• Applied Microscopy
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• 제39권3호
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• pp.277-281
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• 2009

Practical difficulties for preparing a good crosssectional specimen of GaN-based materials for transmission electron microscopy have arisen due to large difference of mechanical properties between hard ceramic substrate and soft GaN-layered materials. Uneven polishing, sudden cracking, delamination, and selective sputtering during the conventional wedge polishing technique are often encountered as experimental hindrances. The preparation technique based on Strecker's method can be applied to overcome these difficulties, which eventually leads to mechanically stable TEM samples independent of the mechanical properties of materials. The basic idea is to use hard ceramic dummy filler for embedding the sample of interest into the dummy frame. In this study, we applied this technique into preparing cross-sectional TEM specimen of the GaN-based materials with mechanical instability and demonstrated usefulness of this hard dummy filler method in which the possible modifications of the sample of interest during the preparation must be avoidable. In addition, practical precautions during the preparation were discussed.

• 한국표면공학회지
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• 제50권5호
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• pp.345-351
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• 2017

A double-layered anti-reflective coating with hydrophilic/abrasion-resistant properties was studied using anatase titanium dioxide($TiO_2$) and silicon oxycarbide($SiO_xC_y$) thin film. $TiO_2$ and $SiO_xC_y$ thin films were sequentially deposited on a glass substrate by DC sputtering and PECVD, respectively. The optical properties were measured by UV-Vis-NIR spectrophotometer. The abrasion-resistance and the hydrophilicity were observed by a taber abrasion tester and a contact angle analyzer, respectively. The $TiO_2/SiO_xC_y$ double-layer thin film had an average transmittance of 91.3%, which was improved by 10% in the visible light region (400 to 800 nm) than that of the $TiO_2$ single-layer thin film. The contact angle of $TiO_2/SiO_xC_y$ film was $6.9^{\circ}$ right after UV exposure. After 9 days from the exposure, the contact angle was $10.2^{\circ}$, which was $33^{\circ}$ lower than that of the $TiO_2$ single-layer film. By the abrasion test, $SiO_xC_y$ film showed a superior abrasion-resistance to the $TiO_2$ film. Consequently, the $TiO_2/SiO_xC_y$ double-layer film has achieved superior anti-reflection, hydrophilicity, and abrasion resistance over the $TiO_2$ or $SiO_xC_y$ single-layer film.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.1
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• pp.531-534
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• 2004

초전도 coated conductor는 보호층/초전도층/완충층/금속기판의 구조를 가지며 완충층은 다층산화물 박막으로 이루어져 있다. 본 연구에서는 니켈 기판의 원자가 초전도층으로 확산 침투하는 것을 방지하는 YSZ(Yttria Stabilized Zirconia) 박막의 증착방법 및 최적조건에 대하여 소개하고자 한다. 금속타겟을 사용하며 산화반응가스로서 수증기를 사용하는 것을 특징으로 하는 DC reactive sputtering을 이용하여 YSZ를 증착하였으며 기판 온도는 $850^{\circ}C$ 이며 증착시 수증기 분압은 1mTorr이었다. YSZ의 최적두께를 알아보기 위하여 $CeO_2(12.2nm)/Ni$ 상부에 130nm, 260nm, 390nm, 650nm로 두께를 달리하여 YSZ층을 증착하고 SEM으로 박막 표면상태를 관찰한 결과 columnar grain growth를 하며 두께가 두꺼워 질수록 표면조도가 증가함을 알 수 있었다. 4개의 각 시료위에 thermal evaporation 증착법을 이용하여 $CeO_2$를 18.3nm의 두께로 증착한 후 PLD를 이용하여 YBCO 초전도 박막을 300nm 두께로 증착하였고 77K, 0T에서 임계전류가 각각 0, 6A, 7.5A, 5A로 측정되었다. 이는 YSZ층의 두께가 두꺼워질수록 기판 구성원자의 확산방지역할을 충실히 하는 반면에 표면조도는 증가함을 알 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제29권1호
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• pp.1-6
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• 2019

Recent industrialization has led to a high demand for the use of fossil fuels. Therefore, the need for producing hydrogen and its utilization is essential for a sustainable society. For an eco-friendly future technology, photoelectrochemical water splitting using solar energy has proven promising amongst many other candidates. With this technique, semiconductors can be used as photocatalysts to generate electrons by light absorption, resulting in the reduction of hydrogen ions. The photocatalysts must be chemically stable, economically inexpensive and be able to utilize a wide range of light. From this perspective, cuprous oxide($Cu_2O$) is a promising p-type semiconductor because of its appropriate band gap. However, a major hindrance to the use of $Cu_2O$ is its instability at the potential in which hydrogen ion is reduced. In this study, gold is used as a bottom electrode during electrodeposition to obtain a preferential growth along the (111) plane of $Cu_2O$ while imperfections of the $Cu_2O$ thin films are removed. This study investigates the photoelectrochemical properties of $Cu_2O$. However, severe photo-induced corrosion impedes the use of $Cu_2O$ as a photoelectrode. Two candidates, $TiO_2$ and $SnO_2$, are selected for the passivation layer on $Cu_2O$ by by considering the Pourbaix-diagram. $TiO_2$ and $SnO_2$ passivation layers are deposited by atomic layer deposition(ALD) and a sputtering process, respectively. The investigation of the photoelectrochemical properties confirmed that $SnO_2$ is a good passivation layer for $Cu_2O$.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권4호
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• pp.190-195
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• 2021

