• 제목/요약/키워드: ${V_2}{O_5}$-doping

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분광타원법을 이용한 ZnO:Ga 박막의 광학상수 및 두께 결정 (Determination of optical constants and structures of ZnO:Ga films using spectroscopic ellipsometry)

  • 신상균;김상준;김상열;유윤식
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2003년도 하계학술발표회
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    • pp.38-39
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    • 2003
  • 전기적 저항이 낮은 투명 박막 물질은 현재 flat panel display, electroluminescent device, thin film transistor, solar cell 등 여러 분야에서 연구되고 있다. 그 중에서도 특히 ZnO:Ga는 현재 많이 쓰이는 ITO보다 화학적, 열적으로 안정한 상태를 보이는 투명 전도 산화막 물질로써 본 연구에서는 분광타원법을 이용하여 ZnO:Ga의 광학적 특성을 분석하였다. 본 연구를 위한 시료는 온도에 따른 ZnO:Ga/Sapphire 박막, $O_2$의 압력에 따른 ZnO:Ga/Sapphire 박막, Ga의 doping 농도에 따른 ZnO:Ga/Sapphire 박막으로 제작하였으며, 위상변조형 분광타원계(spectroscopic Phase Modulated Ellipsometer, Jobin-Yvon, UVISEL)를 사용하여 측정대역을 0.74 ~ 4.5 eV, 입사각을 70$^{\circ}$로 하여 측정하였다. (중략)

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$Ca_2SiO_4$: La 열형광체 제작과 물리적 특성에 관한 연구 (A Study on the Fabrication and Physical Properties of $Ca_2SiO_4$:La Thermoluminescent Phosphors)

  • 김청미;서미경
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제4권4호
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    • pp.5-10
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    • 2010
  • $Ca_2SiO_4$를 모체로 한 열형광체에도 활성제로 La를 0.1 wt.%, 0.3 wt.%, 0.5 wt.%, 1.0 wt.%의 농도로 첨가하여 $1000^{\circ}C$의 질소 분위기의 전기로에서 90분 동안 소결한 후 입자의 크기를 $100{\mu}m$로 일정하게 선별한 후 측정에 사용하였다. 저에너지 X-선을 조사한 후 측정한 경우 0.1 wt.%에서 상대적으로 열형광 강도가 크게 나타났다. peak shape 법으로 구한 활성화 에너지는 0.434 ~ 0.516 eV이며, 주파수 인자는 0.5 ~ 0.56으로 2차 발광이었다. 자외선을 조사한 후 측정한 경우 0.3 wt.%에서 상대적인 열형광 강도가 크게 나타났고, 활성화 에너지는 0.415 ~ 0.477 eV이며, 주파수 인자는 0.5 ~ 0.53 으로 2차 발광이었다. 저에너지 방사선에 대한 방사선량과 열형광 강도는 선형적임을 나타내어 열형광선량계로서 좋은 특성을 나타내고 있다. 본 연구에서 제작한 $CaB_4O_7$, $Ca_2SiO_4 열형광체는 저에너지 영역의 방사선에 대하여 우수한 열형광 특성을 가짐을 알 수 있었고, 향후 선량계의 제작에 좋은 물질이 될 것으로 생각한다.

Sb/Bi비에 따른 5원계 바리스터의 소결거동 및 전기적 특성(II) : ZnO-Bi2O3-Sb2O3-Co3O4-Cr2O3 (Sintering and Electrical Properties According to Sb/Bi Ratio(II) : ZnO-Bi2O3-Sb2O3-Co3O4-Cr2O3 Varistor)

