아르곤 플라즈마를 이용하여 유리기판에 증착된 PTFE 박막의 초친수 특성 연구

이병로,배강,김화민,Rhee, Byung Roh,Bae, Kang,Kim, Hwa-Min 한국전기전자재료학회 2014 전기전자재료학회논문지 Vol.27 No.8

An excellent hydrophobic surface has a high contact angle over 147 degree and the contact angle hysteresis below $5^0$ was produced by using roughness combined with hydrophobic PTFE coatings, which were also confirmed to exhibit an extreme adhesion to glass substrate. To form the rough surface, the glass was etched by Ar-plasma. A very thin PTFE film was coated on the plasma etched glass surface. Roughness factors before or after PTFE coating on the plasma etched glass surface, based on Wensel's model were calculated, which agrees well with the dependence of the contact angle on the roughness factor is predicted by Wensel's model. The PTFE films deposited on glass by using a conventional rf-magnetron sputtering. The glass substrates were etched Ar-plasma prior to the deposition of PTFE. Their hydrophobicities are investigated for application as a anti-fouling coating layer on the screen of displays. It is found that the hydrophobicity of PTFE films mainly depends on the sputtering conditions, such as rf-power, Ar gas content introduced during deposition. These conditions are closely related to the deposition rate or thickness of PTFE film. Thus, it is also found that the deposition rate or the film thickness affects sensitively the geometrical morphology formed on surface of the rf-sputtered PTFE films. In particular, 1,950-nm-thick PTFE films deposited for 30 minute by rf-power 50 watt under Ar gas content of 20 sccm shows a very excellent optical transmittance and a good anti-fouling property and a good durability.

전자-선 증착 기술에 의해 성막된 다양한 무기 박막들의 투습 방지 특성

류성원,이병로,김화민,Ryu, Sung-Won,Rhee, Byung-Roh,Kim, Hwa-Min 한국진공학회 2008 Applied Science and Convergence Technology Vol.17 No.1

다양한 이원자 무기 박막과 이들의 무기 혼합 박막들이 Ca cell 의 봉지 층으로서 전자-선 증착법에 의해 증착되었다. 이러한 Ca cell들은 대기 중에 노출되었을 때 봉지 층을 통과한 수분들이 Ca cell에 흡수되면서 시간이 지남에 따라 Ca cell들은 점진적으로 투명해진다. 이는 가시광 영역에서 Ca cell의 광투과 스펙트럼의 변화를 대기 중 노출시간의 함수로 나타낼 수 있다. Ca cell에서의 수분 흡수가 포화되는 시간 즉, 광투과 스펙트럼이 더 이상 변하지 않는 포화시간을 비교함으로써 봉지층으로 도입된 다양한 무기 박막들의 투습 방지 특성을 조사하였다. $SiO_2$에 $SnO_2$ 또는 ZnO가 첨가된 무기 복합 박막 STO($SiO_2-SnO_2$)와 SZO($SiO_2$-ZnO) 박막은 이원자 무기 박막들과 비교하여 매우 탁월한 투습 방지 효과를 보여주며, 또한 무기 박막의 수분 투과 특성에 영향을 미치는 주요 인자는 박막의 극성(polarizability)과 치밀도(packing density)임이 확인 되었다. Various diatomic inorganic films and their composite films are packed as passivation films covering Ca cells on glass substrates by using an electron-beam evaporation technique. When these Ca cells are exposed to an ambient atmosphere, the water vapor penetrating through the passivation layers is absorbed in the Ca cells, resulting in a gradual progress of transparency in the Ca cells, which can be represented by changes of the optical transmittance in the visible range. Compared with the saturation times for the Ca cells to become completely transparent in the atmosphere, the protection effects of water vapor are estimated for various passivation films. The composite films consisting silicon oxide($SiO_2$) and tin oxide($SnO_2$) or zinc oxide(ZnO) are found to show a superior protection effect of water vapor as compared with diatomic inorganic films. Also, the main factors affecting the permeation of water vapor through the oxide films are found to be the polarizability and the packing density.

