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Jeong-nam Hwang

Yonsei University · Engineering

About the Lab

Professor Jeong-nam Hwang's research lab specializes in the synthesis, characterization, and application of advanced functional thin films and nanostructured materials, with a strong focus on materials for spintronics, semiconductor devices, and energy-related technologies. The lab investigates ion implantation, atomic layer deposition, and reactive sputtering techniques to engineer oxide semiconductors, transition metal silicides, and complex oxides with tailored electronic, magnetic, and structural properties. Key research directions include the development of diluted magnetic semiconductors (e.g., Fe-implanted ZnO), amorphous and ordered intermetallic films (e.g., CoTi), and high-κ dielectrics (e.g., Hf-silicate) for next-generation microelectronics. The lab employs advanced surface and structural analysis techniques such as XPS, XAFS, LEED, CAICISS, and MOKE to probe atomic-scale structure-property relationships.

thin filmsion implantationmagnetic semiconductorsatomic layer depositionX-ray spectroscopy

Research Overview

Papers
17
Total Citations
38
Papers (5y)
10
Primary Field
Engineering

Research Output Trend

Figures are computed from collected data and may differ slightly.

Publications per year (5y)
10total
2004
2005
2006
2007
2008
Citations per year (5y)
25total
20042005200620072008

Selected Papers

15
1
Article|14 citations·2007
Ferromagnetic Behavior above Room Temperature of Fe-Ion-Implanted ZnO
송영열, K.S Park, K.W Lee, 유성초, 신상원, 강희재, 황정남, D.V Son, J.H Lee, J.H Song

Zinc-oxide (0001) single crystals with a 0.5 mm thickness were prepared, and then 80 keV Fe ions with a dose of 3 $\times$ 10$^{16}$ ions/cm$^{2}$ were implanted into the ZnO single crystals at 350 $^\circ$C. The implanted samples were post-annealed at 700, 800 and 900 $^\circ$C by rapid thermal annealing in an N$_{2}$ atmosphere for 5 min to remove the ion-implantation damage. The structure and the magnetic properties of Fe-ion-implanted ZnO were investigated by using X-ray diffraction and a su

2
Article|11 citations·2003
Local structures of equiatomic CoTi alloy films with various degrees of structural order
이영백, 황정남, J. Y. Rhee, Y. Jeon, Y.V. Kudryavtsev, Y.V. Kudryavtsev

The microstructures of ordered B2-phase and amorphous-like equiatomic CoTi alloy lms have been investigated by using X-ray absorption spectroscopy. Analysis of the extended X-ray absorption ne structure (EXAFS) data elucidates, at least in a local sense, that both Co and Ti atoms are arranged in an ordered cubic-B2 structure for the lm deposited on a heated substrate (730 K) while the lm deposited on a the substrate cooled down to 150 K is amorphous-like. The lm deposited at 150 K has the same m

3
Article|4 citations·2006
Physical and Electrical Characteristics of Atomic-Layer-Deposited Hf-Silicate Thin Films Using Hf[N(CH3)(C2H5)]4 and SiH[N(CH3)2]3 Precursors
정권범, 조만호, C. J. Yim, 황정남, 고대홍, J.-H. Lee, M. J. Kim, N. I. Lee, Y.-S. Kim

Hf-silicate films were grown by using atomic layer deposition with Hf[N(CH3)(C2H5)]4 and SiH[N(CH3)2]3 precursors. The composition of the Hf-silicate films was excellently well controlled by using the ratio of the deposition cycles of HfO2 and SiO2 (Hf/Si). The physical and the electrical characteristics of the Hf-silicate films were compared for Hf/Si = 3/1, Hf/Si = 1/1, and Hf/Si = 1/3. The relative Hf/(Hf+Si) compositions were 58 %, 41 %, and 25 % for Hf/Si = 3/1, Hf/Si = 1/1, and Hf/Si = 1/3

4
Article|3 citations·2006
One-Dimensional Ordered Structure of C2H4 on a Si(001) Surface
서정화, 황정남, 최대선, 박재영, 채건화, 유경화, 김성수

A one-dimensional (1-D) ordered structure of ethylene (C2H4) molecules on a Si(001) surface has been investigated by using coaxial impact collision ion scattering spectroscopy (CAICISS) and computer simulations. In a previous paper, the di- on-top site of the Si(001)-(2 × 1) surface was exposed at room temperature (RT) to 100L (1L = 10.6 Torr·sec)of C2H4 molecules, which were intially absorbed on that surface. With increasing number of C2H4 molecules, a structural change of C2H4/Si(001)-(2 × 1)

5
Article|2 citations·2002
Substrate Temperature Effect on the Formation of PtRhOx Thin Films
KwangbaeLee, KyungHaengLee, 주병권, 황정남

Conductive PtRhOx thin films were deposited at various substrate temperatures on bare Si wafers by means of the reactive sputtering method, using a Pt9Rh alloy target. (111)-axis oriented PtRhOx thin films were obtained for a substrate temperature around 400 C. From the X-ray photoelectron spectroscopy studies, the atomic ratio of oxygen to platinum, O/Pt, in PtRhOx was found to decrease from 2.3 to 1.5 with increasing substrate temperature from 50 C to 550 C whereas the atomic ratio of Rh to Pt

