SiO2 박막을 이용한 전자 증폭기 제작 및 동작 특성 연구

정태원 명지대학교 1999 국내석사

열산화시킨 SiO₂ 박막의 두께와 입사 전류의 양에 따라 이차전자 방출 계수를 측정하였으며 이를 통해 이차전자의 방출 특성이 박막 두께와 전류량에 따라 변화되는 것을 확인하였다. 또, 이차전자를 이용한 전자 증폭기의 제작과 동작 특성도 실험을 통하여 알아보았다. Si 웨이퍼의 열산화 시간을 달리하여 930 ℃에서 5.8 ㎚, 19 ㎚, 43 ㎚, 79 ㎚, 95 ㎚, 114㎚의 SiO₂박막을 제작하였다. 이차전자 방출 곡선은 전자의 에너지가 증가함에 따라 완만히 증가하다가 최고점에 도달한 후 계속 감소하는 universal curve의 형태를 취한다. 박막 두께 43 ㎚ 이하의 얇은 박막에서는 대체적으로 universal curve의 형태를 따르지만 79 ㎚ 이상의 두꺼운 박막에서는 이차전자 방출곡선이 최고점이 2개인 형태로 변하며 그 값도 전반적으로 낮아진다. 그리고 두 번째 최고점도 두께가 두꺼워질수록 높은 에너지 쪽으로 이동하게된다. 또 입사되는 일차전자 전류의 증가에 대해서도 이차전자 방출곡선이 전체적으로 낮아진다. 이런 현상은 시료 표면에 발생하는 양전하의 축적과 입사 에너지에 따른 전자의 침투 깊이에 의해 설명이 가능하다. 이 실험에서 측정된 최대 이차전자 방출 계수는 박막 두께 19 ㎚, 일차 전자 에너지 300 eV, 일차 전류 0.97 ㎂ 일 때 3.35를 갖는다. 전자의 시료내 침투깊이와 탈출깊이와의 관계식을 통하여 최대 이차전자 방출 계수를 갖는 박막 두께를 이론적으로 계산하였으며, 실험값과 비교적 일치하는 것을 확인하였다. 이차전자 방출 계수가 높은 물질을 이용하여 전자의 양을 기하급수적으로 증가시킬 수 있는 전자 증폭기를 제작하였다. 절연저항이 크고 기계적 강도가 높은 알루미나를 틀 구조물로, 20 ∼ 100 MΩ의 저항을 갖는 CuO_x를 전도층으로, 이차전자 방출이 큰 SiO₂나 MgO를 이차전자 방출층으로 사용하여 전자 증폭기를 제작하였고 전극은 Cu로 사용하였다. 길이 대 관 지름의 비율은 12 정도이고 직선관으로 되어있으며 전체 면적에 대한 개방면적은 약 40 %이다. 증폭기 양단 전압과 검출판 전압에 따른 증폭 전류를 측정하여 이득 G를 계산하였다. SiO₂박막의 이차전자 방출계수 측정에서도 알아본 것처럼 축전 효과에 의해 입사되는 일차전류가 낮을 경우에 더 높은 이득 G를 얻었으며, 증폭기 양단의 임계 전압이 1000 V 일때 8.17의 최대 이득 G값을 얻었다. 또, 검출판의 전압 변화에 대한 증폭 전류는 거의 변화가 없는 것으로 확인되었다. 증폭된 전자로 형광체를 발광시켜서 그 휘도를 측정함으로써 제작한 전자 증폭기의 전류 증폭 유무를 확인하였다. 우선 증폭기를 사용하지 않고 전류를 형광체에 입사하여 휘도를 측정하였고, 증폭기 양단에 1250 V 를 인가하고 형광판에는 100 V를 인가하여 증폭기를 사용하여 휘도를 측정하였다. 두 경우의 휘도를 비교한 결과 증폭기를 사용한 경우 전류의 증폭으로 휘도가 상당히 증가하는 것을 확인할 수 있었다. The secondary electron emission (SEE) yields for the thermally grown SiO₂ thin layers were measured by varying the thickness of the SiO₂ layer and the primary current. Additionally, the fabrication and the operational characteristics of the electron multiplier which utilize secondary electron were studied. SiO₂ thin layers were thermally grown in a furnace at 930 ℃, whose thickness varied to be 5.8 nm, 19 nm, 43 nm, 79 nm, 95 nm, and 114 nm. The SEE yield curve follows the so-called universal curve the curve increases monotonically to its maximum value, after which it decreases monotonically. The decreasing is slower than the initial curve rising. When the SiO₂ layers were thinner than 43 nm, it was found that SEE curves followed the universal curve. However, for samples with a SiO₂ layer thicker than 79 nm, the SEE curves exhibited two maxima and the values of SEE yields were reduced. The energy of the second maximal peak