마그네트론 스퍼터링 증착법을 사용하여 순수한 질소 플라즈마에 의해 성막된 고경도 TiN_X 박막의 역학적 특성

이창현,이병로,배강,박창환,김화민,Lee, Chang-Hyun,Rhee, Byung-Roh,Bae, Kang,Park, Chang-Hwan,Kim, Hwa-Min 한국전기전자재료학회 2017 전기전자재료학회논문지 Vol.30 No.8

TiN (titanium nitride) films were prepared using the RF magnetron sputtering technique. The films were deposited by pure $N_2$ plasma sputtering. Their mechanical properties, such as nano-indentation hardness, friction coefficient, and surface wettability, have been investigated. X-ray diffraction (XRD) studies revealed that the orientation of $TiN_X$ films changed towards the (111) orientation with decreasing working pressure due to a strong compressive stress during deposition. The strongest TiN (111) orientation was found when the film was deposited at a working pressure of 1 Pa. This film showed the largest hardness (16 GPa) and smallest friction coefficient (0.17) among the studied samples. Moreover, this film was found to be accompanied by a water-repellent surface with water contact angle more than $100^{\circ}$.

기초과학연구논문집 - 1993 년 연구실적편 - / 물리학 : 비정질 Ge30S70 박막에 대한 열자극 전류 피크들의 기원

김화민(Hwa Min Kim),이병로(Byung Roh Rhee),김태만(Tae Man Kim),장현범(Hyun Bum Jang),이광배(Kwang Bae Lee) 대구가톨릭대학교 자연과학연구소 1993 기초과학연구논문집 -연구실적편- Vol.1993 No.-

기초과학연구논집 - 1991 년 연구실적편 - / 물리학 : CSVT 법에 의해 증착시킨 CdS 박막의 전기적 특성

김화민(Hwa Min Kim),최제헌(Jae Hun Choi),이병로(Byung Roh Rhee),김태만(Tae Man Kim) 대구가톨릭대학교 자연과학연구소 1991 기초과학연구논문집 -연구실적편- Vol.1991 No.-

CSVT법에 의해 증착시킨 CdS 박막의 전기적 특성

김화민,최제헌,이병로,김태만,윤대현 대구효성가톨릭대학교 자연과학연구소 1991 基礎科學硏究論集 Vol.1991 No.1

CSVT법에 의해 증착시킨 CdS 박막의 전기적 특성 및 열전기 특성을 조사하기 위하여 시료의 X-선 회절, 직류 전기전도도, Hall 이동도 그리고 TSC를 측정하였다. 그 결과 CSVT 법에 의해 제작된 CdS 박막이 보통중착법에 의한 것에 비하여 결정성장이 향상되고 Hall 이동도가 크며 저항이 작다는 것을 알았다. 또한 TSC 측정결과, 광조사 조건에 따라 TSC 피크가 다르게 나타나며 이러한 피크 특성은 photochemical reaction model로서 설명될 수 있고, 그리고 제작조건이 다른 두 CdS 박막에서 나타나는 TSC 피크의 비교로부터 CSVT법에 의해 제작된 시료가 보통증착법에 의한 것보다 상온 이상에서의 photochemical reaction 효과 적음을 알 수 있다. To investigate electrical property and thermally stimulated current (TSC) for the CdS films which were grown by close-spaced vapor transport (CSVT), the measurements of X-ray diffraction pattern (XRD), d.c. conductivity, Hall mobility and TSC were carried out. Form the result of the measurements, CSVT-CdS films are found to be better oriented and to be less resistive with better mobility as compared with the films evaporated by the conventional method. TSC spectra under illumination conditions show different TSC peaks. These can be explained by photochemical reaction model. The result suggests that the effect of photochemical reaction above room temperature is to be less than conventional evaporated films in the case of CSVT-CdS films.

