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아르곤 상압플라즈마를 이용한 CNT 코팅 공정 기술 개발
김경보,이종필,김무진 대한산업경영학회 2022 산업융합연구 Vol.20 No.10
본 논문에서는 용액 기반의 탄소나노튜브(CNT: Carbon Nano-tube)를 전자기기의 전도성 소재로 사용하기 위하여 쉽고 빠르게 형성하는 방법에 대해 연구하였다. 이를 위해 스핀 코팅 방법 및 아르곤 상압플라즈마 공정을 적용하여 글라스 위에 CNT 박막 코팅을 진행하였다. 코팅 횟수에 따른 전기적, 물리적 특성 변화를 관찰하기 위하여 1회부터 5회까지 동일한 방법으로 형성된 샘플을 제작하였고, 각 샘플에 대해 표면 형상, 반사도, 투과도, 흡수율 및 표면 저항을 측정하였다. 현미경을 이용하여 관찰했을 때 횟수가 늘어날 때 글라스 상에 검은 형상이 더 잘 관찰되며, 특히 스핀코팅에 의해 가운데 영역이 더 검게 관찰되는 것을 알 수 있다. 코팅 수가 증가함에 따라 측정 파장의 전 영역에서 투과도는 감소, 반사도 및 흡수율은증가하였다. 또한, 파장이 감소함에 따라 투과율은 감소, 반사도 및 흡수율은 증가한다. 전기적인 특성의 경우, 2번 코팅했을때 전도도가 상당히 향상됨을 확인할 수 있었으며, 추가 코팅에 의해서 전도도 감소가 관찰되지만, 큰 변화를 보이지는 않았다. 결론적으로 CNT를 투명전극으로 대체하기 위해서는 반사도 및 전기전도도를 함께 고려하여 코팅 횟수를 고려해야 하며, 2회가 최적임을 알 수 있다.
산소분위기의 상압플라즈마를 이용한 페로브스카이트 표면 처리 효과
김경보,이종필,김무진 중소기업융합학회 2021 융합정보논문지 Vol.11 No.6
최근 페로브스카이트 반도체 물질에 대한 연구가 이루어지고 있고, 이 물질에 대한 표면 처리를 이용한 특성 평가는 후속 연구들의 기반이 된다. 따라서, 본 논문에서는 상압분위기에서 플라즈마가 형성되는 상압플라즈 마 장비로 산소 플라즈마를 생성하여 공기중에 약 6개월정도 노출시킨 페로브스카이트 박막을 표면 처리한 결과에 대해 연구하였다. 6개월간 노출시킨 이유는 페로브스카이트 박막은 유기물과 무기물로 이루어져 있기 때문에 공기 중에 노출되면, 산소나 수증기와의 반응을 통해 표면이 변화된다. 따라서, 이러한 변화를 원래 막으로의 복원이 가 능한지 알아보기 위함이다. 산소플라즈마 분위기에서 1초부터 1200초까지 공정 시간을 변화시켜 가면서 표면 형상 과 원소들 비율을 분석하였다. 이러한 결과는 페로브스카이트 막이 시간에 따라 변화가 일어나더라도 플라즈마 처 리를 통해 이를 해결하는 방안을 제공한다. Recently, research on perovskite semiconductor materials has been performed, and the evaluation of properties using surface treatment for this material is the basis for subsequent studies. We studied the results of surface treatment of perovskite thin films exposed to air for about 6 months by generating oxygen plasma with an atmospheric pressure plasma equipment. The reason for exposure for 6 months is that the perovskite thin film is made of organic and inorganic substances, so when exposed to air, the surface changes through reaction with oxygen or water vapor. Therefore, this change is to investigate whether it is possible to restore the original film. The surface shape and the ratio of elements were analyzed by varying the process time from 1 s to 1200 s in an oxygen plasma atmosphere. It was found that the crystal grains change over a process time of 5 s or more. In order to maintain the properties of the deposited film, it is the optimal process condition between 2 s and 5 s.
유연 전자소자용 금속 전극 제조를 위한 Ag Nanowire 용액의 Brush 코팅 및 플라즈마 공정을 이용한 어닐링
김경보 대한산업경영학회 2023 산업융합연구 Vol.21 No.3
최근에 유연 전자소자에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서 유연 전자소자용 금속기반의 투명 전도 막으로 Ag 나노와이어로 그 가능성을 평가하였다. 이를 위해 신개념의 브러시 코팅법과 상압플라즈마 기반의 아르곤 플라즈 마 증발법으로 Ag 나노 물질을 글라스에 형성시켰다. 먼저 브러시로 Ag 용액을 글라스에 코팅하고, 남아있는 용매는 상압플 라즈마로 제거한다. 이 용매 증발 과정에서 상압플라즈마와 용매의 반응에 의해 소리가 발생하기 때문에 용매의 남아있는 정 도를 확인할 수 있다. 막의 코팅 횟수에 따른 반사도, 투과도, 흡수도와 같은 광특성 및 전기적인 결과들을 관찰하기 위하여 최대 5번 코팅하여 그 결과들을 분석하였다. 광에 의한 Ag 나노와이어와의 상호작용을 조사할 목적으로 빛의 파장을 200nm 부터 800nm까지 변화시키면서 반사도 및 투과도를 측정하였으며, 반사도와 투과도 모두 5번 코팅한 샘플에서 가장 큰 변화 를 나타내었다. 특히 흡수도의 경우 반사도나 투과도의 데이터와는 다르게 코팅에 따라 Ag 나노와이어의 빛에 대한 흡수도 증가 추이를 명확하게 확인할 수 있었다. 전기적인 특성은 4번 이상 코팅했을 때부터 큰 변화가 있었으며, 특히 5번 진행시 k Ω/cm2보다 낮아진 저항값을 보였다. 이러한 광 및 전기적인 결과들을 기반으로, 향후 전자소자에 적용하여 투명 전도막으 로의 가능성을 검증할 계획이다. Recently, various studies on flexible electronic devices have been performed. In this study, the potential of Ag nanowires was evaluated as a material to replace the ITO transparent conductive film. Ag nanomaterials were formed on the glass by a novel brush coating method and an argon plasma evaporation method based on atmospheric pressure plasma. First, the Ag solution is coated on the glass with a brush, and the remaining solvent is removed with atmospheric plasma. During this process of solvent evaporation, a sound is generated by the reaction between the atmospheric plasma and the solvent. Therefore, the remaining amount of the solvent can be confirmed. In order to observe optical properties and electrical results such as reflectance, transmittance, and absorbance according to the number of coatings of the film, the results were analyzed by coating up to 5 times. For the purpose of investigating the interaction of light with Ag nanowires, reflectance and transmittance were measured while changing the wavelength of light from 200 nm to 800 nm. In the case of absorbance, the trend of increasing light absorption of the Ag nanowires according to the coating was clearly confirmed. The electrical properties showed a great change from the time of coating more than 4 times, and in particular, the resistance value was lower than kΩ/cm2 when the coating was applied 5 times. Based on these optical and electrical results, we plan to verify the possibility of a transparent conductive film by applying it to electronic devices in the future.