shifted to the high energy when the SiO₂ layer became thick. Additionally, as the current of primary electrons increased, the SEE yields were reduced. This may be explained by considering the effect of charge accumulation and the electron penetration depth variation. In this experiment, the maximum value of the SEE yield for SiO₂ layers was obtained to be 3.35 when the thickness of SiO₂ layer was 19 nm, with the primary electron energy 300 eV and the primary electron current 0.97 uA. The penetration and escape depth of an electron in the SiO₂ layers were calculated and from these depths, it was calculated that the thickness of the SiO₂ layer to be the SEE yield maximum value was 13 nm. It was found that this thickness (13 nm) agreed with the experimental thickness (19 nm) of SiO₂ layer to be the SEE yield maximum value. Electron multipliers, which amplified input electrons by second electron emission, were fabricated by utilizing high SEE yield material. The main-body of electron multipliers was made of alumina with the high electrical resistance and the mechanical hardness. Copper oxide with a resistance of 20~100 M.Q was used as a conductive layer on the surface of the alumina holes, and SiO₂ or MgO was used as a secondary electron emission layer on a conductive layer. Finally, the copper electrodes were deposited on the front and back surface of the multiplier. The length to diameter aspect ratio of the multiplier was chosen to be 12 and open area ratio was fixed to be 40 %. The gain of the multiplier was calculated by measuring the collector current as a function of the collector voltage and the voltage applied to the multiplier (channel voltage). The gain was high for the case of the small primary current, which may be due to the plus charge accumulation for the high primary current. The maximum gain of 8.17 was obtained with channel voltage 1000 V, and the collector current was not changed by the collector voltage variation. The amplification of electrons by the multiplier was confirmed by measuring the brightness when the phosphor screen was used as a collector. The brightness was measured without the electron multiplier, and immediately the brightness with the electron multiplier was measured with the channel voltage 1250 V applied with collector voltage of 100 V. From the brightness measurement, it was observed that the electron multiplier also enhanced the brightness of the phosphor by electron multiplication.

