분광타원법을 이용한 스퍼터된 V₂O₅ 박막의 성장특성 조사

임성택,강만일,이규성,김용기,류지욱,Lim, Sung-Taek,Kang, Man-Il,Lee, Kyu-Sung,Kim, Yong-Gi,Ryu, Ji-Wook 한국진공학회 2007 Applied Science and Convergence Technology Vol.16 No.2

[ $V_{2}O_{5}$ ] 박막의 성장특성을 분석하기 위해 RF 스퍼터링 시스템으로 C-Si 기판에 10 %와 0 %의 산소 분압비로 시료를 제작하였다. 구조적 특성의 분석을 위해 SBM과 XRD 측정을 실시하였고, 위상변조방식의 분광타원계를 이용하여 $0.75{\sim}4.0\;eV$ 범위에 걸쳐 타원상수를 측정하였다. 측정된 타원상수 분석을 위해 상용화된 분석용 프로그램인 DeltaPsi2를 이용하여, Double Amorphous 분산관계식으로 최적 맞춤 하였다. SEM과 XRD 측정결과 시료의 표면 및 결정 상태는 비정질임을 확인하였고, 타원상수의 분석에 의해 $V_{2}O_{5}$층의 두께, void비율, 표면 거칠기를 알 수 있었다. 또한 SEM 측정치와 비교한 결과 두 시료의 두께와 표면 거칠기의 결과가 잘 일치함을 확인 하였다. Optical structure of $V_{2}O_{5}$ thin films were analyzed and confirmed, the films were deposited in oxygen partial pressure 0% and 10% by RF magnetron sputtering system. Measurements of the elliptic constants were made in the range of $0.75{\sim}4.0\;eV$ by using phase modulated spectroscopic ellipsometer. The elliptic constants of the thin films were analyze by Double Amorphous dispersion relation. The calculated n, k spectra of $V_{2}O_{5}$ layer were obtained over the range of $0.75{\sim}4.0\;eV$ photon energy. SEM and XRD measurements were also made to validate the ellipsometric analysis and they give good agreement with the structural properties of the films. It was found that optical structure of the $V_{2}O_{5}$ layer has a 3 phase(roughness/film/substrate) and optical absorption properties are greatly depend on the partial pressure of the oxygen.

산소분압비에 따른 ZnO 박막의 성장특성

강만일,김문원,김용기,류지욱,장한오,Kang, Man-Il,Kim, Moon-Won,Kim, Yong-Gi,Ryu, Ji-Wook,Jang, Han-O 한국진공학회 2008 Applied Science and Convergence Technology Vol.17 No.3

산소분압비에 따른 ZnO 박막의 성장특성을 알아보기 위해 RF 스퍼터링 시스템을 이용하여 $0%{\sim}30%$의 산소분압비로 박막을 제작하였다. 위상변조방식의 분광타원계를 이용하여 $1.5{\sim}3.8eV$ 범위에 걸쳐 타원상수를 측정하였고, TL 분산관계식을 이용하여 최적맞춤한 결과 박막과 표면기칠기층의 두께, void 비율을 알 수 있었고, ZnO 알갱이의 크기는 산소분압비의 증가에 따라 그 크기가 작아짐을 알 수 있었다. 산소분압비에 따른 ZnO 박막의 밴드 갭은 산소유입량의 증가에 따라 증가하여 ZnO 박막의 광흡수 특성이 산소분압비에 크게 의존함을 알았고, 산소분압비의 증가는 결정의 불완전성을 증가시키는 것으로 나타났다. ZnO thin films were grown on a glass by RF sputtering system with RF power 100W and oxygen partial pressure of $0%{/sim}30%$. Elliptic constants were measured by using a phase modulated spectroscopic ellipsometer and analyzed with the Tauc-Lorentz dispersion formula and best fit method in the range of 1.5 to 3.8eV. Also, scanning electron microscope(SEM) was used for the analysis of surface crystallization condition. From elliptic constants spectra, optical constants, thickness and roughness of ZnO films were evaluated. Total thickness of ZnO films obtained by ellipsometry showed good agreement with SEM data. It was found that the grain size of the films were getting smaller with increasing oxygen partial pressure. Band-gap of ZnO films increase with the oxygen partial pressure. These findings clearly indicate that optical properties of ZnO films are strongly dependent on the oxygen partial pressure. It could be explained that increasing the oxygen partial pressure induced high crystalline imperfection in the ZnO films.