  • 홍연우;이영진;김세기;김진호
    • 한국재료학회지
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    • 제22권12호
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    • pp.682-688
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    • 2012
  • In this study we aimed to examine the co-doping effects of 1/6 mol% $Co_3O_4$ and 1/4 mol% $Cr_2O_3$ (Co:Cr = 1:1) on the reaction, microstructure, and electrical properties, such as the bulk defects and the grain boundary properties, of ZnO-$Bi_2O_3-Sb_2O_3$ (ZBS; Sb/Bi = 0.5, 1.0, and 2.0) varistors. The sintering and electrical properties of Co,Cr-doped ZBS, ZBS(CoCr) varistors were controlled using the Sb/Bi ratio. Pyrochlore ($Zn_2Bi_3Sb_3O_{14}$), ${\alpha}$-spinel ($Zn_7Sb_2O_{12}$), and ${\delta}-Bi_2O_3$ were formed in all systems. Pyrochlore was decomposed and promoted densification at lower temperature on heating in Sb/Bi = 1.0 by Cr rather than Co. A more homogeneous microstructure was obtained in all systems affected by ${\alpha}$-spinel. In ZBS(CoCr), the varistor characteristics were improved (non-linear coefficient, ${\alpha}$ = 20~63), and seemed to form ${Zn_i}^{{\cdot}{\cdot}}$(0.20 eV) and ${V_o}^{\cdot}$(0.33 eV) as dominant defects. From impedance and modulus spectroscopy, the grain boundaries were found to be composed of an electrically single barrier (0.94~1.1 eV) that is, however, somewhat sensitive to ambient oxygen with temperature. The phase development, densification, and microstructure were controlled by Cr rather than by Co but the electrical and grain boundary properties were controlled by Co rather than by Cr.

Fabrication of Doping-Free Hydrogenated Amorphous Silicon Thin Film Solar Cell Using Transition Metal Oxide Window Layer and LiF/Al Back Electrode

  • 정형환;김동호;권정대;정용수;정권범;박성규
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.193-193
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    • 2013
  • 실리콘 박막 태양전지는 광 흡수층에서 형성된 정공과 전자를 효과적으로 분리하기 위해 p형과 n형으로 도핑된 층을 형성하는 p-i-n구조를 갖게 된다. 이러한 도핑 층을 형성하기 위해 B2H6와 PH3와 같은 독성 가스를 사용하기 때문에, 공정 안정성과 환경적인 이슈가 대두된다. 또한 도핑은 추가적으로 실리콘 박막 태양전지의 안정화 효율을 지속적으로 저하시키는 요인이 된다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여, 창층으로 MoO3, V2O5, WO3 등과 같이 높은 일함수를 갖는 전이금속 산화물을 사용하고, 광 흡수층으로 i-Si:H을, 후면 전극으로 낮은 일함수를 나타내는 LiF/Al을 사용하였다. 전이금속 산화물과 LiF/Al의 큰 일함수 차이에 의해서 흡수층인 i-Si:H 에서 생성된 캐리어들은 효과적으로 분리되고 수집이 된다. 금속 산화물은 스퍼터링 공정에 의하여 이루어졌으며, 스퍼터링 공정조건에 따라 산화도가 조절되며, 이러한 산화도에 따라 태양전지의 셀 특성이 결정된다. 도핑 층이 없는 새로운 형태의 실리콘 박막 태양전지는 기존 비정질 실리콘 박막 태양전지에 비해 높은 안정화 효율을 나타내며, 이는 도핑 층이 없기 때문에 기존 실리콘 박막 태양전지의 열화현상에 따른 효율저하가 발생하지 않는 장점을 지내고 있다.

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기계적 합금화법을 이용한 전이금속 도핑에 따른 TiO2분말의 광촉매 특성 (Photocatalytic Behaviors of Transition Metal Ions Doped TiO2 Synthesized by Mechanical Alloying)

  • 우승희;김흥회;김선재;이창규
    • 한국분말재료학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.266-272
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    • 2005
  • Transition metal ions($Ni^{2+}$, $Cr^{3+}$ and $V^{5+}$) doped $TiO_2$ nanostructured powders were synthesized by mechanical alloying(MA) to shift the adsorption threshold into the visible light region. The synthesized powders were characterized by XRD, SEM, TEM and BET for structural analysis, UV-Vis and photoluminescence spectrum for the optical study. Also, photocatalytic abilities were evaluated by decomposition of 4-chlorophenol(4CP) under ultraviolet and visible light irradiations. Optical studies showed that the absorption wavelength of transition metal ions doped $TiO_2$ powders moved to visible light range, which was believed to be induced by the energy level change due to the doping. Among the prepared $TiO_2$ powders, $NiO^{2+}$ doped $TiO_2$ powders, showed excellent photooxidative ability in 4CP decomposition.