Fabrication of SiO2/TiO2 core/shell & hollow nanoshperes and their applications : photocatalyst, drug delivery, and electrorheological fluid

김찬회 서울대학교 대학원 2012 국내박사

Nanomaterials are very small materials which have smaller size than 100 nanometers in at least one dimension. These materials exhibit distinctive characteristics induced by extremely high surface area to volume ratio of the materials. The distinctive characteristics of nanomaterials has been paid a considerable attention and widely used in many areas such as electronics, optics, energy management, structural materials, functional surfaces, construction, information technology, pharmaceutical and medical field, and so on. Thus, a large effort has been devoted to synthesis of conventional materials in nanoscale size over the last decade. These days, fabrication and design of nanostructures which have various shapes and sizes have been highlighted as main research theme in nanotechnology. Fabrication and design of nanostructures in various shapes and sizes have made it possible to not only enhance performances, but also develop new functions in many fields. Typical nanostructures widely studied are core/shell nanoparticles and hollow nanoparticles. Core/shell nanoparticles are structured nanoparticles that consist of a core of one material and a coating shell of another material. The introduced shell layer provides an understanding of factor governing colloidal interactions and stabilization. Core/shell nanostructures tailor the surface properties of particles and are accomplished by coating or encapsulating core materials within shell of preferred material. The introduce core can serve color, fluorescence, magnetism, drug reservoir, etc. The coating shell layer on core materials changes the charge, functionality, and reactivity of the surface, resulting in increased stability, and dispersibility. For these reasons, core/shell materials have the crucial meaning in the application fields. Hollow nanoparticle is a special kind of core/shell nanoparticle having emptiness as a core. The void space of hollow nanostructures could lead to low density, large specific area, modulate refractive index, mechanical and thermal stabilities, and surface permeability. These hollow nanoparticles have a great possibility in various application fields such as catalysis, coatings, composite materials, cosmetics, dyes, ink, artificial cells, and fillers. Furthermore, the large fraction of void space in hollow nanoparticles can be used as a carrier for controllable release of drugs in the pharmaceutical fields. This dissertation describes novel method to fabricate SiO2/TiO2 core/shell and hollow nanospheres and their applications. SiO2/N-doped TiO2 core/shell nanospheres, SiO2/TiO2 hollow nanospheres, and Ba-doped SiO2/TiO2 hollow nanospheres are fabricated using colloidal SiO2 as templates. The prepared nanomaterials are applied to photocatalyst for decomposition of organic molecules, nanocarrier for targeted drug delivery, and efficient ER fluid, respectively. Each nanosphere was deliberately designed and customized for superior performance in specific applications. 어느 한 개 이상의 차원이 100 나노미터 이하인 물질을 나노물질이라 한다. 이러한 나노물질은 매우 높은 부피 대비 표면적비로 인해 독특한 성질을 갖게 된다. 나노물질의 독특한 성질은 전자기기, 광학기기, 에너지 관리, 표면 개질, 건축, 정보기술, 의학, 약학 등 여러 분야에 이용되고 있다. 따라서 지난 몇 십 년 동안 기존의 물질을 나노물질로 만들기 위한 노력이 계속되어 왔다. 최근에는 크기를 줄여 나노물질을 만드는 것보다는 나노구조체를 디자인하고 제조하는 것이 연구 주제로 각광받고 있다. 나노구조체의 제조와 디자인은 앞에서 언급한 여러 분야에서의 성능 향상뿐만 아니라 새로운 기능을 추가하는 것도 가능하다. 이러한 나노구조체 중 대표적인 형태가 코어/셀 나노입자와 중공 나노입자이다. 코어/셀 나노입자는 가운데의 코어 입자와 이를 둘러싸는 이종의 물질로 이루어진 물질이다. 코어를 코팅하는 것을 통해 콜로이드 간의 상호작용을 이해함과 동시에 이를 이용하여 콜로이드에 안정성을 조절하는 것이 가능하다. 다양한 코어물질에 이종의 적합한 물질을 입힘으로써 사용 목적에 적합한 물질을 제조할 수 있다. 코어물질을 통해 코어/셀 나노입자에 다양한 색, 형광, 자성, 약물저장공간 등을 도입하는 것이 가능하다. 그리고 코팅하는 물질을 변화시킴으로써 코어/셀 나노입자의 표면 전하, 관능기, 반응성 등을 조절할 수 있고, 이로 인해 입자의 안정성, 분산성을 향상시킬 수 있다. 이러한 이유로 코어/셀 나노입자는 여러 응용 분야에서 중요한 위치를 차지하고 있다. 중공 나노입자는 코어가 빈 공간인 코어/셀 나노입자의 특별한 한 종류이다. 중공 나노입자의 비어있는 부분은 입자의 낮은 밀도, 높은 표면적을 가능하게 하고, 또한 굴절률, 기계적 성능, 열적 내구성, 투과성 등을 조절할 수 있게 해준다. 중공 나노입자의 이러한 성질은 촉매, 코팅, 복합체, 화장품, 염료, 잉크, 인공세포, 충전제 등으로 사용하기에 적합하다. 이외에도 스마트 약물을 위한 약물 전달 물질로도 사용될 수 있다. 본 논문에서는 실리카/티타니아 코어/셀 구형나노입자와 중공 구형나노입자를 제조하고 이를 응용하는 것에 초점을 두고 있다. 콜로이드 실리카를 주형으로 이용하여 실리카/질소가 도핑된 티타니아 코어/셀 구형나노입자, 실리카/티타니아 중공 구형나노입자, 바륨이 도핑된 실리카/티타니아 중공 구형나노입자를 제조하였다. 제조된 구형나노입자들은 각각 유기물 분해를 위한 광촉매, 표적지향 약물전달체, 효율적인 전기유변유체에 응용되었다. 이들 구형나노입자들은 각각의 응용에 적합하고 최적의 성능을 낼 수 있도록 디자인되고 제조되었다.

