증착법을 이용해 증착시 기판의 온도를 변화시키면서 MnSbPt 합금 박막을 만들고 이를 열처리 한 후 나타나는 자기 및 자기광학적 성질을 조사하였다. Mn45Sb45Pt10조성의 박막에서 0.85˚의 높은 Kerr Rotation Angle값을 나타내고, 또한 광원의 입사파장이 단파장으로 이동하여도 우수한 Kerr Rotation Angle 값을 유지함으로써 자기광 재료로서의 기록밀도 향상가능성이 기대된다. 이 재료가 갖고 있는 열악한 자기적성질도 열처리를 통하여 포화자화값과 보자력의 향상 효과를 얻었지만, 자기광 재료가 갖추어야할 수직자화를 얻기에는 미흡하여 이에 대한 보완이 필요하다.

BaO, SrCI2.6H2O 그리고 Ti(OPri)4를 출발 원료로 사용하여 균일한 BaxSr1-xTiO3(BST) 솔을 합성하였고, BST 박막을 회전 코팅 법으로 Si 및 Pt/Ti/SiO2/Si 기판위에 제조하였다. 적외선 및 NMR 스펙트럼 분석으로 킬레이션 조제로 사용한 acetylacetone(AcAc)이 엔올 형태로 Ti-알콕사이드와 결합하여 솔 안정화에 기여함을 확인하였다. Xedrogel에 대한 DT/TGA 및 적외선 스펙트럼 결과로부터 페로브스카이트 상생성이 600˚C 이상에서 이루어짐을 관찰하였다. 700˚C에서 열처리한 박마은 -300(10 KHz)의 상대유전율을 나타내었고, 결정립의 저항 및 입계의 병렬 RC 성분으로 등가회로를 구성할 수 있었다.

비정질 실리콘박막의 고상결정화 특성에 대한 비정질 박막의 증착방법, 수소화 정도, 표면결정 활성화 에너지 변화 및 열처리 환경 영향을 X선 회절, EDAX, Raman 분광 분석으로 조사하였다. 저온(580˚C)열처리 corning 시료에서 기판 barium(Ba), aluminum(AI) 성분의 막내 확산 임계열처리시간 및 확산에 기인 한 불안정 결정화 특성을 관찰하였다. 화학기상증착 석영 수소화 시료에서 hard damage 기계적 활성화 효과로 얻어진 조대결정립 결정화 특성을 X선 회절의 (111) 배향 상대강도 변화로 관찰 할 수 있었으며, 이는 활성화 효과에 의한 고상 결정화 시 핵생성과 성장속도변화로 다결정 실리콘의 전기적물성 향상 가능성을 보여주었다. Soft damage, bare 활성화 처리 수소화막의 결정화는 비정질 상의 혼재, 박막 응력등의 저품위 입계특성 및 미세결정립 성장 특성으로 관찰되었으나, 활성화 전처리에 의한 저온 및 고온(875˚C)단시간(30분) 결정화는 확인 되었다. 스퍼터링 비수소화 막의 결정화는 상변태 상태의 Raman 결정피크로 분석 되었으며, 결정화 거동에 선행막의 스퍼터링 및 비수소화 영향은 활성화효과에 관계없이 불완전 저품위 결정특성으로 확인되었다. AFM 표면형상은 3차원 island 성막특성을 보여주었고 표면거칠기정도는 높은 것으로 관찰되었다.

R-sapphire 기판위에 rf magnetron 스퍼터 방법으로 ZnO 박막을 증착하여 박막의 증착변수에 따른 결정성장방향과 SAW 특성을 분석하였다. 증착온도, 압력, rf 전력에 의해 박막 성장면이 (002)에서 (110)으로의 전이가 관찰되었다. 5mTorr, 400˚C, 250W의 rf 전력에서 가장 우수한 (110)방향의 에피 ZnO 압전 박막의 SAW 특성을 분석하기 위하여 제작된 마스크를 사용하여 IDT를 구성한 후 SAW 특성을 분석한 결과 h/λ=0.08의 조건에서 전단속도가 약 5232m/s로서 고주파용 SAW 필터의 제조에 적합한 특성을 보이고 있다.

