◆ 일반적인 PVD는 nonequilibrium상태의 박막 성장을 유도한다. 따라서 열역학과 동역학적 이해가 함께 고려되어 질 때, 결과로 형성되는 박막의 물리적, 화학적 특성을 파악할 수 있다. 저온에서 multi-phase 티타늄 서브산화박막의 성장을 supercooling 관점에서 도식화하면, 초기의 상태는 비정질의 TiOx(x≤2)의 phase가 형성되고, Oswald step rule 에 근거한 Solid-state- disproportionation을 통해 여러 phase로 전이 된다. 동역학적 요소가 전이 과정을 제어하며 스퍼터링 공정에서는 플라즈마 에너지가 크게 관여함을 이미 확인한 바 있다. 또한, 만들어진 phase가 준안정 상태일 경우 후속 전이 과정도 가능하게 된다. 이에 대한 이해를 기반으로, 제안하는 연구에서는 1) 저온 영역(특히 300°C 이하)에서, 다양한 플라즈마 조건(파워 변화를 통해 성장표면에 전달되는 에너지 조절)에서 TiOX 박막의 supercooling 과정을 이해하고, 2) 3차원의 (온도, 플라즈마 에너지, 산소량 x) phase diagram을 완성하고자 한다. ◆ 저온 공정으로 성장한 서브산화박막은 나노 사이즈의 multi-phase를 갖게 되는데, 이들의 네트워크, 집합적 기하학 구조와 이에 관련된 박막의 전기적, 광학적 특성을 연구할 계획이다. 에너지 밴드갭(Eg)과 일합수가 다른 hetero-phase 사이에 형성되는 junction에서는 energy band bending이 생기는데, 이는 photo-exited carriers인 전자와 정공쌍의 재결합을 저지하여 효과적으로 분리되도록 도와준다. 결국 전자와 정공에 의한 표면 반응을 이용한 응용에 있어서, energy band bending은 주요한 인자로써 역할을 하게 된다. ◆ 제안하는 연구에서는, 3차원 phase diagram 의 이해를 기반으로 조절 가능한 multi- phase의 서브산화박막을 성장하고 이 산화박막의 집합적 기하학적 구조 변화에 따른 bend bending 을 모니터링한 후에 광촉매 특성과의 연계성을 파악하려고 한다. 광촉매로써 티타늄 서브산화막의 최적화된 multi-phase간 비율과 이들 사이 heterojunction의 형태와 밀도를 연구 하도록 하겠다.

◆ 일반적인 PVD는 nonequilibrium상태의 박막 성장을 유도한다. 따라서 열역학과 동역학적 이해가 함께 고려되어 질 때, 결과로 형성되는 박막의 물리적, 화학적 특성을 파악할 수 있다. 저온에서 multi-phase 티타늄 서브산화박막의 성장을 supercooling 관점에서 도식화하면, 초기의 상태는 비정질의 TiOx(x≤2)의 phase가 형성되고, Oswald step rule 에 근거한 Solid-state- disproportionation을 통해 여러 phase로 전이 된다. 동역학적 요소가 전이 과정을 제어하며 스퍼터링 공정에서는 플라즈마 에너지가 크게 관여함을 이미 확인한 바 있다. 또한, 만들어진 phase가 준안정 상태일 경우 후속 전이 과정도 가능하게 된다. 이에 대한 이해를 기반으로, 제안하는 연구에서는 1) 저온 영역(특히 300°C 이하)에서, 다양한 플라즈마 조건(파워 변화를 통해 성장표면에 전달되는 에너지 조절)에서 TiOX 박막의 supercooling 과정을 이해하고, 2) 3차원의 (온도, 플라즈마 에너지, 산소량 x) phase diagram을 완성하고자 한다. ◆ 저온 공정으로 성장한 서브산화박막은 나노 사이즈의 multi-phase를 갖게 되는데, 이들의 네트워크, 집합적 기하학 구조와 이에 관련된 박막의 전기적, 광학적 특성을 연구할 계획이다. 에너지 밴드갭(Eg)과 일합수가 다른 hetero-phase 사이에 형성되는 junction에서는 energy band bending이 생기는데, 이는 photo-exited carriers인 전자와 정공쌍의 재결합을 저지하여 효과적으로 분리되도록 도와준다. 결국 전자와 정공에 의한 표면 반응을 이용한 응용에 있어서, energy band bending은 주요한 인자로써 역할을 하게 된다. ◆ 제안하는 연구에서는, 3차원 phase diagram 의 이해를 기반으로 조절 가능한 multi- phase의 서브산화박막을 성장하고 이 산화박막의 집합적 기하학적 구조 변화에 따른 bend bending 을 모니터링한 후에 광촉매 특성과의 연계성을 파악하려고 한다. 광촉매로써 티타늄 서브산화막의 최적화된 multi-phase간 비율과 이들 사이 heterojunction의 형태와 밀도를 연구 하도록 하겠다.