상온에서 PET 기판 위에 Mn-SnO₂/Ag/Mn-SnO₂ 3중 다층막을 RF/DC 마그네트론 스파터링 방식으로 제조하였다. EMP 시뮬레이션 결과에 따라 Mn-SnO₂의 막 두께는 40 nm, Ag 막 두께는 13 nm로 고정하였다. 550 nm 파장대역에서 측정한 3중막의 투과율은 82.9에서 88.1 % 범위였으며 면저항은 5.9에서 6.9 Ω/☐로 변화하였다. 가장 높은 성능지수(ϕ_TC)는 48.1 × 10^-3 Ω^-1로 나타났다. 곡률반경 4, 5 mm 조건에서 inner 밴딩과 out 밴딩의 굽힘시험을 10,000회 실시한 결과 Mn-SnO₂/Ag/Mn-SnO₂ 3중막의 저항변화율은 약 1.5 %로 탁월한 기계적 유연성을 보였다.

• 한국표면공학회지
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• 제55권2호
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• pp.91-95
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• 2022

ZnO single layer (60 nm thick) and ZnO with Ag interlayer (ZnO/Ag/ZnO; ZAZ) films were deposited on the glass substrates by using radio frequency (RF) and direct current (DC) magnetron sputter to evaluate the effectiveness of Ag interlayer on the optical visible transmittance and the conductivity of the films. In the ZAZ films, the thickness of ZnO layers was kept at 30 nm, while the Ag thickness was varied as 5, 10, 15 and 20 nm. In X-ray diffraction (XRD) analysis, ZnO films show the (002) diffraction peak and ZAZ films also show the weak ZnO (002) peak and Ag (111) diffraction peak. As a thickness of Ag interlayer increased to 20 nm, the grain size of the Ag films enlarged to 11.42 nm and the optical band gap also increased from 4.15 to 4.22 eV with carrier concentration increasing from 4.9 to 10.5×10²¹ cm^-3. In figure of merit measurements, the ZAZ films with a 10 nm thick Ag interlayer showed the higher figure of merit of 4.0×10^-3 Ω^-1 than the ZnO single layer and another ZAZ films. From the experimental result, it is assumed that the Ag interlayer enhanced effectively the opto-electrical performance of the ZAZ films.

• 한국초전도저온공학회:학술대회논문집
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• 한국초전도저온공학회 2002년도 학술대회 논문집
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• pp.340-340
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• 2002

In an effort to develop alternative single buffer layer technology for YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-{\delta}}$ (YBCO) coated conductors, we have investigated both LaMnO$_3$, (LMO) and La$_2$Zr$_2$O$_{7}$ (LZO) as potential buffer layers. High-quality LMO films were grown directly on textured Ni and Ni-W (3%) substrates using rf magnetron sputtering. Highly textured LZO buffers were grown on textured Ni substrates using sol-gel alkoxide processing route. YBCO films were then grown on both LMO and LZO buffers using pulsed laser deposition. Detailed X-ray studies have shown that YBCO films were grown on both LMO and LZO layers with a single epitaxial orientation. A high J$_{c}$ of over 1 MA/cm$^2$ at 77 K and self-field was obtained on YBCO films grown on both LMO-buffered Ni or Ni-W substrates, and also on LZO-buffered Ni substrates. We have identified LaMnO$_3$ as a good diffusion barrier layer for Ni and it also provides a good template for growing high current density YBCO films. Similarly we have also demonstrated the growth of high J$_{c}$ YBCO films on all solution buffers. We will discuss in detail about our buffer deposition processes. processes.s.s.s.s.

• 한국결정성장학회지
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• 제34권1호
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• pp.16-21
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• 2024

전기변색(electrochromic devices, ECD) 방식을 이용하여 외부 전압 인가에 의해 착색된 상태에서 투명한 상태로 색 변화를 일으킬 수 있는 필름 형태의 스마트 윈도우를 제조하였다. 기존 유리 대신 투명 PET 필름을 기재로 사용하였고 ITO/Ag/ITO 전극층, WO3/TIC2 유기변색층, Nafion 전해질층을 차례로 도입한 이후 합지 공정을 통하여 총 두께가 50 ㎛ 정도인 다층 박막 ECD 모듈을 제조하였다. 길이가 80 mm 이상인 대면적의 ECD 모듈을 제조하기 위하여 스퍼터링, 바코팅, 열압축 공정을 최적화하였다. 보통 상태에서 54 % 수준의 투과율을 보였으나 DC 3.5 V의 전압을 인가했을 때 24 %까지 떨어졌으며 색 변화는 육안으로도 확인할 수 있었다. 가역적인 색 변화에 의해 외부 태양광을 선택적으로 차단할 수 있으며 냉난방에 필요한 에너지 저감 측면에서 효과적일 것으로 예상된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.314-315
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• 2012