p-type(100) 실리콘 기판과 TiN(50nm)/Si 기판에 dimethylethylamine alane(DMEAA)을 반응소스로 하여 알루미늄을 증착시켜 증착온도와 유량, 반송가스 종류에 따른 방향성, 증착속도, 미세구조 변화에 대해 연구하였다. 알루미늄의 증착속도는 기판온도, 반송가스 종류 및 유량에 따라 100-650mn/min으로 다양하게 조절되었다. DMEAA의 증착 활성화에너지는 TiN 기판에서는 약 0.leV이었고 Si와 SiO2 기판에서는 각각 약 0.23eV, 0.24eV이었다. 알루미늄 박막의 방향성은 증착속도의 감소에 따라 (200)에서 (111)방향으로 변하였다. 증착된 알루미늄 박막의 불순물 함량은 산소의 경우 0.2at%, 탄소의 경우 1.8at.%이었다. DMEAA 소스에 의한 알루미늄의 증착속도는 반송가스가 Ar 일 때 보다 H2 가스를 사용하면 증착속도가 크게 증가하였으며 이는 반송가스에 의해 SiO2표면의 흡착 H 농도가 증가하고 흡착 H가 소스 가스와 반응하여 핵생성 site 로 작용하는 것으로 생각된다. 알루미늄 박막의 비저항은 표면 미세조직에 크게 영향을 받으며 그 값은 약 3-7μΩcm이었다.

DLC 박막을 RF 플라즈마 화학증착법(PECVD)을 이용하여 CH4와 CO2기체로부터 합성하였다. 증착압력, CH4와 CO2가스의 조성비, 바이어스 전압(-VB) 등의 증착조건 변화에 따른 증착속도는 증착층의 두께를 알파스텝으로 측정하여 결정하였으며, 박막의 구조 변화에 따른 증착속도는 증착층의 두께를 알파스텝으로 측정하여 결정하였으며, 박막의 구조 변화는 FTIR 분광분석을 이용하여 분석을 행하였다. 이 연구로부터 얻은 실험 결과는 다음과 같다: 1) 증착속도는 증착압력 및 바이어스 전압의 증가에 따라 증가한다. 2)바이어스 전압 300V이상에서, CO2량 증가는 순증착속도를 증가 시킨다. 3) 순수한 CH4가스를 사용할 경우에는 바이어스전압(-VB)이 증가함에 따라 박막내 수소의 함량과 sp3/sp2비는 감소하는 경향을 나타낸다. 4)증착압력이 증가함에 따라 박막내 수소함량은 증가하며, sp3/sp2비는 감소한다. 5)50mTorr의 증착압력에 증착시, CH4-+Co2 혼합가스에서 이산화탄소의 부피분율에 따라서는 박막내 수소함량은 감소하며, sp3/sp2비는 증가한다.

경제적이고 단순성의 공정특성을 갖는 닥터 블레이드법을 이용하여 평판형 고체산화물 연료전지의 고체전해질용 이트리아 안정화 지르코니아 박막을 제조하였다. 슬러리의 최적 제조조건과 그린 필름의 최적 소성조건을 얻었으며, 이 제조 조건에서 제조된 전해질의 결정구조, 미세구조 그리고 전기적 성질을 각각 X-선 회절, 주사전자현미경 그리고 교류 임피던스 분석기를 이용하여 조사하였다. 동량의 8mol% 이트리아를 첨가한 경우, 닥터 블레이드법에 의해 제조된 이트리아 안정화 지르크니아 박막은 금형가압성형법에 의해 제조된 이트리아 안정화 지르코니아 펠렛과 거의 비슷한 전기전도도를 나타내었다. 닥터 블레이드법에 의해 제조된 이트리아 안정화 지르크니아 박막의 경우, 8mol%이트리아를 첨가한 경우의 전도도가 3mol%이트리아를 첨가한 경우 보다 993K 이상과 523K 8mol% 이트리아를 첨가한 경우의 전도도가 3mol%이트리아를 첨가한 경우의 전도도가 3mol%이트리아를 첨가한 경우 보다 993K이상과 523K이하의 온도에서는 더 높고, 523-933K사이의 온도구간에서는 낮게 나타났다. 게다가, 모든 시편에 있어서 전체 전도도에 대한 벌크 전도도의 기여도에 대한 기여도보다 더 크게 나타났다.