분광타원법을 이용한 스퍼터된 Ta₂O₅ 박막의 광학적 특성

김선희,이의현,정인우,현장훈,이성용,강만일,류지욱,Kim, Sun-Hee,Lee, Eui-Hyun,Jung, In-Woo,Hyun, Jang-Hoon,Lee, Sung-Young,Kang, Man-Il,Ryu, Ji-Wook 한국진공학회 2009 Applied Science and Convergence Technology Vol.18 No.2

본 연구에서는 RF 파워, 기판의 종류, 산소분압비의 다양한 제작조건으로 RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 $Ta_{2}O_{5}$ 박막을 제작하였다. 제작된 $Ta_{2}O_{5}$ 박막의 분석을 위해 위상변조방식의 분광타원계를 이용하여 타원상수를 $1.0{\sim}4.0eV$ 영역에 걸쳐 측정하였고, Tauc-Lorentz 분산관계식을 이용하여 박막의 두께와 광학상수를 분석한 결과 제작조건에 따른 광학상수의 크기와 분간형태의 변화가 나타났다. 또한 분산관계식에 의해 분석된 박막의 두께와 광학상수를 이용하여 얻은 투과율 스펙트럼을 UV-Vis 분광광도계에 의해 측정된 값과 비교하여 타원상수 분석을 통해 얻은 두께와 광학상수의 신뢰성을 확인하였다. $Ta_{2}O_{5}$ thin films were deposited by RF magnetron sputtering method under various RF power, substrates and oxygen partial pressure. Elliptic constants were measured by using a phase modulated spectroscopic ellipsometer and analyzed with the Tauc-Lorentz dispersion formula and best fit method in the range of 310$\sim$1239 nm. Also, transmittance spectra of the films were measured by UV -Vis spectrophotometer in the range of 300$\sim$1000 nm. From these data, thickness of $Ta_{2}O_{5}$ and surface layer were analyzed and changes of magnitude and shape of dispersion of optical constants according to fabricated conditions were measured. Also, to evaluate thickness and optical constants data analyzed by Tauc-Lorentz dispersion formula, the measured and analyzed transmittance spectra were compared. In result of the comparison, two spectra were in good agreement each other. Accordingly, it indicates that our ellipsometric analysis is valid.

분광타원법을 이용한 스퍼터된 V₂O₅ 박막의 성장특성 조사

임성택(Sung-Taek Lim),강만일(Man-Il Kang),이규성(Kyu-Sung Lee),김용기(Yong-Gi Kim),류지욱(Ji-Wook Ryu) 한국진공학회(ASCT) 2007 Applied Science and Convergence Technology Vol.16 No.2

V₂O? 박막의 성장특성을 분석하기 위해 RF 스퍼터링 시스템으로 C-Si 기판에 10 %와 0 %의 산소 분압비로 시료를 제작하였다. 구조적 특성의 분석을 위해 SEM과 XRD 측정을 실시하였고, 위상변조방식의 분광타원계를 이용하여 0.75~4.0 eV 범위에 걸쳐 타원상수를 측정하였다. 측정된 타원상수 분석을 위해 상용화된 분석용 프로그램인 DeltaPsi2를 이용하여, Double Amorphous 분산관계식으로 최적 맞춤 하였다. SEM과 XRD 측정결과 시료의 표면 및 결정 상태는 비정질임을 확인하였고, 타원상수의 분석에 의해 V₂O?층의 두께, void비율, 표면 거칠기를 알 수 있었다. 또한 SEM 측정치와 비교한 결과 두 시료의 두께와 표면 거칠기의 결과가 잘 일치함을 확인 하였다 Optical structure of V₂O? thin films were analyzed and confirmed, the films were deposited in oxygen partial pressure 0 % and 10 % by RF magnetron sputtering system. Measurements of the elliptic constants were made in the range of 0.75~4.0 eV by using phase modulated spectroscopic ellipsometer. The elliptic constants of the thin films were analyze by Double Amorphous dispersion relation. The calculated n, k spectra of V₂O? layer were obtained over the range of 0.75~4.0 eV photon energy. SEM and XRD measurements were also made to validate the ellipsometric analysis and they give good agreement with the structural properties of the films. It was found that optical structure of the V₂O? layer has a 3 phase(roughness/film/substrate) and optical absorption properties are greatly depend on the partial pressure of the oxygen.