Design of an Electron Ohmic-Contact to Improve the Balanced Charge Injection in OLEDs

  • 박진우;임종태;염근영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.283-283
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    • 2011
  • The n-doping effect by doping metal carbonate into an electron-injecting organic layer can improve the device performance by the balanced carrier injection because an electron ohmic contact between cathode and an electron-transporting layer, for example, a high current density, a high efficiency, a high luminance, and a low power consumption. In the study, first, we investigated an electron-ohmic property of electron-only device, which has a ITO/$Rb_2CO_3$-doped $C_{60}$/Al structure. Second, we examined the I-V-L characteristics of all-ohmic OLEDs, which are glass/ITO/$MoO_x$-doped NPB (25%, 5 nm)/NPB (63 nm)/$Alq_3$ (32 nm)/$Rb_2CO_3$-doped $C_{60}$(y%, 10 nm)/Al. The $MoO_x$doped NPB and $Rb_2CO_3$-doped fullerene layer were used as the hole-ohmic contact and electron-ohmic contact layer in all-ohmic OLEDs, respectively, Third, the electronic structure of the $Rb_2CO_3$-doped $C_{60}$-doped interfaces were investigated by analyzing photoemission properties, such as x-ray photoemission spectroscopy (XPS), Ultraviolet Photoemission spectroscopy (UPS), and Near-edge x-ray absorption fine structure (NEXAFS) spectroscopy, as a doping concentration at the interfaces of $Rb_2CO_3$-doped fullerene are changed. Finally, the correlation between the device performance in all ohmic devices and the interfacial property of the $Rb_2CO_3$-doped $C_{60}$ thin film was discussed with an energy band diagram.

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CdTe계 태양전지에 응용되는 ZnTe 박막의 전기화학적 제조 및 Cu 도핑 연구 (A Study on the Electrochemical Deposition and p-Type Doping of ZnTe Films as a Back Contact Material for CdTe Photovoltaic Solar Cells)

  • 김동환;전용석;김강진
    • 한국재료학회지
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    • 제7권10호
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    • pp.856-862
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    • 1997
  • 박막형 CdTe/CdS 태양전지의 배면전극(back contacts)물질로서 Cu도핑된 ZnTe 박막(ZnTe:Cu)을 전착법(electroplating)으로 제조하는 연구를 수행하였다. Sulfate계의 전해질 수용액에서 CdTe 기판과 투명전극으로 코팅된 유리(In$_{2}$O$_{3}$: Sn, ITO)기판 위에 ZnTe 박막을 코팅하는 방법으로써 potentiostat와 기판(cathode), Pt counter electrode, Ag/AgCI 표준전극으로 구성된 장치를 사용하여 pH=2.5-4, T=70-8$0^{\circ}C$, 0.02M $Zn^{2+}$ 1x$10^{-4}$M TeO$_{2}$, 0.2M $K_{2}$SO$_{4}$조건에서 -0.800 Vs~-0.975 V 범위의 전압(V$_{a}$ )에 걸쳐 실험하였다. ITO박막을 기판으로 사용하여 cyclic voltammogram을 작성한 결과 약 -0.50 V 에서 Te환원 peak이 나타났다. Auger electron spectroscopy (AES)로 조성분석한 결과 표면에서 Zn signal이 강하게 나왔고 시편의 두께에 따라 Zn의 signal감소하는 반면 Cd signal은 증가하는 것이 확인되었다. SEM 사진으로부터 ZnTe의 표면이 작은 입자 (0.2$\mu\textrm{m}$ 이하)로 구성되어 있으며 낮은 V$_{a}$ 에서는 입자가 작아지면서 조직이 치밀해짐이 관찰되었다. Optical transmission방법에 의하여 ITO기판위에 입혀진 박막의 밴드갭은 2.5 eV으로 측정되었다. 수용액중의 Cu$_{2+}$와 triethanolamine(TEA)은 산성용액에서 착물형성이 이루어지지 않았으며 1,10-phenanthroline과는 pH=2에서도 착물이 형성되었다.