태양전지의 앞면전극으로 사용될 SnO2박막을 spray pyrolysis 방법으로 증착하여 증착조건에 따른 박막 특성을 연구하였다. 증착온도가 증가함에 따라 SnO2박막의 우선방위가 (200)면에서 면밀도가 더 높은 (211), (110)면으로 바뀌었고 막의 미세구조도 거칠고 각진 구조에서 평탄한 구조로 변하였다. 또한 더 안정된 결정면 성장과 온도 증가에 의해 CI, F 등의 불순물 흡착이 어려워져 전자 전하농도가 감소하고 비저항 값이 증가하였다. 특히 500˚C 이상에서는 전하농도가 크게 감소하여 비저항이 크게 증가하였다. NH4F/Sn=2.3인 용액으로 400˚C에서 증착된 SnO2박막은 약 90%이상의 광투과도를 갖고 균일한 도핑으로 인해 약 4×10-4Ω .cm의 낮은 비저항 값을 나타내었다. 두께에 따른 판저항과 광투과도의 상반된 효과를 고려한 figure of merit으로부터 투명전극으로써 가장 적절한 두께는 약 500nm이었다.

TiN 기판상에 CVD와 무전해 도금을 이용하여 구리막을 성장시킬 때 여러 가지 전처리에 따른 증착 양상의 변화에 관하여 조사하였다. Cu(hfac)2를 선재(precursor)로 사용하여 CVD 증착을 실시할 때 각 전처리에 따른 TiN상의 구리막의 덮힘성(coverage)향상은 Pd-HF 활성화 처리>>HF dip> RF remote plasma의 순이었다. 특히 Pd-HF 활성화 처리를 해줄 경우 거의 완전한 연속막을 얻을수 있었으며 scotch tape peel test 결과 매우 양호한 부착특성을 보였으나, 이에 비해 전처리를 해주지 않은 경우에는 오랜 시간이 경과되어도 연속막으로 성장하지 못하고 섬모양의 큰 결정립을 이룰 뿐이었다. 이러한 차이는 Pd-HF 활성화 처리에 의해 표면에 미세하게 형성된 Pd층이 구리의 핵생성과 부착특성을 크게 향상시켰기 때문인 것으로 사료되며 이러한 효과는 무전해 도금의 경우에도 마찬가지였다. 그리고 기판과 증착온도에 따른 선택성을 보면 350˚C이하에서는 pd-HF 활성화 처리에 의해서 SiO2에 대하여 TiN으로의 선택성을 가지나 그 이상의 온도에서는 선택성이 상실되었다.

CVD와 무전해 도금법을 이용하여 TiN 기판상에 구리막을 성장시켰고 그 각각에 대해 증착조건에 따른 성장막의 morphology, 성장기구 및 비저항, 막의 치밀성 등의 물리적 특성을 조사하였다. CVD 증착막의 결정립 크기와 입간의 기공은 막두께에 비례하여 커지는 경향을 나타내었으며 비저항은 4.7μΩcm로 구리의 체적비저항값과 거의 비슷한 것으로 나타났다. 무전해 도금막은 초기에는 layer-by-layer mode로 나중에는 is-land growth mode로 성장하는 경향을 보였다. CVD구리막의 막질은 후열처리 분위기에 따라서도 상당한 차이를 보였다. CVD구리막의 막질은 후열처리 분위기에 따라서도 상당한 차이를 보였으며, 활성화 에너지로부터 350˚C를 기준으로 증착기구가 변하는 것을 확인할 수 있었던 반면, 무전해 도금은 60-80˚C의 온도 구간에서 증착기구는 변하지 않았으나 도금 온도가 높을수록 막표면이 거칠어지는 경향을 나타내었다. 7:1 BHF 에칭 실험의 결과 무전해도금에 의한 구리막에 비해 CVD구리막의 에칭속도가 더 빨랐으며 막질도 덜 치밀한 것으로 나타났다.