최근들어 반도체 및 디스플레이 소자의 구조가 복잡해짐에 따라 다층 박막 증착에 대한 중요성이 날로 증가하고 있다. 본 연구에서는 다층 박막을 효율적으로 증착하기 위해 회전이 가능한 육각건을 개발하였고, 이를 이용하여 에너지 절약형 단열 유리 증착 공정을 구현 하였다. 개발된 회전형 육각건은 기존 플래너형 스퍼터링 건의 확장형으로서 최대 6개의 물질을 하나의 챔버에서 증착이 가능하도록 구성되었다. 기존 공정의 경우 서로 다른 물질 증착을 위해서는 각각의 챔버가 필요한 반면, 회전형 육각건을 이용할 경우 하나의 챔버에서 공정을 진행할 수 있어 원가 절감이 가능하다. Fig. 1은 개발된 회전형 육각건의 모식도로서, 스퍼터링 타겟이 장착 가능한 건과, 회전부로 구성되어 있다. 이를 이용하여 투명전극-금속-투명전극-금속-절연체로 구성되어 있는 에너지 절약형 단열 유리용 다층 박막 증착 공정을 개발하였다. 이때 알루미늄이 도핑된 ZnO (AZO)는 RF 마그네트론 스퍼터로, 금속 박막은 DC 스퍼터, $SiO_2$ 및 SiN과 같은 절연 박막은 $O_2$와 $N_2$ 분위기에서 반응성 RF 스퍼터로 각각 증착하였다. Base pressure는 $10^{-7}$ torr였으며, 증착 시 공정 압력은 1~3 mTorr로 조정하였다. 증착 균일도 향상을 위해 20 rpm의 속도로 기판을 회전시켰다. Fig. 2(a)는 ZnO-Ag-ZnO 구조로 이루어진 다층 박막의 단면을 관찰한 투과전자 현미경 사진으로 각 층간의 계면이 뚜렷하게 나타남을 확인할 수 있으며, 각 층간의 intermixing 현상이 발생하지 않음을 확인 가능하다. 이를 보완하기 위해 Fig. 2(b)에서 보는 바와 같이 XPS를 이용하여 depth profile을 측정하였다. 각 층에서 서로 다른 물질이 발견되는 현상, 즉 교차 오염이 발생함에 따라 나타나는 intermixing 없이 거의 순수한 형태의 ZnO, Ag 박막 성분이 검출되었다. 이는 6개의 서로 다른 물질이 장착된 회전형 육각건을 이용하여 고 품질의 다층 박막 증착이 가능함을 제시하는 결과이다. 증착된 다층 박막의 균일도는 3.8%, 가시광선 영역에서 80% 이상의 투과도, 면저항 값은 3 ${\Omega}/{\Box}$ 이하를 보임으로서 에너지 절약형 단열 유리로서의 사양을 만족시키는 결과를 제시하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.278-278
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• 2009

A photovoltaic device consisting of arrays of radial p-n junction wires enables a decoupling of the requirements for light absorption and carrier extraction into orthogonal spatial directions. Each individual p-n junction wire in the cell is long in the direction of incident light, allowing for effective light absorption, but thin in orthogonal direction, allowing for effective carrier collection. To fabricate radial p-n junction solar cells, p or n-type vertical Si wire cores need to be produced. The majority of Si wires are produced by the vapor-liquid-solid (VLS) method. But contamination of the Si wires by metallic impurities such as Au, which is used for metal catalyst in the VLS technique, results in reduction of conversion efficiency of solar cells. To overcome impurity issue, top-down methods like noble metal catalytic etching is an excellent candidate. We used noble metal catalytic etching methods to make Si wire arrays. The used noble metal is two; Au and Pt. The method is noble metal deposition on photolithographycally defined Si surface by sputtering and then etching in various BOE and $H_2O_2$ solutions. The Si substrates were p-type ($10{\sim}20ohm{\cdot}cm$). The areas that noble metal was not deposited due to photo resist covering were not etched in noble metal catalytic etching. The Si wires of several tens of ${\mu}m$ in height were formed in uncovered areas by photo resist. The side surface of Si wires was very rough. When the distance of Si wires is longer than diameter of that Si nanowires are formed between Si wires. Theses Si nanowires can be removed by immersing the specimen in KOH solution. The optimum noble metal thickness exists for Si wires fabrication. The thicker or the thinner noble metal than the optimum thickness could not show well defined Si wire arrays. The solution composition observed in the highest etching rate was BOE(16.3ml)/$H_2O_2$(0.44M) in Au assisted chemical etching method. The morphology difference was compared between Au and Pt metal assisted chemical etching. The efficiencies of radial p-n junction solar Cells made of the Si wire arrays were also measured.