6
Article|2 citations·2006
Comparison of the Magnetic Coercivity Between Co/Pt Multilayered and Ion-Beam-Mixed Co-Pt Alloy Films
이연승, 황정남, 이희수, 이재용, 이명희, 강성준

We investigated the coercivity changes of Co/Pt multilayered and ion-beam-mixed Co-Pt alloy films by measuring the magnetic-optical Kerr effect (MOKE) and the glancing X-ray diffraction. According to the MOKE results, all Co/Pt multilayered and ion-beam-mixed Co-Pt alloy films had an easy magnetization axis for the in-plane direction, and the coercivity of the Co/Pt multilayered films decreased with increasing thickness of the Co layers. After ion beam mixing, the coercivity of the films increas

7
Article|2 citations·2008
X-ray Absorption and Emission Spectroscopic Studies of BiMn2-xTixO5 (0 ≤ x ≤ 0:5)
K. H. Chae, P. Thakur, 황정남, G. S. Chang, D. K. Shukla, S. Mollah, Ravi Kumar

The electronic structure of the multiferroic BiMn2-xTixO5(0 ≤ x ≤ 0:5) system was studied by using X-ray absorption spectroscopy (XAS) and X-ray emission spectroscopy (XES). The polycrystalline bulk BiMn2-xTixO5 samples were synthesized using a conventional solid-state reaction technique. XAS and XES spectroscopic studies on the O K-, Mn K-, L3;2- and Ti L3;2-edges of the BiMn2-xTixO5 samples and of the reference compounds were performed and the results were compared in order to determine the ex

8
Book Chapter|0 citations·1996
Valence band electronic redistribution in ion-beam-mixed Pd–Ag alloys
K.H. Chae, Y.S. Lee, S.M. Jung, Y. Jeon, M. Croft, C.N. Whang
Ion Beam Modification of Materials
Biomedical EngineeringEngineering
9
Article|0 citations·1998
Defect vs. Nanocrystal Luminescence Emitted In Si - implanted SiO2 Layer
Jonghwan Jeong, Soo-Bin Im, M.S. Oh, H.B. Kim, K.H. Chae, C.N. Whang, J.H. Song

Photoluminescence (PL) from nanocrystalline Si has been a subject of considerable interests due to its potential application in Si-based optoelectronic devices. Quantum confinement effects of the electrons in nanocrystals can make those crystals strong light emitters. Recently, because of simplicity and compatibility with integrated circuits, and of the ease of controlling particle size and number density, ion implantation of Si into SiO2 is a suitable technique for obtaining such systems in a c

Materials ChemistryMaterials Science
10
Article|0 citations·2006
이온빔 나노 패터닝을 위한 양극산화 알루미나의 이온빔 투과
신상원, 이종한, 이성구, 이재용, 황정남, 최인훈, 이관희, 정원용, 문현찬, 김태곤, 송종한

양극 산화된 알루미나 (anodized aluminum oxide : AAO)는 균일하고 일정한 크기의 나노 기공 패턴을 지니고 있다. AAO를 이온빔 나노 patterning을 위한 이온조사 시 마스크로서 이용하기 위해 AAO 나노 기공을 통과하는 이온빔의 투과율(AAO에 입사한 이온에 대한 투과이온의 양의 비)을 측정하였다. Al bulk foil을 양극 산화하여 두께가 4 μm이고 종횡비(두께와 기공의 지름의 비)가 각각 200:1, 100:1 인 AAO를 Goniometer에 부착하여 500 keV의 O2+ 이온빔에 대해 나노기공을 정렬시킨 후, 기울임 각에 따른 투과율을 측정한 결과, 종횡비가 200:1, 100:1 일 때 투과율은 각각 약 10-8, 10-4로 거의 이온빔이 투과하지 못하였다. 반면에 SiO2 위에 증착된 Al 박막으로 양극산화하여 종횡비가 5:1인 AAO의 이온빔 투과율은 0.67로 투과율이 현저히 향상되었다. 높은 종횡비를 갖는 AAO의 경우에는 빔과

11
Article|0 citations·2004
초고진공환경에서 제작된 perylene 박막 트랜지스터의 특성
박대식, 김성준, 김희중, 노명근, 황정남

본 연구에서는 P 형과 N 형의 특성을 모두 갖추 것으로 알려진 perylene의 특성을 연구하였다. 특히 구조적 특성과 전기적 특성 향상을 위하여 초고진공 상태에서 SiO2 기판 위에 perylene 박막을 제작하였는데 증착 속도에 따른 박막의 특성 향상 여부를 살펴보기 위하여 0.1 Å/s 와 1 Å/s로 변화시켜가며 박막을 제작하였다. 박막의 결정성과 표면 특성은 X-선 회절과 원자 간력 현미경을 이용하여 살펴보았는데, 1 Å/s로 증착된 perylene박막이 더 우수한 결정성과 표면 분포를 보였다. 박막의 전기적 특성 확인을 위하여 heavily doped 실리콘 기판 위에 SiO2 와 gold를 이용한 perylene 박막 트랜지스터를 제작하였다. 얻어진 perylene 박막 트랜지스터는 P 형의 반도체적 성질을 나타내었으며, 전류-전압 특성 곡선을 이용하여 2.23×10-5 cm2/Vs 의 전하 이동도를 얻었다.