분광타원법을 이용한 스퍼터된 Ta₂O₅ 박막의 광학적 특성

김선희(Sun-Hee Kim),이의현(Eui-Hyun Lee),정인우(In-Woo Jung),현장훈(Jang-Hoon Hyun),이성용(Sung-Young Lee),강만일(Man-Il Kang),류지욱(Ji-Wook Ryu) 한국진공학회(ASCT) 2009 Applied Science and Convergence Technology Vol.18 No.2

본 연구에서는 RF 파워, 기판의 종류, 산소분압비의 다양한 제작조건으로 RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 Ta₂O? 박막을 제작하였다. 제작된 Ta₂O? 박막의 분석을 위해 위상변조방식의 분광타원계를 이용하여 타원상수를 1.0∼4.0eV 영역에 걸쳐 측정하였고, Tauc-Lorentz 분산관계식을 이용하여 박막의 두께와 광학상수를 분석한 결과 제작조건에 따른 광학상수의 크기와 분산형태의 변화가 나타났다. 또한 분산관계식에 의해 분석된 박막의 두께와 광학상수를 이용하여 얻은 투과율 스펙트럼을 UV-Vis 분광광도계에 의해 측정된 값과 비교하여 타원상수 분석을 통해 얻은 두께와 광학상수의 신뢰성을 확인하였다. Ta₂O? thin films were deposited by RF magnetron sputtering method under various RF power, substrates and oxygen partial pressure. Elliptic constants were measured by using a phase modulated spectroscopic ellipsometer and analyzed with the Tauc-Lorentz dispersion formula and best fit method in the range of 310~1239 ㎚. Also, transmittance spectra of the films were measured by UV-Vis spectrophotometer in the range of 300~1000 ㎚. From these data, thickness of Ta₂O? and surface layer were analyzed and changes of magnitude and shape of dispersion of optical constants according to fabricated conditions were measured. Also, to evaluate thickness and optical constants data analyzed by Tauc-Lorentz dispersion formula, the measured and analyzed transmittance spectra were compared. In result of the comparison, two spectra were in good agreement each other. Accordingly, it indicates that our ellipsometric analysis is valid.

다공질규소의 표면물질이 EL특성에 미치는 영향

홍사용,박이준,심숙이,김영유,이춘우,류지욱 公州大學校 基礎科學硏究所 1997 自然科學硏究 Vol.6 No.-

p형 단결정 규소기판을 10% HF-에탄올 용액속에서 일정한 전류를 흘려 양극반응으로 다공질규소를 제작하였다. 제작한 다공질규소를 0.2M Na₂S0₄용액과 접촉시켜 2.4mA/㎠의 정전류를 흘려 양극산화시킬 때 나타나는 가시광 EL과 병행하여 FT-IR 흡수스펙트라를 조사하였다. 그 결과 양극산화에 의한 EL이 일어나기 전에는 표면에 높은 밀도의 ?? 존재하였으나 EL후에는 ??사라지고 Si-O-Si 결합이 나타났다. 이같은 결과로 EL은 다공질규소의 표면에 존재하는 수소화물이 다공질구조 내부로 전자를 주입하여 일어나는 것으로 해석되었다. Electroluminescence from p-type porous silicon prepared by anodic oxidation in 10% HF-ethanol solution for various oxidation times and current densities in Na₂S0₄aqueous solution was investigated galvanostatically. The time dependence of the integrated EL intensity had a good correlation with that of the amount of ?? species, which was determined by in situ reflection FT-IR, indicating that the surface ?? acts as an electron injector.

Laser 광속에 의한 둥근관의 직경 측정

홍남관,류지욱 公州大學校 基礎科學硏究所 1997 自然科學硏究 Vol.6 No.-

본 연구에서는 레이저광의 출력안정성과 고지향성을 이용하여 한 점에서 나오는 레이저광을 확산시킨 후에 평행광속으로 만들어 일정한 면적을 비추어 줄 때 그 강도비를 측정하여 피측정물체의 직경을 잴 수 있는 장치를 만들었다. 이 장치를 이용하면 피측정 물체와 광센서가 직접접촉 되지 않아도 되며, 센서에서 피측정 물체 사이의 거리를 멀리할 수 있고, 측정 시간을 광 검출기와 전자부품의 반응한계까지 줄일 수 있으며, 피측정물체의 화학성분과는 무관하게 측정할 수 있다. 이 측정기로 둥근 물체의 직경, 가늘고 긴 선의 굵기 분포 등을 측정 하여 micrometer나 vernier calipers로 측정한 값과 비교한 결과 신뢰성이 있음을 확인할 수 있었다. A diameter measurement system using laser beam was developed. The laser beam was collimated to irradiate constant area. By measuring the ratio between input intensity and output intensity of the light, the size of an object can be scaled. The advantages of this system are to avoid the direct contact between an object and a sensor, to reduce the time of measurement, and to measure objects regardless of their chemical compositions. It was shown that our measurements were credible compared with results done by micrometers and vernier calipers.