비정질 Ge_20S_65Bi_15 박막의 n형 전도기구에 관한 연구

장현범,이병로,김태만,이광배,김화민 대구효성가톨릭대학교 자연과학연구소 1992 基礎科學硏究論集 Vol.1992 No.1

비정질 Ge_20S_(80-χ)Bi_χ(χ=0, 4, 8, 12, 15 at%) 박막에 대한 전기전도도, 열기전력, 광흡수계수의 측정으로부터 pn-전이에 관한 기구를 조사하였다. 비정질 Ge_20S_(80-χ)Bi_χ 벌크시료의 경우 χ=12 at% 이상에서 n-형 전도가 일어나는데 비하여 박막사료의 경우는 χ=15 at%에서만 n-형 전도가 발견되었다. 이는 박막시료가 벌크시료에 비하여 더 많은 국소적 무질서와 갭안의 상태에 의한 것으로 설명된다. 비정질 Ge_20S_(80-χ)Bi_χ 박막에서 직류전기전도에 대한 활성화에너지와 열기전력에 대한 활성화에너지의 차이는 0.2에서 0.3eV 정도이며, 광학적갭이 χ=4 이상에서는 조금씩 감소하는 반면 직류 전기전도에 대한 활성화에너지는 χ=12에서 15 사이에서 급격한 감소를 나타낸다. 이는 n-형 전도는 전도대 미부의 국재화 상태들 사이의 호핑전도와 전도대쪽으로의 Fermi 준위의 이동을 수반하는 것으로 이해된다. The mechanism of pn-transition in amorphous Ge_20S_(80-χ)Bi_χ(χ=0, 4, 8, 12, 15 at%) films was investigated from the measurement of dc conductivity, thermoelectric power and optical absorption coefficient. N-type conduction was found only at χ=15 for film samples, as compared at χ≥12 for bulk glasses. The larger Bi contents for n-type conduction in deposited films than in glasses are to be due to the larger topological disorder and density of defect states in the gap. The difference between the activation energy for dc conduction and that for thermoelectric power is about 0.2 to 0.3 eV and the optical gaps were slightly decreased with the incorporation of more than 4 at%, in contrast to the remarkable decrease in the activation energy for conduction between χ=12 and 15 in a-Ge_20S_(80-χ)Bi_χ film. These are interpreted that n-type conduction is accompanied to both the hopping conduction in the localized states to the tail of the conduction band and the shift of the Fermi level toward the conduction band.

비정질 Ge_30S_70 박막에 대한 열자극 전류 피크들의 기원

김화민,장현범,이병로,김태만,이광배 대구효성가톨릭대학교 자연과학연구소 1993 基礎科學硏究論集 Vol.1993 No.1

비정질Ge_30S_70 박막에서 광조사에 의한 전자포획 현상을 연속적인 열자극전류 측정으로 조사하였다. 열자극전류 스펙트럼에서 4개의 트랩 TR_1, TR_2, TR_3, TR_4들이 나타나며 이들의 트랩 준위는 각각 0.51, 0.57, 0.59, 0.63eV로 계산되었다. 광조사 시간 및 열처리에 따른 이들의 거동으로부터, TR_1은 Ge-결손결합에 기원하며 TR_4는 광표백화 효과의 근원인 전자와 양공을 모두 포획하는 (D^+,D^-)결합 쌍에 해당되는 것으로 이해된다. 그리고 트랩 거동의 성분의존도로부터 TR_2와 TR_3는 각기 양공과 전자를 포획하는 황과 연관된 (D^+,D^-)결함 쌍에 의한 트랩들로 판단되었다. Trapping properties by illuminations in a-Ge_30S_70 films were investigated from cyclic TSC measurement. Four characterized traps denoted by TR_1, TR_2, TR_3 and TR_4 are found in TSC spectra for a-Ge_30S_70 film, whose trap depths are 0.51, 0.57, 0.59 and 0.63eV, respectively. From the behavior of these traps by illumination and annealing process, it can be interpreted that TR_1 trap is originated to Ge-dangling bond and TR_4 trap to excitonic (D^+,D^-) pair, capturing both an electron and a hole which accompanied to the photobleaching effect. From the compositional dependence of TSC spectrum., it can be suggested that TR_2 and TR_3 traps are associated to S-related(D^+,D^-)pairs capturing an electron and a hole, respectively.