TiO2/Ag 계 적층형 투명 열절연 박막의 최적 제작조건 설정을 위한 기초 연구로써, 스퍼터조건에 따른 결정구조 및 광학특성 변화거동을 관찰하였다. 반응성 스퍼터링에 의한 TiO2박막 제작조건에 따른 결정구조 및 광학특성 변화거동을 관찰하였다. 반응성 스퍼터링에 의한 TiO2 박막 제작시 Po2/PAr≤0.2에서는 α-TiO2 의 결정구조였으나, Po2/PAr≤0.2에서는 기판 온도(RT-370˚C) 및 열처리 온도(100-800˚C)에 관계없이 non-stoichiometric 화합물로 판명되어, 산소 분압비가 TiO2 의 조성제어에 가장 중요한 변수로 나타났다. TiO2 박막은 열처리 온도의 증가(100-800˚C)에 따라 굴절률이 증가(2.19-2.37)하는 경향이었는데, 이는 박막의 밀도증가에서 기인하는 것으로 판단된다. Ag 박막은(111)면과 (200)면이 우세한 결정립으로, 기판 온도(RT-370˚C) 및 열처리(100-800˚C)에 따라 등축상의 결정립 성장을 관찰할 수 있었다.

CdS/CuInSe2태양전지의 광흡수층인 CuInSe2박막을 In2Se3와 Cu2Se 이원화합물을 precursor로 하여 진공증발법으로 제조하였고 특성을 분석하였다. 먼저 유리기판위에 0.5μm 두께의 In2Se3를 susceptor온도를 변화시켜가면서 증착한 결과 400˚C에서 가장 평탄하고 치밀한 박막이 형성되었다. 그 위에 Cu2Se3를 진공증발시켜 증착함으로써 in-situ로 CuInSe2박막을 형성시키고 In2Se3를 추가로 증발시켜 CuInSe2박막내에 존재하는 제 2상인 Cu2Se를 제거시켰다. 이 경우 susceptor온도가 700˚C 일때 미세구조가 가장 좋은 CuInSe2박막이 형성되었으며 약 1.2μm 두께에서 약 2μm의 결정립크기와 (112) 우선배향성을 가졌다. 추가 In2Se3양이 증가함에 따라 CuInSe2박막의 조성편차보상으로 hole 농도가 감소하고 전기 비저항이 증가하였고, optical bandgap은 거의 일정한 값인 1.04eV의 값을 가졌다. Mo/유리기판 위에 증착한 CuInSe2박막도 유리기판 위에 증착한 박막과 비슷한 미세구조를 가졌으며, 이 박막을 토대로 ZnO/CdS/CuInSe2/Mo 구조를 갖는 태양전지 구현이 가능할 것으로 생각된다.

반응 가스 분압의 조절에 의한 HCD식 이온 도금 법으로 다양한 조성의 Ti(C, N) 경질 피막을 ASP30 공구강에 도금하였고 이 피막의 내마모성에 대한 조성의 영향을 경도, 밀착력 및 마모기구의 변화 등의 관점에서 고찰하였다. 경도는 질소나 탄소와 같은 비금속 성분량의 증가에 비례하지만 탄소함유량의 중가는 밀착력을 오히려 감소시켰다. 이 경향은 피막 밀도가 비교적 작은 정략적비 이하인 구간([C+N]/Ti<1)에서 보다 그 이상인 조성에서 영향이 뚜렷하였다. 따라서 피막의 내마모 특성은 높은 경도를 유지할 수 있는 ([C+N]/Ti>1)인 구역 내에서 밀착력 저하에 의한 adhesive 형태로의 마모 기구 변이를 억제할 수 있는 저 탄소 조성을 가질 때 최대로 된다.