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이온 주입법을 이용한 ZnO 박막의 As 도핑 (Arsenic Doping of ZnO Thin Films by Ion Implantation)

  • 최진석;안성진
    • 한국재료학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.347-352
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    • 2016
  • ZnO with wurtzite structure has a wide band gap of 3.37 eV. Because ZnO has a direct band gap and a large exciton binding energy, it has higher optical efficiency and thermal stability than the GaN material of blue light emitting devices. To fabricate ZnO devices with optical and thermal advantages, n-type and p-type doping are needed. Many research groups have devoted themselves to fabricating stable p-type ZnO. In this study, $As^+$ ion was implanted using an ion implanter to fabricate p-type ZnO. After the ion implant, rapid thermal annealing (RTA) was conducted to activate the arsenic dopants. First, the structural and optical properties of the ZnO thin films were investigated for as-grown, as-implanted, and annealed ZnO using FE-SEM, XRD, and PL, respectively. Then, the structural, optical, and electrical properties of the ZnO thin films, depending on the As ion dose variation and the RTA temperatures, were analyzed using the same methods. In our experiment, p-type ZnO thin films with a hole concentration of $1.263{\times}10^{18}cm^{-3}$ were obtained when the dose of $5{\times}10^{14}$ As $ions/cm^2$ was implanted and the RTA was conducted at $850^{\circ}C$ for 1 min.

$Mg_2SiO_4(La.Ho)$열형광체의 제작과 물리적 특성 (The Physical Characteristics and Preparation of $Mg_2SiO_4(La.Ho)$ Thermoluminescent Phosphor)

  • 노경석;송재홍;구효근;이덕규
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제20권1호
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    • pp.65-69
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    • 1997
  • [ $Mg_2SiO_4(La.Ho)$ ] thermoluminescent phosphor was made by putting the $MgCl_2.6H_2O$ and $SiO_2$ and by doping the rare earth element of $LaCl_3.7H_2O$ and $HoCl_3$. The heating rate is $10^{\circ}C/sec$ for the thermoluminescent phosphor. Two peaks are found in the measured $Mg_2SiO_4(La.Ho)$ Tl glow curve at $152^{\circ}C$ and $205^{\circ}C$ when the heating rate is $5^{\circ}C/sec$. The peak value at $205^{\circ}C$ is the most sensitive to X-ray among the glow peaks. The activation energy of the main peak has been estimated by the peak shape method. The estimated activation energies for Ho and La are $0.52{\sim}1.77\;eV$ respectively.

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ZnO 박막 센서의 TMA 가스 및 Hall 효과 측정 (The Hall Measurement and TMA Gas Detection of ZnO-based Thin Film Sensors)

  • 류지열;박성현;최혁환;이명교;권태하
    • 센서학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.265-273
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    • 1997
  • RF 마그네트론 스펏터링 방법으로 ZnO 박막을 성장시켜 TMA 가스 센서를 제작하였다. ZnO 박막의 성장분위기 가스와 첨가불순물이 박막의 표면 캐리어(전자) 농도, Hall 전자 이동도, 전기저항률 및 감도에 미치는 영향을 동작온도와 TMA 가스 농도를 변화시켜가며 조사하였다. 산소분위기에서 성장된 박막이 아르곤의 경우보다, 촉매불순물이 첨가된 박막이 첨가되지 않은 경우보다, 각각 표면 캐리어 농도와 Hall 전자 이동도가 높았고, 높은 감도 및 낮은 전기저항률을 나타내었다. 산소분위기에서 성장되었고, 불순물로 4 wt.%의 $Al_{2}O_{3}$, 1 wt.%의 $TiO_{2}$ 및 0.2 wt.%의 $V_{2}O_{3}$를 첨가한 ZnO 박막으로 만든 센서가 가장 높은 표면 캐리어 농도 $5.95{\times}10^{20}cm^{-3}$ 및 Hall 전자 이동도 $177\;cm^{2}/V{\cdot}s$와 가장 낮은 전기저항률 $0.59{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ 및 가장 높은 감도 12.1을 나타내었다. 이때 TMA 가스 농도는 8 ppm, 동작온도는 $300^{\circ}C$였다.

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