SiO2-UV 경화제 혼합층에 의한 OLED 소자의 외부 발광효율 향상

함효균 조선대학교 2010 국내석사

OLED는 얇고, 가벼우며, 낮은 소비전력 등으로 인해 조명과 디스플레이 응용분야에서 매우 각광받는 소자이다. 그러나 OLED는 여전히 긴 수명과, 높은 효율, 그리고 낮은 구동전압이 요구되어진다. OLED는 ITO/Organic 그리고, Glass/Air층 사이에서의 2가지 waveguide 모드에 의해 20% 이내의 빛만 방출된다. 이러한 낮은 외부발광효율은 현재 디스플레이나 조명에 요구되어지는 높은 휘도를 내기위해 높은 구동 전압이 필요하며, 결국 소자의 수명을 단축시킨다. 본 연구에서는 SiO2-polymer 복합층을 사용하여 OLED의 외부발광효율을 향상시켰다. SiO2-polymer 복합체는 SiO2 nanopowder와 일반적으로 사용되는 UV-경화제로 제조되었다. 이 복합층은 SiO2와 UV-경화제를 corning glass 위에 스핀 코팅법을 사용하여 1μm 두께를 가지는 박막으로 코팅 되었다. SiO2-polymer 복합층의 광학적 특징은 복합층안의 SiO2 양과 SiO2 현탁액의 분산정도에 의존한다. SiO2 nanopowder의 양과 점도, 그리고 층수가 증가할 때 투과율은 급속히 감소한다. 빛의 scattering 효과를 향상시키기 위해 복합층 안에 80/250 nm 크기의 SiO2 nanopowders를 첨가하였다. 30 cps의 점도를 가지는 UV-경화제를 사용하여 1~3층을 가지는 1μm 두께의 UV-경화 박막이 제조되었고, 이 때 100%를 상회하는 투과율이 관측되었다. 이 UV-경화 박막은 전 파장영역에서 OLED 실험용 소자의 외부발광효율을 증가시켰으며, 특히 560-730 nm에서 외부발광효율이 30% 향상 되었다. 본 연구에서 사용된 방법은 매우 큰 cost-effect와 simple process를 가지기 때문에 OLED나 LED 소자에 있어 매우 장래성 있는 방법이다. OLEDs are very promising devices for applications in displays and lighting due to thin, light weight, low power consumption etc.. However OLEDs still require further improvements for longer life time, high efficiency and low operating voltage. Only 20% of the total light emitted can be used due to the two waveguide mode of the ITO/Organic and Glass/Air layers. The low out-coupling efficiency reduces the life time of the devices because the driving voltage needs to be increased to achieve a desirable brightness. In this study the out-coupling efficiency of OLED devices was improved using SiO2–polymer composite layers. The SiO2–polymer composite was made from a SiO2 nanopowder and commercial UV-hardeners. The composite layer was coated on corning glass by dip-coating in a SiO2 suspension and then coated with a 1µm thick UV-hardener by spin-coating. The optical properties were found to be dependent on the quantity of SiO2 in the composite layers and the dispersion of the SiO2 suspension. When the quantity of SiO2 nanopowder and viscosity were decreased, the number of layers increased and the transmittance decreased gradually. 194/440 nm SiO2 nanopowders were added to the composite layer to enhance the light scattering effect. Approximately 100% transmittance was obtained in the 1 µm thick UV-hardening thin film with 1~3 layers using a 30 cps UV-hardener. The composite layer enhanced the out-coupling of the test OLED device within all wavelength regions, particularly 30% between 560-730 nm. This new approach can be a promising method for OLED and LED devices due to the cost-effective and simple process.

