수열합성법에 의한 Y-ZnO 나노구조물의 제작과 특성

Yttrium (Y)이 도핑 된 ZnO 나노 구조물을 수열합성법으로 제작하였다. 먼저 졸겔법으로 SiO2/Si 기판 위에 seed layer (Y-doped ZnO ; Y0.02Zn0.98O)를 제작하였으며 5번의 코팅을 진행하여 박막의 두께는 약 180 nm로 측정이 되었다. 그 후 진공 분위기에서 RTA를 이용하여 $500^{\circ}C$에서 3분간 열처리가 진행되었다. 이어서 수열합성법으로 mole 농도를 0.5~1.0 M 범위에서 변화시키며 YZO 시료를 제작하였다. X-ray diffraction (XRD)을 통해서 Y2O3 또는 결함과 관련된 피크는 관찰이 되지 않았으며, 모든 구조물에서 압축응력이 존재하는 알 수 있었으며, field emission scanning electron microscope (FESEM)에서 나노 구조물의 크기와 형태는 수열합성법의 mole 농도에 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. Hall effect 측정을 통해서 모든 구조물은 n-type 전도 특성을 가지는 것으로 나타났다. 또한 광학적 특성인 photoluminescence (PL)에서는 수열합성법의 화학식을 고려할 때 Zn가 rich한 상태에서는 Zn interstitial로 존재하는 것으로 나타났고, mole 농도가 높아 질수록 free exciton에 의한 재결합인 UV emission이 우세하게 나타났다.