투사형 전조등의 광학적 분석

성희진,홍사용,류지욱 公州大學校 基礎科學硏究所 1999 自然科學硏究 Vol.8 No.-

투사형 전도등의 특성을 조사하기 위해 광선 추적법으로 광학계를 분석하고 그 결과를 포물경 전도등과 비교하였다. 포물경 전도등의 경우 광학계가 단순한 장점이 있지만 광원의 일부분 만을 반사하며 실제 광원의 크기와 위치를 고려할 때 높은 수차가 불가피 했다. 투사형 전도등은 여러개의 광학부품 사용하는 복잡함과 전체적 길이가 길어지는 단점이 있지만 포물경 전도등 보다 40%이상의 빛을 더 활용하며 전체적인 수차도 상당히 줄일 수 있었다. 그러나 투사형 전도등 광학계의 성능은 비구면 렌즈의 형태에 매우 민감한 것으로 나타났다. To investigate characteristics of the projection type headlights for automobiles, we used ray tracing methods and compared the results with those from parabolic type headlights. The parabolic type headlights are simple but have two limits: first, they require large apertures. To reflect 50% of a source light, the aperture must be 4 times of focal length and to have more reflected light, apertures must grow geometrically. second, a parabolic mirror have large aberration when a source is away from a focus, since output of a headlight cannot be divergent, a source should locate far side from a mirror and moreover a light source has a finite size, large aberration is unavoidable. The projection type headlights have many optical components and longer depth compared with parabolic types, but their apertures can be made small. Advantage of using a ellipsoidal mirror is to reduce beam divergence by half and displace a focal position to another focal point, so that spherical aberration free and short focal length aspherical lens can be placed in proper position. In our study, we adopt a commercially available aspheric lens and the results were quite good compared with those from parabolic types but not optimal since output experienced total reflection at an aspheric lens. We found to improve performance of headlights, proper design of an aspheric lens was crucial.

얕은 물에서의 고립파 발생과 그 특성에 관한 연구

류지욱,홍사용,최용선 公州大學校 基礎科學硏究所 1999 自然科學硏究 Vol.8 No.-

단순한 기구를 사용하여 얕은 물에서 비진행성 고립파를 만들고 그 성질을 조사하였다. 고립파를 발생시키기 위하여 낮은 진동수의 신호를 스피커 콘을 통해 직사각형 물결통에 공급하였다. 물결통에는 처음에 평면파인 도파관모드 파가 발생하였으나 물결통을 횡방향으로 기울임으로써 진동수 5.1Hz와 10.2Hz에서 고립파를 발생시킬수 있었다. 발생된 고립파의 특성을 조사한 결과 솔리톤의 일반적 특성과 일치하였다. Non-propagating solitary waves were generated in a swallow water tank and investigated their properties. To generate solitary waves, low frequency sinusoidal wave was supplied to a speaker cone and its audio output was directed to a rectangular water tank. Initially, waveguide mode plane waves were present in the tank. By tilting the tank to the direction perpendicular to propagation of the waves, we found solitary waves at frequencies 5.1 Hz and 10.2 Hz. By analyzing experimental results, we also found that the solitary waves in this experiment had the same properties as soliton.

새 物理 敎育課程 實驗의 效率的 運營方案

權寧駿,柳志旭 공주대학교 사범대학 과학교육연구소 1984 과학교육연구 Vol.16 No.1

Experiment is very important in physics education. We analyzed the ex-perimental procedures in new physics curriculum of high school and propose the followings for its effective management. 1. It is better that the physics experiment wouid be divided into essential, optional and extra-curricular experiment according to ability of students and conditions of laboratory facilities. 2. It is better to consider the proper time of experimental activity. 3. Laboratory works should be performed in various ways. 4. The basic facilities and the experimental apparatuses should be prepared and new apparatuses developed. 5. Rational management of manpower is essential for effective implementation of experiments.