Development of regenerable lithium silicate-based dry sorbents for CO2 capture at high temperatures : 고온에서 CO2 포집을 위한 재생 가능한 리튬실리케이트-기반 흡수제 개발

권용목 경북대학교 대학원 2019 국내박사

고온에서 CO2 포집을 위한 리튬실리케이트 기반 흡수제의 흡수/재생과정에서의 반응경로를 규명하였으며, 구형의 형상과 내마모성을 가진 흡수제 합성을 위해 분무건조 조건을 확립하 였다. 전통적인 리튬실리케이트 흡수제 (LS2)는 Li2CO3와 SiO2 를 (2:1) 물리적 혼합법으로 합성하여 순수한 Li4SiO4을 얻을 수 있다. LS2 흡수제는 첫 주기에서 230 mg CO2/g sorbent의 높은 흡수능을 보였으나, 연속실험 동안 급격히 흡수력이 감소하는 단점을 보였다. 이에 본 연구에서는 Li와 Si의 몰비를 조절하여 Li4SiO4 이외 Li2SiO3가 공존하는 흡수제를 개발하였다. Li2SiO3은 이론적으로 CO2와 반응할 수 있다 (Li2SiO3 + CO2 ⇌ Li2CO3 + SiO2). 하지만 Li2SiO3은 특별한 조건 (< 250 °C)에서 CO2 와 반응한다고 보고된 바 있으면, 본 연구 반응조건 (흡수: 550 °C, 재생: 700 °C)에서도 Li2SiO3의 흡수/재생 반응을 통해 CO2와 반응하지 않는다는 것을 확인하였다. 비록, Li2SiO3가 CO2 반응에서 참여하지는 않았지만, 고온에서의 소성과정 동안 Li4SiO4 의 입자성장을 억제 및 연속실험 동안의 흡수제의 응집을 방지하는 역할을 하였다. 이러한 효과로 인해 LDX1.8 흡수제는 250 mg CO2/g sorbent의 높은 CO2 흡수능과 연속실험 동안 초기 흡수력을 유지하였다. 또한, Si 전구체로서 소듐실리케이트를 사용하여 소튬 기반 리튬실리케이트 흡수제 (LONS2)는 기존 리튬실리케이트 (LS2) 흡수제의 반응경로(Li4SiO4 + CO2 ⇌ Li2SiO3 + Li2CO3) 뿐만 아니라 새로운 반응경로 (2Li3NaSiO4 + 2CO2 ⇌ 2Na2CO3 + Li2SiO3 + Li2CO3)을 보였다. 이와 같이 확인된 반응경로부터 2몰의 Na2CO3와 1몰의 Li2SiO3 및 Li2CO3을 물리적으로 혼합하여 700 °C에서 소성하여 새로운 구조인 Li3NaSiO4 가생성되는 것을확인하였다. LONS2 흡수제는 약 230 mg CO2/g sorbent의 높은 흡수능과 LS2 흡수제에 비해 빠른 흡수속도 및 우수한 장기안정성을 보였다. 무엇보다 LONS2 흡수제는 기존 리튬실리케이트 흡수제(LS2) 보다 리튬소비가 적으면서 비슷한 성능을 보였다. 이러한 연구결과들을 기반으로, 실제 CO2 포집 공정에 적용하기위해 분무 건조기를 사용하여 흡수제를 합성하였다. 분무 건조를 위해 슬러리의 점도: 2000~6000 cP, 볼 밀링 시간: 30분, 분무 건조기 입구온도: 260~290 °C, 출구온도: 130~150 °C, 슬러리 투입속도: 20~50 rpm으로 확립하였다. 분무 건조한 흡수제 (P48A5S)는 약 60~130 ㎛의 평균입자를 가진 완벽한 구형의 형상을 구현하는데 성공하였다. 또한 분무 건조한 흡수제는 구형의 형상도 중요하지만 유동층에 적용하기 위해서는 내마모도 역시 중요하게 작용한다. 그 결과, P48A5S 흡수제의 연속실험 동안 약 200 mg CO2/g sorbent의 흡수능과 8.6의 우수한 내마모도 (AI)을 보였다. 이와 같이 확립된 분무건조 조건을 기반으로 다양한 리튬실리케이트 기반흡수제 (P47S, P48S, P49S, P50S, P51S, P52S)들을 성형하였으며, 이들 흡수제들은 우수한 내마모도 (AI: >10 %)을 보였다. 이러한 연구결과를 통해 우리는 실제 CO2 공정에 적용 가능성이 있는 고온용리튬실리케이트기반 흡수제를개발하였다.

