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플라즈모닉스 현상을 이용한 전반사 기반 다층 유전체 박막 센서의 특성 분석
김홍승,이태경,김두근,정유라,오금윤,이병현,기현철,최영완,Kim, Hong-Seung,Lee, Tae-Kyeong,Kim, Doo-Gun,Jung, You-Ra,Oh, Geum-Yoon,Lee, Byeong-Hyeon,Ki, Hyun-Chul,Choi, Young-Wan 한국전기전자재료학회 2012 전기전자재료학회논문지 Vol.25 No.7
In this paper, we have theoretically analyzed and designed a dielectric multi-layer sensor with a SPR (surface plasmon resonance) using analytical calculation and FDTD (finite difference time-domain) methods. The proposed structure is composed of periodic layer and thin metal film. It has many advantages. One of that is a high sensitivity of the SPR. Another is a high Q-factor of the characteristics in the PhC (photonic crystals) micro-cavity structure. The incident light has double resonance characteristics, because the filtered light by PhC structure, dielectric multi-layer, is met the thin metal film for SPR effect. We have also observed the change of resonance characteristics according to the variation of effective index on the metal film.
감압화학증착의 이단계 성장으로 실리콘 기판 위에 증착한 in-situ 인 도핑 다결정 실리콘 박막의 미세구조 조절
김홍승,심규환,이승윤,이정용,강진영 한국전기전자재료학회 2000 전기전자재료학회논문지 Vol.13 No.2
For the well-controlled growing in-situ heavily phosphorus doped polycrystalline Si films directly on Si wafer by reduced pressure chemical vapor deposition, a study is made of the two step growth. When in-situ heavily phosphorus doped Si films were deposited directly on Si (100) wafer, crystal structure in the film is not unique, that is, the single crystal to polycrystalline phase transition occurs at a certain thickness. However, the well-controlled polycrtstalline Si films deposited by two step growth grew directly on Si wafers. Moreover, the two step growth, which employs crystallization of grew directly on Si wafers. Moreover, the two step growth which employs crystallization of amorphous silicon layer grown at low temperature, reveals crucial advantages in manipulating polycrystal structures of in-situ phosphorous doped silicon.
산화를 이용한 고농도 Ge 함유 SiGe 박막 형성 연구
김홍승 한국물리학회 2006 새물리 Vol.53 No.1
결정화한 다결정 Si$_{0.7}$Ge$_{0.3}$의 산화에 따른 박막내부에서의 Ge 조성 및 박막 구조 변화에 대해 알아보았다. Ge 조성 분석을 위하여 Auger를 이용하였고, 박막 구조 분석을 위하여 XRD와 단면 및 평면 투과전자현미경 관찰을 행하였다. 산화가 진행됨에 따라 Ge 조성이 증가한 표면층과 원래 Ge 조성을 유지하는 층으로 분리되었고, Ge 조성이 증가한 층은 산화 시간이 증가하면서 두께도 증가하였다. 결국은 전체적인 두께에 걸쳐 Ge 몰분율이 증가한 박막이 되었으며, 최종적으로는 Si$_{0.7}$Ge$_{0.3}$에서 Si$_{0.5}$Ge$_{0.5}$ 박막으로 변화하였다. Ge 조성의 변화는 산화 초기 Ge 조성이 증가한 층과 Ge 조성을 유지하는 하부 층은 격자 상수의 차이로 인하여 계면에 불일치 전위들이 형성되었고 Ge의 연속적인 확산을 따라 아래 부분으로 이동하여 최종적으로 박막 전체가 Si$_{0.5}$Ge$_{0.5}$ 박막으로 변화되면서 불일치에 의한 전위도 사라졌다. The evolution of the microstructure and Ge mole fraction during oxidation of polycrystalline Si$_{0.7}$Ge$_{0.3}$ films prepared by using solid phase crystallization has been investigated by using transmission electron microscopy and auger electron spectroscopy. Since the Ge began piling up behind the oxide from an early state of oxidation, the Si$_{0.7}$Ge$_{0.3}$ films had two regions: Ge-rich layer beneath the oxide and a Si$_{0.7}$Ge$_{0.3}$ layer beneath the Ge-rich layer. As the oxidation continued, Ge diffusion caused the thickness of the Ge-rich to layer is increase. Finally, the films change from polycrystalline Si$_{0.7}$Ge$_{0.3}$ to Si$_{0.5}$Ge$_{0.5}$ and misfit dislocations form due to the strain between the Ge-rich layer and the remaining Si$_{0.7}$Ge$_{0.3}$ layer. These dislocations cause the Ge-rich layer/remaining Si$_{0.7}$Ge$_{0.3}$ layer interface to move downward. This leads to the misfit dislocations being expelled toward the grain boundaries. Finally, the misfit dislocation completely varnish from in the Si$_{0.5}$Ge$_{0.5}$ film.
유기 박막 트랜지스터를 위한 유기/무기 이중 적층 유전막의 특성 연구
김홍승,도이미,백규하,이원재,정은수 한국물리학회 2006 New Physics: Sae Mulli Vol.53 No.4
The characteristics of an organic/inorganic double-stacked dielectric layer were investigated for organic thin-film transistors. The double-staked dielectric layer was composed of a TiO$_2$-Ga$_2$O$_3$ mixed film deposited by using PEALD (plasma-enhanced atomic-layer deposition) at room temperature on a PMMA (poly-methyl methacrylate) organic film. The TiO$_2$-Ga$_2$O$_3$ film showed a dielectric constant of 150 for an electric field of only 0.5 MV/cm. On the other hand, the PMMA kept an electric field of over 20 MV/cm with a dielectric constant of 2. The double-stacked dielectric layer showed a dielectric constant of 18 and kept an electric field of as much as 3-10 MV/cm, depending on the thickness of the PMMA. 유기 박막 트랜지스터의 성능 및 신뢰성 향상을 위한 유전체 형성을 위하여 유기/무기 이중 적층 유전막 구조의 특성에 대해 살펴보았다. PEALD (plasma enhanced Atomic layer deposition) 법으로 상온에서 증착한 TiO$_2$-Ga$_2$O$_3$ 나노 혼합 무기 박막과 PMMA (poly-methyl methacrylate) 유기 박막을 이중 유전체로 구성하였다. TiO$_2$-Ga$_2$O$_3$ 무기 박막은 150 정도의 높은 유전상수를 가졌으나 전기적 절연 효과가 0.5 MV/cm정도도 되지 않았다. 그에 비해 PMMA 절연막은 2 정도로 낮은 유전상수를 갖는 반면 20 MV/cm 이상의 절연효과를 보여주었다. 이 두 박막을 함께 유전체로 사용한 결과 PMMA 두께에 따라 3-10 MV/cm의 절연 세기와 18 정도의 유전상수 값을 가졌다.