해양산업시설에서는 많은 종류의 유해물질의 배출 가능성이 존재하기 때문에 이에 대한 체계적인 대응체계가 필요하다. 그 중 연속자동 측정이 가능하면서 ppb 수준의 낮은 검출하한 (limit of detection:LOD)를 갖는 센서 구현은 매우 중요하다. 이를 위해 본 연구에서 는 활성탄소(carbon black)와 Indium tin oxide (ITO) 나노입자를 혼합한 film의 표면저항의 변화를 이용한 고성능 센서 제안 및 구현을 위해 성능인자를 최적화하였다. 센서 구조는 접촉 면적과 전극 간격을 최적화하였다. 접촉 면적이 증가하면 감도, LOD 성능이 향상되었으며 60 mm2에서 최적화되었다. 또한, 전극 간격은 접촉 면적을 일정하게 유지한 상태에서 변화시켰으며 센서 응답은 전극 간격이 감소함에 따라 증가하는 것을 확인하였다. 마지막으로 센서 표면에서의 유해물질의 잔류시간 증가를 위해 화학흡착제를 적용하였다. 화학흡착제는 유해 물질을 선택적으로 흡수할 수 있는 polyester계를 선택하였다. 그 결과 농도가 증가함에 따라 응답이 선형적으로 증가하여 센서로 활용이 가능한 것을 확인하였다. 이러한 3가지의 방법을 통해 센서를 제작하였을 때 액상 유해물질을 기존 센서의 LOD(89.9 ppb)와 비교 10~40 ppb 정도의 낮은 농도를 검출할 수 있는 센서를 구현하였다.

나노여과를위한 박막 나노복합체(TFN) 멤브레인 기술의 발전은 천연 자원에서 오염 물질을 제거하는 데 중요하 다. 최근에는 기존의 박막 복합체(TFC) 및 나노복합체 멤브레인에서 불가피한 단점을 극복하기 위해 다양한 금속유기구조체 (MOF) 수정이 테스트되었다. 일반적으로 MIL-101(Cr), UiO-66, ZIF-8 및 HKUST-1 [Cu3(BCT2)]은 용매 투과성 및 용질 제 거 측면에서 막 성능을 현저하게 향상시키는 것으로 입증되었다. 이 리뷰에서는 이러한 MOF가 나노 여과에 미치는 영향에 대 한 최근 연구가 논의될 것이다. 서로 다른 금속유기구조체의 동시 사용 및 고유한 금속유기구조체 레이어링 기술(예: 딥 코팅, 스프레이 사전 배치, Langmuir-Schaefer 필름 등)과 같은 다른 새로운 기능도 멤브레인 성능을 향상시켰다. 이러한 MOF 변 형 TFN 멤브레인은 각각의 TFC 및 TFN 멤브레인에서 분리 성능을 향상시키는 것으로 자주 나타났을 뿐만 아니라 많은 보 고서에서 비용 효율적이고 환경 친화적인 공정에 대한 잠재력을 설명한다.

리튬금속전지(LMB)는 매우 큰 이론 용량을 갖지만 단락(short circuit), 수명 감소 등을 야기하는 덴드라이트(dendrite) 가 형성되는 큰 문제점을 갖고 있다. 본 연구에서는 poly(dimethylsiloxane) (PDMS)에 graphene oxide (GO) nanosheet를 고르게 분산시킨 PDMS/GO 복합체를 합성하였고 이를 박막 형태로 코팅하여 덴드라이트의 형성을 물리적으로 억제할 수 있는 막의 효과를 이끌어내었다. PDMS의 경우, 그 자체로는 이온 전도체가 아니기 때문에 리튬 이온의 통로를 형성시켜 리튬 이온의 이동을 원활하게 하기 위하여 5wt% 불산(HF)으로 에칭하여 PDMS/GO 박막이 이온전도성을 가질 수 있도록 하였다. 주사전자현미경(scanning electron microscopy, SEM)을 통해 전면 및 단면을 관찰하여 PDMS/GO 박막의 형상을 확인하였다. 그리고 PDMS/GO 박막을 리튬금속전지에 적용하여 실시한 배터리 테스트 결과, 100번째 사이클까지 쿨롱 효율(columbic efficiency) 이 평균 87.4%로 유지되었고, 박막이 코팅되지 않은 구리 전극보다 과전압이 감소되었음을 전압 구배(voltage profile) 를 통해 확인하였다.