SiO2/SiNx/SiO2(ONO)삼중 터널 절연막의 적층에 따른 비휘발성 메모리 소자 응용 연구

임태경 서울시립대학교 2010 국내석사

본 연구에서는 단일 실리콘 산화막 tunnel barrier는 가 아닌 계단 형식의 에너지 밴드를 구성하는 SiO2/SiNx/SiO2(ONO) 삼중 tunnel barrier를 이용한 MIS 구조의 소자를 제작하여 전기적 특성을 평가하였다. 삼중 tunnel barrier는 furnace로 성장시킨 실리콘 산화막과 PECVD로 증착한 실리콘 질화막과 역시 PECVD in-situ 방식으로 증착한 실리콘 산화막을 사용하였으며 두께를 다양하게 조합하였다. 그리고 전하 저장 박막으로는 실리콘이 다량 함유된 실리콘 질화막을 사용하여 그에 따른 비휘발성 메모리 특성을 분석 및 평가하였다. 실리콘이 다량으로 함유된 실리콘 질화막은 PECVD 장비를 이용하여 제작하였다. 낮은 게이트 전압 영역에서 3중 적층 구조의 터널 절연막은 SiO2 단일층의 절연막보다 더 높은 전하의 관통확률을 보였으며, 3중 적층 구조에서 SiO2/SiNx/SiO2 각 층의 두께가 2 nm/2 nm/ 2 nm 의 조합(configuration)으로 된 소자가 가장 나은 동작 전압 특성을 보였다.

SiO2/Si 기판의 산소 플라즈마 전처리를 통한 이황화 몰리브덴 박막의 두께 균일성 향상 연구

임이랑 국민대학교 일반대학원 2023 국내석사

Scanning Tunneling Microscopic Studies of SiO2 Thin Film Supported Metal Nano- Clusters

