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초저가 다이오드 레이저 (408 nm)를 이용한 Cu₂ZnSnS₄ 박막 결정화 연구
김홍탁(Hong Tak Kim),이형락(Hyeong-Rag Lee),박종구(Jong-Goo Bhak),이성엽(Sung-Youp Lee) 한국물리학회 2022 새물리 Vol.72 No.5
본 연구는 용액 공정과 레이저 소성 공정을 이용하여 Cu₂ZnSnS₄ (CZTS) 박막을 제작하고 레이저 소성 시간에 따른 박박의 형태 및 결정성을 포함하는 구조적 변화와 광학적 특성 변화를 조사하였다. 분산액은 염화계 금속 (CuCl₂, ZnCl₂, SnCl₂)과 티오요소 (thiourea)를 전구체로 사용하였고, 용매는 2-메톡시에탄올 (2-mthoxyethanol), 안정제로는 에탄올아민 (ethanolamine)을 사용하였다. CZTS 박막은 분무 증착법으로 유리기판 위에 형성한 뒤, 진공 조건에서 다이오드 레이저 (408 nm, 500 mW)를 이용하여 스캔 방식 (spot 당 처리시간: 50, 100, 500 ms)으로 소성하였다. 최종 제작된 박막은 케스테라이트 구조의 높은 결정성을 가진 CZTS 상을 나타내며, 밴드갭은 0.99 – 1.11 eV이었다. 그러나, 처리시간이 500 ms인 박막에서는 이차 결정상이 발견되며, 이는 레이저 처리 시간의 최적화가 필요함을 의미한다. 결론적으로, 레이저 소성 공정을 적용한 용액 공정은 진공 공정을 사용하지 않고도 높은 품질의 박막을 제작할 수 있는 기술임을 확인하였고, 제작된 CZTS 박막의 경우 고효율 태양전지 제작에 적용될 수 있을 것으로 판단된다. In this study, Cu₂ZnSnS₄ (CZTS) thin films were fabricated using a solution process and a laser annealing process. The physical properties, including morphology and crystallinity, and optical properties of the films were investigated according to laser treatment time. The precursors (CuCl₂, ZnCl₂, SnCl₂, and thiourea), solvent (2-methoxyethanol), and stabilizer (ethanolamine) were used to prepare the CZTS solution. The CZTS films were fabricated on glass substrates using the spray deposition method and annealed using a diode laser (408 nm, 500 mW) under vacuum conditions. The laser-annealed CZTS films had a kesterite structure with good crystallinity, and the optical bandgaps of the CZTS thin films were 0.99 – 1.11 eV. However, secondary crystalline phases were found in the thin film with a processing time of 500 ms. These results meant that optimization of the laser processing time was necessary. In conclusion, the laser annealing process had the potential to fabricate high-quality thin films without using a vacuum process, and laser-annealed CZTS thin films could be applied to high-efficiency solar cells.
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중학교 교사의 자기 연구(self-study)를 통한 자유학기제 경험 성찰 : 마을 교육을 중심으로
김홍탁(Kim, Hong-tak) 제주대학교 교육과학연구소 2021 교육과학연구 Vol.23 No.4
본 연구는 중학교 교사인 연구자가 자기 연구(Self-study)를 통해 중학교 자유학기제를 운영한 경험을 성찰하는 데 목적이 있다. 지난 3년 간 자유학기제 기획 및 운영과 1학년 부장이라는 동일한 업무를 맡아 국가 교육과정에서 비롯되는 자율성의 한계 속에서도 전문성을 발휘하여 학교와 지역사회가 처한 상황을 반영한 교육과정을 운영한 경험을 성찰하는 것이다. 연구자는 위로부터의 교육 개혁 정책인 자유학기제의 비전을 분명하게 이해한 뒤 ‘수업 개선’과 ‘진로 탐색’을 구현하기 위해 자유학기 교육과정을 개발하고 기획하였다. 국가 교육과정이라는 틀 속에서 자유학기 교육과정의 편성에 한계에 직면했지만, 교육과정 재구성 측면에서 자율성을 발휘할 수 있었다. 그 사례가 마을 교육으로, 진로 탐색을 위한 마을 선생님 수업과 마을을 기반으로 한 주제 중심 교육과정 통합이 대표적이다. 자유학기 교육과정을 마을 교육과정으로 확장한 것이다. 이 전체 과정은 연구자 홀로 할 수 있는 일이 아니었다. 오롯이 동료 교사들과의 협력을 통해서 가능했다. 다시 말해 자유학기제를 구실로 동료 선생님들과 협력적 학습을 통해 교육과정을 구성하고, 배움의 장을 학교 담장을 넘어 마을로 확대하였다. 연구자는 학년 부장으로서 교육과정 리더십을 세워 나가는 경험을 할 수 있었다. The purpose of this study is to reflect on the experience of a researcher who is a middle school teacher operating a free semester program through self-study. Over the past three years, I have been in charge of planning and operating the free semester program and the same task as the head of the first grade department, reflecting on my experience of operating a curriculum reflecting the situation of schools and communities. After clearly understanding the vision of the free semester system program, an educational reform policy from above, the researcher developed and planned a free semester curriculum to implement ‘class improvement’ and ‘career exploration’. Although the organization of the free semester curriculum was limited in the framework of the national curriculum, it was able to exercise autonomy in terms of curriculum reconstruction. The example is village education, and the integration of village teacher classes for career exploration and the theme-based curriculum based on the village is representative. The free semester curriculum was expanded to the village curriculum. This entire process was not something the researcher could do alone. It was possible only through cooperation with fellow teachers. As a grade-head teacher, the researcher was able to experience establishing curriculum leadership.
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반사광 측정 모드에서 금과 은의 쌍금속 표면 플라즈몬 공명 칩의 특성과 임계각을 이용한 굴절률 계산
김형진 ( Hyungjin Kim ),이성엽 ( Sung Youp Lee ),김홍탁 ( Hong Tak Kim ),양기원 ( Ki Won Yang ),손영수 ( Young Soo Sohn ) 한국센서학회 2015 센서학회지 Vol.24 No.6
A bimetallic chip made of gold and silver was investigated in intensity interrogation mode to confirm enhancement of the SPR sensor resolution. Both reflectance curves of the bimetallic chip and the conventional gold chip was acquired and compared. The line width of the reflectance curve of the bimetallic chip was narrower than that of the conventional Au chip, resulting in steeper tangential slope. The reflectance was monitored at the angle related to the steepest tangential slope. The change in reflectance of the bimetallic chip was larger than that of the Au chip. The critical angle was analyzed by differentiating the reflectance with respect to incident angle twice. Acquiring the critical angle regarding to the sample informs the refractive index of the sample. Using various concentration of Bovine Serum Albumin, we confirmed that refractive index was linearly related to variation of reflectance of the bimetallic chip.
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