12
Article|0 citations·2002
Reactive sputtering 방법으로 증착된 W nitride 박막의 특성
이연승, 이원준, 나사균, 이윤직, 임관용, 황정남

Reactive sputtering 방법으로 증착된 tungsten nitride (WNx) 박막에 대해 N2 유량비 변화에 따르는 구조, 화학결합, 그리고 비저항 값의 변화를 조사하였다. WNx 박막 증착시 N2 유량비를 20%, 40%, 60%로 늘려감에 따라 그 구조는 각각 bcc β-W 상, 비정질상, 그리고 fcc W2N 상으로 변화하였으며, 비정질상이 형성되었을 때 박막 표면이 가장 평탄하였다. WNx 박막이 공기 중에 노출된 경우, 모든 시료 표면에서 WO3 산화물이 형성되었으며, N2 유량비가 증가할수록 WNx 박막내 N의 조성비가 증가하였고, W 4f7/2 peak가 높은 binding energy 쪽으로 이동하였다. 하지만 시료표면을 Ar+ 이온으로 etching한 후에는 WNx 박막 표면이 비정질화되기 때문에 N의 조성비가 변화함에도 불구하고 W4f7/2 peak가 거의 변화하지 않았다. 박막의 비저항 값은 N2 유량비가 증가함에 따라 증가하였다.

13
Article|0 citations·2002
이온 조사된 Cu/Ni/Cu(001)/Si 자성박막에 있어서 X-ray reflectivity를 이용한 계면 연구
김태곤, 송종한, 이택휘, 채근화, 황현미, 전기영, 이재용, 정광호, 황정남, 이준식, 이기봉

수직자기이방성을 가지는 Cu/Ni/Cu(002)/Si(100) 자성박막을 전자빔 증발법을 이용하여 초고진공에서 증착하였다. 증착 시 RHEED로 측정 한 결과 실리콘 기판 위에 자성박막이 적층성장되었음을 확인하였다. 이러한 Cu/Ni/Cu(001)/Si(100) 자성박막에 1 MeV C 이온을 이온선량 2×1016 ions/cm2 로 조사한 후 MOKE로 자기이력곡선을 측정한 결과 이온 조사에 의해 자화용이축이 수직에서 수평방향으로 변화되었음을 확인하였다. 포항 방사광가속기를 이용하여 X-선 반사도와 Grazing Incident X-ray diffraction(GID) 분석을 수행한 결과 첫번째 Cu층과 Ni층 사이의 계면은 이온 조사 후 거칠기는 증가하였으나, Cu와 Ni의 전자밀도의 대비는 더욱 명확해졌다. 그리고, 증착 후 Cu와 Ni 원자의 격자 상수 차이에 의해 Ni 층이 가지고 있었던 strain은 이온 조사 후 완화되었음을 알 수 있었다. 끝으로, 이온조사 시 자성특성

14
Article|0 citations·2003
Gd2O3:Eu3+ 형광체 박막의 결정성에 따른 발광특성 연구
장문형, 최윤기, 정권범, 황보상우, 장홍규, 노명근, 조만호, 손기선, 김창해, 황정남

Si(111) 표면위에 Gd2O3:Eu3+ 결정성 형광체 박막을 이온화 집단체 증착방법으로 증착하여 이온선을 주입, 결정을 파괴한 후에 열처리를 통하여 결정구조를 변화시켰다. 초기 생장시의 결정성은 고에너지 전자회절 (RHEED)을 통해 확인하고, X선 회절과 적외선 분광법을 이용하여 시료의 결정구조의 변화를 관측하였다. Near Edge X-ray Absorption Fine Structure (NEXAFS)를 통해 전자구조의 변화를 확인하였다. 이러한 변화들이 발광 특성에 미치는 영향을 Photoluminescence (PL), Cathodoluminescence (CL), 그리고 Vacuum Ultraviolet (VUV) spectrum으로 알아보았다. 본 연구는 결정구조에 의해 변회된 전자구조가 형광체 박막의 발광특성에 미치는 영향을 보고한다.

15
Article|0 citations·2005
Effects of Gas Flow Ratio on the Properties of Tool Steel Treated by a Direct Current Plasma Nitriding Process
장홍규, 황정남, 김상권, 유병길

Nitriding treatments were conducted on tool steel (SKD 61) at a temperature of 500oC for 5 hr using high vacuum direct current (DC) plasma, with ammonia and argon as source gases. The structural and compositional changes produced in the nitrided layers by applying different ratios of Ar to NH3 (nAr/nNH3) were investigated using glancing x-ray diffraction (GXRD), optical microscopy, atomic force microscopy (AFM), micro-Vickers hardness testing, and pin-on-disc type tribometer. Nitriding case dept

Research Areas

Biomedical EngineeringMaterials Chemistry

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