We have demonstrated the production of thin films containing multilayer graphene-coated copper nanoparticles (MGCNs) by a commercial electrodeposition method. The MGCNs were produced by electrical wire explosion, an easily applied technique for creating hybrid metal nanoparticles. The nanoparticles had average diameters of 10–120 nm and quasi-spherical morphologies. We made a complex-electrodeposited copper thin film (CETF) with a thickness of 4.8 μm by adding 300 ppm MGCNs to the electrolyte solution and performing electrodeposition. We measured the electric properties and performed corrosion testing of the CETF. Raman spectroscopy was used to measure the bonding characteristics and estimate the number of layers in the graphene films. The resistivity of the bare-electrodeposited copper thin film (BETF) was 2.092 × 10–6 Ω·cm, and the resistivity of the CETF after the addition of 300 ppm MGCNs was decreased by 2% to ~2.049 × 10–6 Ω·cm. The corrosion resistance of the BETF was 9.306 Ω, while that of the CETF was increased to 20.04 Ω. Therefore, the CETF with MGCNs can be used in interconnection circuits for printed circuit boards or semiconductor devices on the basis of its low resistivity and high corrosion resistance.

정삼투 분리막 용도에 적합한 폴리아미드 복합막의 제조에 있어 지지층의 극성 및 공극률이 폴리아미드 구조 및 정삼투 분리막 투과 성능에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 클레쏘킬레이트 금속착물(0.1-0.5중량%)이 함유된 폴리술폰(18중 량%) 용액을 상전이 공정을 통하여 지지층을 제조하였다. 제조된 지지층 상에 방향족 폴리아미드 활성층을 제막하였다. 다공 성 PSF 지지층 제조를 위하여 상대적으로 낮은 폴리술폰(12중량%) 용액을 이용한 지지층을 폴리에스터 필름상에서 제조한 후 필름을 제거하고 제조된 지지층 상에 방향족 폴리아미드 활성층을 제막하였다. 제막된 시편 중 폴리술폰(18중량%)/금속착 물(0.5중량%)로 만들어진 FO막은 유량 9.99 LMH, reverse salt flux 0.77 GMH로 HTI의 상용막(10.97 LMH, 2.2 GMH)과 비교해도 거의 비슷한 유량값과 향상된 RSF 값을 얻을 수 있었다. 캐스팅 용액의 금속착물의 첨가로 활성층 두께가 줄어들 었으나 제거효율은 향상되는 결과를 얻을 수 있었다.

The power capacitors used as vehicle inverters must have a small size, high capacitance, high voltage, fast response and wide operating temperature. Our thin film capacitor was fabricated by alumina layers as a dielectric material and a metal electrode instead of a liquid electrolyte in an aluminum electrolytic capacitor. We analyzed the micro structures and the electrical properties of the thin film capacitors fabricated by nano-channel alumina and metal electrodes. The metal electrode was filled into the alumina nano-channel by electroless nickel plating with polyethylene glycol and a palladium catalyst. The spherical metals were formed inside the alumina nano pores. The breakdown voltage and leakage current increased by the chemical reaction of the alumina layer and PdCl2 solution. The thickness of the electroless plated nickel layer was 300 nm. We observed the nano pores in the interface between the alumina layer and the metal electrode. The alumina capacitors with nickel electrodes had a capacitance density of 100 nF/cm2, dielectric loss of 0.01, breakdown voltage of 0.7MV/cm and leakage current of 104μA.