Octadecyltrimethylammonium-TCNQ(1:1) complex was synthesized by the reaction of LiTCNQ with octadecyltrimethylammonium bromide and the reaction product was identified with FT-IR and UV/Vis spectroscopies. In order to prepare the LB films, π-A isotherm characteristics of octadecyltrimethylammonium-TCNQ(1:1) complex were investigated. The LB films of octadecyltrimethylammonium-TCNQ(1:1) complex were formed on various substrates and the formation of ultrathin films of octadecyltrimethylammonium-TCNQ(1:1) complex was confirmed by using FT-IR and UV-Vis spectroscopies.

Ultra-thin films of hexyltriphenylphosphonium-TCNQ(1:1) complex were formed on various substrates by Langmuir-Blodgett technique, where hexyltriphenylphosphonium-TCNQ(1:1) complex was synthesized by attaching hexyltriphenylphosphonium group to TCNQ. The reaction product was identified with FT-IR, and UV-Vis absorption spectroscopies. The formation of ultra-thin films of hexyltriphenylphosphonium-TCNQ(1:1) complex was confirmed also by FT-IR, and UV/Vis absorption spectroscopies.

The phase separated structure and the electro-optical properties of the (polymer/liquid) crystal : LC) composite film strongly depended on the weight fraction of LC in it. The continuous LC phase was formed in a three-dimensional polymer network when the LC weight fraction was above 40wt%. The aggregation structure of the composite film could be controlled by controlling the solvent evaporation velocity during the film preparation process. The smaller LC domains or channels were formed in the case of the faster solvent evaporation velocity. The composite film exhibited reversible light scattering-light transmission switching upon electric field -OFF and -ON states, respectiverly. The light scattering properties of the composite film strongly depended on the spatial distortion of the nematic directors as well as the mismatch in refractive indices between matrix polymer and LC.

진공증착법으로 제작한 V2O5 박막의 두께 및 결정성에 따른 전기변색 특성을 체계적으로 조사하였다. 증착된 박막은 노란색을 띄고 있었으며 140˚C 보다 높은 기판온도에서 증착된 V2O5 박막은 결정질로 낮은 기판온도에서 증착된 박막들은 비정질로 밝혀졌다. 리튬 이온 주입에 따른 V2O5 박막의 광 변조 특성 결과 V2O5 박막의 두께와 결정성에 관계없이 300~500nm 파장영역에서는 산화발색이 500~1100nm 파장영역에서는 환원 발색이 나타났다. 비정질과 결정질 Lix V2O5 박막의 optical band gap 에너지는 리튬 이온 주입양이 증가함에 따라 (x=0.0~0.6) 각각 0.75 [eV], 0.17 [eV]씩 높은 에너지쪽으로 이동하였다. 비정질 Lix V2O5 박막의 coloration efficiency는 근적외선 영역에서는 리튬 이온 주입과 박막두께에 따라 거의 변화가 없었으나 blue와 near-UV 영역에서는 absorption edge가 500nm 파장근처에서 높은 에너지 부근으로 이동됨으로 인하여, 박막두께가 증가하고 리튬 이온주입양이 감소할수록 coloration efficiency가 상당히 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 결정질 Lix V2O5 박막의 경우 coloration efficiency는 전파장영역에서 리튬 이온 주입양과 박막두께에 거의 영향을 받지 않는 것으로 밝혀졌다.

비정질 PEEK필름의 self-bonding공정시 조건 변화에 따르는 결정화도(crystallinlty)변화가 self-bonding강도에 미치는 영향을 고찰하기 위하여, 비정질 PEEK필름을 그 2차천이온도(Tg=143˚C)와 용융점(Tm=335˚C) 사이의 여러 온도에서 일정 압력 하에서 접합 시간을 달리하여 self-bonding시킨 후, 각 조건에서 개발된 self-bonding강도를 측정하고, 이에 따르는 결정화도 변화를 DSC를 이용하여 비교 분석하였다. 결정화도는 접합공정변수(시간과 온도)의 함수로서 증가하였고, 동일한 값의 결정화도를 보이는 시편들의 경우에도 접합공정의 조건에 따라 결과적인 self-bonding강도는 큰 차이가 있음을 보였다. 또한 접합후 시편을 상온으로 노냉시키는 동안에는 더 이상의 결정화 현상이 일어나지 않음이 DSC분석을 통하여 판명되었다.