 표면처리에 따라 표면에너지를 변화하여 습식화학합성법으로 성장시킨 ZnO nanorods의 밀도를 제어하고 photolithography 공정 없이 패터닝 가능성을 유 무를 판단하는 연구를 진행하였다. 기판은 Si wafer (100)를 사용하였으며 세척 후 표면에너지 증가를 위한 플라즈마 표면처리를 실시하였다. 분위기 가스는 Ar/$O_2$를 사용하였으며 입력전압 400 W에서 0, 5, 10, 15, 60초 동안 각각 실시하였다. ZnO nanorods의 seed layer를 도포하기 위하여 Zinc acetate dehydrate [Zn $(CH_3COO)_2{\cdot}2H_2O$, 0.03 M]를 ethanol 50 ml에 용해시킨 후 스핀코팅기를 이용하여 850 RPM, 15초로 5회 실시하였으며 $80^{\circ}C$에서 5분간 건조하였다. ZnO rods의 성장은 Zinc nitrate hexahydrate [$Zn(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$, 0.025M], HMT [$C6H_{12}N_4$, 0.025M]를 deionized water 250 ml에 용해시켜 hotplate에 올리고 $300^{\circ}C$에서 녹인 후 $200^{\circ}C$에서 3시간 성장시켰다. ZnO nanorods의 성장 공정은(Fig. 1)과 같다. 먼저 플라즈마 처리한 시편의 표면에너지 측정을 위해 접촉각 측정 장치[KRUSS, DSA100]를 이용하였다. 그 결과 0, 5, 10, 15, 60 초로 플라즈마 표면 처리했던 시편이 각각 Fig. l, 2와 같이 $79^{\circ}$, $43^{\circ}$, $11^{\circ}$, $6^{\circ}$, $7.8^{\circ}$로 측정되었으며 이것을 각각 습식화학합성법으로 ZnO nanorods를 성장 시켰을 때 Fig. 3과 같이 밀도 차이를 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 기판의 표면에너지를 제어하여 Fig. 4와 같이 나타나며 photolithography 공정없이 ZnO nanorods를 패터닝을 할 수 있었다. 본 연구에서는 플라즈마 표면 처리를 통하여 표면에너지의 변화를 제어함으로써 ZnO nanorods 성장의 밀도 차이를 나타냈었다. 이러한 저비용, 저온 공정으로 $O_2$, CO, $H_2$, $H_2O$와 같은 다양한 화학종에 반응하는 ZnO를 이용한 플렉시블 화학센서에 응용 및 사용될 수 있고, 플렉시블 디스플레이 및 3D 디스플레이 소자에 활용 가능하다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.41-41
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• 2007

For use in spintronic materials, dilute magnetic semiconductors (DMS) are under consideration as spin injectors for spintronic devices[l]. $TiO_2$-based DMS doped by a cobalt, iron, and manganese et al. was recently reported to show ferromagnetic properties, even at temperatures above 300K and the magnetic ordering was explained in terms of carrier-induced ferromagnetism, as observed for a III-V based DMS. An anomalous Hall effect (AHE) and co-occurance of superparamagnetism in reduced Co-doped rutile $TiO_{2-\delta}$ films have also been reported[2]. Metal segregation in the reduced metal-doped rutile $TiO_2-\delta$ films still remains as problems to solve the intrinsic DMS properties. Superlattice films have been proposed to get dilute magnetic semiconductor (DMS) with intrinsicroom-temperature ferromagnetism. For a $TiO_2$-based DMS superlattice structure, each layer was alternately doped by two different transition metals (Fe and Mn) and deposited to a thickness of approximately $2.7\;{\AA}$ on r-$Al_2O_3$(1102) substrates by pulsed laser deposition. The r-$Al_2O_3$(1102) substrates with atomic steps and terrace surface were obtained by thermal annealing. Samples of $Ti_{0.94}Fe_{0.06}O_2$(TiFeO), $Ti_{0.94}Mn_{0.06}O_2$(TiMnO), and $Ti_{0.94}(Fe_{0.03}Mn_{0.03})O_2$ show a low remanent magnetization and coercive field, as well as superparamagnetic features at room temperature. On the other hand, superlattice films (TiFeO/TiMnO) show a high remanent magnetization and coercive field. An anomalous Hall effect in superlattice films exhibits hysisteresis loops with coercivities corresponding to those in the ferromagnetic Hysteresis loops. The superlattice films composed of alternating layers of $Ti_{0.94}Fe_{0.06}O_2$ and $Ti_{0.94}Mn_{0.06}O_2$ exhibit intrinsic ferromagnetic properties for dilute magnetic semiconductor applications.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.9 no.3
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• pp.227-232
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• 2000

$MgTiO_3$thin films have been grown on various substrates by pulsed laser deposition (PLD) to investigate the application for microwave dielectrics and optical devices. Epitaxial $MgTiO_3$thin films were obtained on sapphire (c-plane$A1_2O_3$$MgTiO_3$thin films deposited on $SiO_2/Si$ and platinized silicon ($Pt/Ti/SiO_2/Si$) substrates were highly oriented. $MgTiO_3$thin films grown on sapphire were transparent in the visible and had a sharp absorption edge about 290 nm. These $MgTiO_3$thin films had extremely fine feature of surface morphology, i.e., rms roughness of 0.87 nm, which was examined by AFM. We have investigated the dielectric properties of the $MgTiO_3$thin films in $MIM(Pt/MgTiO_3/Pt)$ capacitors. Dielectric constant and loss of $MgTiO_3$thin films deposited by PLD were about 24 and 1.5% at 1 MHz, respectively. These $MgTiO_3$thin films also exhibited little dielectric dispersion.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.18 no.5
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• pp.797-802
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• 2023

We prepared GZO (Ga₂O₃ : 5 wt %, ZnO : 95 wt %) thin film on glass substrate according to the substrate temperature using the pulsed laser deposition method and investigated electrical and optical properties of the thin film. Through the XRD measurements, their were confirmed that all GZO thin films grew preferentially in c-axis and the GZO thin film deposited at 300℃ showed the best crystallinity with a FWHM of 0.38°. As the substrate temperature increased from 150 to 300℃, the resistivity of GZO thin film tend to decrease, while the average transmittance in the visible light region was not significantly affected. The figure of merit of the GZO thin film deposited at 300℃ was 2.05×10⁴ Ω^-1·cm^-1, which was the best value, the resistivity and the average transmittance in the visible light region were 3.72 × 10^-4 Ω·cm and 87.71 %, respectively. In this study, it was found that GZO thin film is very promising material for transparent conducting thin film.