민병권 Texas A & M University 2004 해외박사

This dissertation is focused on understanding heterogeneous metal catalysts supported on oxides using a model catalyst system of SiO_(2) thin film supported metal nano-clusters. The primary technique applied to this study is scanning tunneling microscopy (STM). The most important constituent of this model catalyst system is the SiO_(2) thin film, as it must be thin and homogeneous enough to apply electron or ion based surface science techniques as well as STM. Ultra-thin SiO_(2) films were successfully synthesized on a Mo(112) single crystal. The electronic and geometric structure of the SiO_(2) thin film was investigated by STM combined with LEED, Auger electron spectroscopy (AES), and Xray photoelectron spectroscopy (XPS). The relationship between defects on the SiO_(2) thin film and the nucleation and growth of metal nano-clusters was also investigated. By monitoring morphology changes during thermal annealing, it was found that the metal-support interaction is strongly dependent on the type of metal as well as on the defect density of the SiO_(2) thin film. Especially, it was found that oxygen vacancies and Si impurities play an important role in the formation of Pd-silicide. By substituting Ti atoms into the SiO_(2) thin film network, an atomically mixed TiO_(2)-SiO_(2) thin film was synthesized. Furthermore, these Ti atoms play a role as heterogeneous defects, resulting in the creation of nucleation sites for Au nano-clusters. A marked increase in Au cluster density due to Ti defects was observed in STM. A TiO_(2)-SiO_(2) thin film consisting of atomic Ti as well as TiOx islands was also synthesized by using higher amounts of Ti (17 %). More importantly, this oxide surface was found to have sinter resistant properties for Au nano-clusters, which are desirable in order to make highly active Au nano-clusters more stable under reaction conditions.

SiO2가 코팅 된 mica/Fe2O3 안료의 색상효과

주상준 충북대학교 2017 국내석사

Recently pearl pigment is world widely used and its market expands remarkably because of the possible application in the area of cosmetics, photo-catalyst, electromagnetic shield and forgery prevention for valuable papers. So far a number of research projects have been carried out to find out the new possible candidates of metal and metal oxide showing th excellent optical properties. The overall objective of this thesis is to find the optimum fabrication condition to obtain pearl pigment, which has excellent optical properties with broad wavelength using high and low refractive materials. Fe2O3 and SiO2 were selected as high and low refractive materials, respectively and these materials were coated on mica substrate with adjusting the various processing parameters, such as solution concentration, pH level, heat treatment temperature and time. In order to expect the experimental results, the simulation program, the Essential Macleod Program (EMP) was adopted in advance and compared with the experimental data. Initially Fe2O3 were coated on mica using a wet process under pH 2 at 80℃ and systematically characterized. Following after that, SiO2 was coated on Fe2O3 on mica with same condition and heat treated with different temperature and time respectively. And then SiO2 coated on Fe2O3 were analyzed by many different characterization methods, such as, FE-SEM, EDS, XRD, FT-IR and spectrophometer. Based on EMP simulation data, there was no typical tendency in L*a*b* values even increasing the thickness of SiO2 on mica/Fe2O3,however. However, we can predicted that the colour of SiO2 coated on mica/Fe2O3 was the red-yellow. From our experiment, it can be confirmed that the optimized pH level to fabricate the SiO2 on mica/Fe2O3 was 2 and the perfect coated layer without any adhesion problem, can be obtained after addition of 20 ml SiO2 sol at 80 ℃ and more than 4 hr's mixing. The normal thickness of SiO2 was 100 ∼ 320 nm. As compared with the colour by spectrophotometer, the a* and b* values gradually increased, whereas L* value is relatively decreased with lower pH level and higher heat treatment temperature. The highest a* and b* values in pearl of mica/Fe2O3/SiO2 processed at pH 2 were 12.71 and 36.60, respectively. After heat treatment at 800 ℃, the a* and b* values increased up to 26.48 and 25.05, respectively.