용액 기반의 습식 식각 기술을 이용한 페로브스카이트 패터닝 및 이 물질을 이용한 광센서 소자 제작
김경보,이종필,김무진 한국조명.전기설비학회 2022 조명·전기설비학회논문지 Vol.36 No.10
In this study, an optical sensor using a perovskite thin film was fabricated and its possibility was investigated. The optoelectronic device was fabricated using a semiconductor process technology that was researched and developed based on perovskite. Specifically, patterning of the semiconductor material was carried out by applying isopropyl alcohol solution to a cotton swab using a solution without a mask and rubbing the area to be removed. The optoelectronic sensor device was irradiated with light emitting diode to measure its optical characteristics. After light irradiation, a photocurrent that is about 1000 times higher than that of the dark current was generated. In conclusion, if an optical sensor is made using perovskite, an electronic device with very high sensitivity is realized. However, it was found that the shape of the edge was not realized in a straight line due to the removal of the semiconductor material using a cotton swab, and a hole appeared near the edge due to the characteristics of the highly volatile solution. These problems must be solved in order to manufacture a mass-produced sensor.
습식 식각 공정을 이용하여 제작된 광양자테 소자의 특성 분석
김경보,이종필,김무진 중소기업융합학회 2020 융합정보논문지 Vol.10 No.6
A structure in which GaAs and AlGaAs epilayers are formed with a metal organic chemical vapor deposition equipment on a GaAs wafer similar to the structure of making a vertical cavity surface emitting laser is used. Photonic Quantum Ring (PQR) devices that are naturally generated by 3D resonance are manufactured by chemically assisted ion beam etching technology, which is a dry etching method. A new technology that can be fabricated has been studied, and as a result, the possibility of wet etching of a solution containing phosphoric acid, hydrogen peroxide and methanol was investigated, and the device fabrication by applying this method are also discussed. In addition, the spectrum of the fabricated optical device was measured, and the results were theoretically analyzed and compared with the wavelength value obtained by the measurement. It is expected that the PQR device will be able to model cells in a three-dimensional shape or be applied to the display field. 본 논문에서는 VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 레이저를 만드는 구조와 유사한 GaAs 웨이퍼상에 MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 장비로 GaAs와 AlGaAs 에피층을 형성시킨 구조를 사용한다. 3차원 공진현상에 의해 자연 발생되는 광양자테 (PQR: Photonic Quantum Ring) 소자를 건식 식각 방법인 CAIBE (Chemically Assisted Ion Beam Etching) 기술로 제작하였지만, 진공 분위기에서 진행해야 하는 문제점 때문에 저가격으로 쉽게 소자를 제작할 수 있는 방법이 연구되었고, 그 결과 인산, 과산화수소, 메탄올이 혼합된 용액의 습식식각 기술로 가능성을 확인하였으며, 이 방법을 적용하여 소자를 제작한 내용에 대해 논한다. 또한, 제작된 광소자의 스펙트럼을 측정하였고, 이 결과들을 이론적으로 해석하여 얻은 파장값과 비교한다. 광양자테 소자는 3차원 형상으로 세포를 모델링하거나, 디스플레이 분야로의 응용이 가능할 것으로 기대한다.
김경보,이소영,김도훈 대한진단검사의학회 2023 Laboratory Medicine Online Vol.13 No.2
OPHN1 is located in Xq12 and acts as a regulator for the development of neural tissues in a fetus. Various spectrums of X-linked intellectual disabilities (XLIDs) can occur due to a loss of function in the OPHN1 gene. In this case study, the authors report two cases of OPHN1-related XLID found in one family in Korea. A 7-year-old boy presented with speech development delay, intellectual disability, and an epilepsy event. There were no specific perinatal history or test results except suggestive mega cisterna magna. His younger brother had a similar phenotype. A chromosomal microarray (CMA) test showed a hemizygous 414 kbp deletion (chrX: 67,582,399-67,997,055) in both brothers, and thereafter a deletion of exons 1 and 2 of OPHN1 was confirmed via PCR. In summary, it is difficult to specify the causative gene of an intellectual disability by symptoms alone. Therefore, CMA can be used as an important diagnostic test along with tests such as whole exome sequencing.