Ultra-thin aluminum (Al) and tin (Sn) films were grown by dc magnetron sputtering on a glass substrate. The electrical resistance R of films was measured in-situ method during the film growth. Also transmission electron microscopy (TEM) study was carried out to observe the microstructure of the films. In the ultra-thin film study, an exact determination of a coalescence thickness and a continuous film thickness is very important. Therefore, we tried to measure the minimum thickness for continuous film (dmin) by means of a graphical method using a number of different y-values as a function of film thickness. The raw date obtained in this study provides a graph of in-situ resistance of metal film as a function of film thickness. For the Al film, there occurs a maximum value in a graph of in-situ electrical resistance versus film thickness. Using the results in this study, we could define clearly the minimum thickness for continuous film where the position of minimum values in the graph when we put the value of Rd3 to y-axis and the film thickness to x-axis. The measured values for the minimum thickness for continuous film are 21 nm and 16 nm for sputtered Al and Sn films, respectively. The new method for defining the minimum thickness for continuous film in this study can be utilized in a basic data when we design an ultra-thin film for the metallization application in nano-scale devices.

We studied the influence of different types of metal electrodes on the performance of solution-processed zinc tin oxide (ZTO) thin-film transistors. The ZTO thin-film was obtained by spin-coating the sol-gel solution made from zinc acetate and tin acetate dissolved in 2-methoxyethanol. Various metals, Al, Au, Ag and Cu, were used to make contacts with the solution-deposited ZTO layers by selective deposition through a metal shadow mask. Contact resistance between the metal electrode and the semiconductor was obtained by a transmission line method (TLM). The device based on an Al electrode exhibited superior performance as compared to those based on other metals. Kelvin probe force microscopy (KPFM) allowed us to measure the work function of the oxide semiconductor to understand the variation of the device performance as a function of the types metal electrode. The solution-processed ZTO contained nanopores that resulted from the burnout of the organic species during the annealing. This different surface structure associated with the solution-processed ZTO gave a rise to a different work function value as compared to the vacuum-deposited counterpart. More oxygen could be adsorbed on the nanoporous solution-processed ZTO with large accessible surface areas, which increased its work function. This observation explained why the solution-processed ZTO makes an ohmic contact with the Al electrode.

본 논문은 메탈 이중층 전극을 이용한 유기 박막 트랜지스터를 제작하여 Au나 Ag 금속만으로 제작한 일반적인 유기 박막 트랜지스터와의 전기적 특성을 비교하였다. 전기적 특성에서 게이트 절연층은 높은 K 값을 갖는 Al2O3를 사용하였고, 유기 반도체층은 펜타센을 사용하였다. 본 실험에서 제작한 유기 박막 트랜지스터는 1.6 × 10-1 cm2의 포화영역 이동도를 얻을 수 있었으며, 또한 드레인 전압을 -5V로 하고, 게이트 전압을 3 V에서 -10 V 까지 인가하였을 때 3×105의 전멸 비를 얻을 수 있었다.

Metal thin film patterns on a LTCC substrate, which was connected through inner via and metal paste for electrical signals, were formed by a screen printing process that used electric paste, such as silver and copper, in a conventional method. This method brought about many problems, such as non uniform thickness in printing, large line spaces, and non-clearance. As a result of these problems, it was very difficult to perform fine and high resolution for high frequency signals. In this study, the electric signal patterns were formed with the sputtered metal thin films (Ti, Cu) on an LTCC substrate that was coated with protective oxide layers, such as TiO2 and SiO2. These electric signal patterns' morphology, surface bonding strength, and effect on electro plating were also investigated. After putting a sold ball on the sputtered metal thin films, their adhesion strength on the LTCC substrate was also evaluated. The protective oxide layers were found to play important roles in creating a strong design for electric components and integrating circuit modules in high frequency ranges.