琉璃基板 위의 NVM 適用을 爲한 高品質 SiO₂ 薄膜 界面 特性 改善에 關한 硏究

김준식 성균관대학교 2007 국내석사

Silicon dioxide(SiO2) is widely used as a gate dielectric material for thin film transistors(TFTs) and other semiconductor devices. The improvement of Si/SiO2 interface properties in non volatile memory on glass was studied. This study focuses on the deposition of high quality dielectric film of SiO2 grown at low temperature using TEOS, a organic silane reaction source, by APCVD instead of conventional method of growing SiO2 at low temperature using systems of plasma enhanced chemical vapor deposition(PE CVD) or inductively coupled plasma chemical vapor deposition(ICP CVD) using hazardous gas like silane(SiH4). Also, conventional APCVD requires high temperature processing where as in the current study, we developed a low temperature process using TEOS where ozone was used as reaction gas in APCVD below 400℃. The refractive indices of the films, deposited by varying oxygen and ozone gases flow rates in the range of 0 to 200lpm, have been measured. And the refractive indices of SiO2 films at varying temperature was increased from 1.34 to 1.46 with the increase in deposition the temperature. Also, we made an attempt to study the defect passivation of the SiO2 film surface to improve the Si/SiO2 interface and surface properties of the films using annealing in nitrogen ambient. The films were annealed in the nitrogen atmosphere at temperatures varying from 500℃ to 800℃ for 1 minute in RTA(Rapid Thermal Annealing) system. Significant improvement in the refractive index and the characteristics could be observed in case of annealed samples. The annealing causes the passivation layer over the silicon surface and surface impurities or defects of the films formation of Si/SiO2 interface get reduced. Specially, flat-band voltage and Si/SiO2 interface trap are found direction of improved dielectric and in the passivation properties of the films annealed above 700℃. Thin film transistors were fabricated with ELA of poly silicon film on glass at a sufficiently low temperature process. Properties of the fabricated B2H6 doped TFTs were found to obey the usual trend with ON-current of 2x10-6 A, OFF-current of 3x10-10A, ratio(Ion/Ioff) of 6.7x103, threshold voltage(VTH) of -2.17V.

Silica-Polymer Nanocomposite for Transparent and Flexible Encapsulation Layer

조찬일 서울대학교 융합과학기술대학원 2016 국내석사

With the rapid development of displays and electronic devices, people carry their own electronic devices. Therefore, it is very important to secure the stability and reliability of the devices. With such importance, encapsulation materials with high barrier to oxygen and water molecules gain a great attention to extend device shelf life. Oxygen and water molecules penetrated into a device cause serious problems such as active layer degradation and electode oxidation. Besides, hydrogen gas generated by the reduction of water at the electrode interface leads to delamination at the interface which results in device failure. Therefore, the development of encapsulation layer to protect device from moisture and oxygen is considered as one of the major issues in these days. To overcome the disadvantages of traditional encapsulation approach, many types of encapsulation layer have been studied such as organic single layer, inorganic single layer, and inorganic/organic multi-layer. However, they also have their own disadvantages thus an alternative seemed necessary. Herein, we fabricated SiO2 nanoparticles-dispersed polymer nanocomposite and characterized its property. Moreover, in order to verify its possibility as an encapsulation layer, we encapsulated a Blue LED (BLED) with the 20 wt% SiO2- poly(trimethylolpropane triacrylate) (PTPT) nanocomposite. The stability test was conducted at 60 ℃and 90 % RH condition to accelerate the degradation of barrier property. To improve dispersibility of silica nanoparticles in trimethylolpropane triacrylate (TPT) matrix, the surface of silica nanoparticles is modified by 3-(methacryloyloxy)propyl trimethoxysilane (MPS). Modified SiO2 nanoparticles are mixed with TPT solution, and then SiO2-PTPT nanocomposite films are fabricated by UV irradiation of the solution. All the films were highly transparent with over 98% transmittance in the visible region and noticeable difference was not observed in all the samples and they still maintained transmittance levels of over 98%. The WVTR values of PTPT and SiO2-PTPT with 5 and 20 wt% SiO2 were 213.3, 196.1, and 174.1 g/m2day, respectively. The WVTR decreased with increasing SiO2 nanoparticle contents of nanocomposites. We assume that SiO2 nanoparticles in polymer have two major roles: one is generating tortuous path, and the other is absorbing water molecules. Moreover, we verified the possibility of SiO2-PTPT nanocomposite as an encapsulation layer by electroluminescence test.