Electrical properties of multi-channel metal-induced unilaterally precrystallized polycrystalline silicon thin-film transistor (MIUP poly-Si TFT) devices and circuits were investigated. Although their structure was integrated into small area, reducing annealing process time for fuller crystallization than that of conventional crystal filtered MIUP poly-Si TFTs, the multi-channel MIUP poly-Si TFTs showed the effect of crystal filtering. The multi-channel MIUP poly-Si TFTs showed a higher carrier mobility of more than 1.5 times that of the conventional MIUP poly-Si TFTs. Moreover, PMOS inverters consisting of the multi-channel MIUP poly-Si TFTs showed high dynamic performance compared with inverters consisting of the conventional MIUP poly-Si TFTs.

본 연구에서는 PET(PentaEthoxy Tanatalum:Ta(OC2H5)5) 유기금속 화합물 전구체를 사용하여 차세대 초고집적회로 제조시 고유전체 물질로 유망한 Ta2O5 박막을 열화학증착 방법에 의하여 증착하였다. 본 증착실험을 통하여 여러 가지 운속기체, 기판온도, 반응압력 등의 공정변수가 층덮힘에 미치는 영향을 고찰하였으며 Monte Carlo 전산모사 결과와 기판온도 변화에 따른 층덮힘 패턴의 변화에 대한 실험결과를 비교하여 부착계수를 산출하였다. 운송기체로는 N2, Ar, He을 바꿔가며 실험하였으며 He>N2>Artns으로 층덮힘이 양호한 것으로 나타났다. 이는 운송기체의 종류에 따라 운동량 확산도, 열 확산도, 물질 확산도 등의 이동현상 특성값들이 다르기 때문이라 생각된다. 기판온도의 증가는 운송기체의 종류에 관계없이 층덮힘을 악화시켰으며 도랑내부에서의 Knudsen 확산과 표면반응물의 탈착에 비해 표면반응이 보다 지배적인 역할을 담당함을 알 수 있었다. 또한 질소를 운송기체로 사용한 경우에 부착계수의 겉보기 활성화 에너지는 15.9Kcal/mol로 나타났다. 그리고 3Torr 이하에서 반응압력이 증가하는 반응압력이 증가하는 경우에는 물질 확산도의 감소 효과 때문에 층덮힘이 악화되었다. 본 연구결과 3Torr, 350˚C에서 He 운송기체를 이용한 경우가 가장 우수한 층덮힘을 얻을 수 있는 최적 공정 조건임을 알 수 있었다.

저압 유기금속 화학 증탁법에 의하여 Pt/Ti/SiO2/Si 기판위에 (Ba1-x , Srx)TiO/3박막이 제조 되었다. 제조된 BST 박막의 결정화도는 증착온도가 증가함에 따라 (100)방향으로 우선 성장하였다. 900˚C에서 증착한 BST 박막은 100kHz의 주파수에서 유전상수가 365, 유전손실이 0.052를 나타내었다. 인가전계에 따라 축전용량의 변화가 작은 상유전 특성을 보였으며 0.2MV/cm인가 전계에서 축적 전하 밀도(charge storage density)는 60fC/μm2을, 0.15MV/cm인가 전계 영역에서 누설 전류밀도(leakage current density)는 20nA/cm2을 나타냈다.냈다.

전자빔 증착법을 사용하여 Ti과 Co를 Si(100) 단결정, 다결정 Si 및 SiO2기판에 증착한 후 900˚C에서 20초 급속 열처리하여, Co/Ti 이중박막으로부터의 실리사이드화 반응을 조사하였다. 단결정 시편의 경우 Ti의 두께를 5~6mm로 최소화함으로서 두께가 균일하고 기판과의 계면이 평탄하며 비저항이 낮고 열적 안정성이 높은 CoSi2 에피박막을 형성할 수 있었다. 그러나 다결정 시편에는 두께와 계면이 불균일하고 열적으로도 불안정한 다결정의 CoSi2와 그 위에 두개의 Co-Ti-Si혼합층이 형성되었다. 한편 SiO2 우에 증착된 Co/Ti은 열처리를 하여도 확산하지 않고 그대로 남아 있어서, Co/Ti 이중박막의 SiO2와의 반응성이 미약함을 보여 주었다.