Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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2011.05a
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pp.61.2-61.2
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2011
넓은 밴드갭을 가지고 있어 가시광에서 투명하며 높은 이동도를 가진 산화물 반도체는 기존의 Si 기반 TFT 소자를 대체할 차세대 디스플레이의 핵심 소재기술로 관심이 높아지고 있다. 그러나 대표적인 산화물 반도체인 In-Ga-Zn-O (IGZO)에 포함된 인듐의 수요 증가에 따른 가격 급등 문제로 이를 대체할 수 있는 새로운 산화물 반도체 재료에 대한 연구의 필요성이 대두되고 있다. 이에 비교적 저가의 물질로 구성된 Zn-Sn-O계 산화물 소재에 대한 연구가 진행된 바 있으나, 높은 수준의 캐리어 농도를 가지고 있어 TFT 채널용 반도체소재로 적용되기 위해서는 이를 $10^{17}\;cm^{-3}$ 이하로 조절할 수 있는 기술개발이 요구된다. 본 연구는 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 증착된 Ga-Zn-Sn-O (GZTO) 박막의 갈륨 첨가에 따른 특성변화를 조사하였다. GZO ($Ga_2O_3$ 5wt%)와 $SnO_2$ 타켓의 인가 파워를 고정한 상태에서 $Ga_2O_3$ 타켓의 인가 파워를 0~100W로 조절하여 박막 내 Ga 함량을 증가시켰다. 제조된 모든 GZTO 박막은 Ga함량에 관계없이 비정질 구조를 가지며 가시광 영역에서 약 78%의 우수한 투과율을 나타낸다. Ga 함량에 따라 박막의 구조적, 광학적 특성은 크게 변하지 않지만 전기적 특성은 뚜렷한 변화를 나타냈다. $Ga_2O_3$ 파워가 증가할수록 박막 내 캐리어 농도와 이동도의 감소로 비저항이 크게 증가하는데 특히 캐리어 농도는 $Ga_2O_3$ 파워가 0에서 100W로 증가할 때 $2{\times}10^{18}$에서 $8{\times}10^{14}\;cm^{-3}$으로 감소하였다. 이는 Ga-O의 화학적 결합 에너지가 다른 원소들(Zn 또는 In)에 비해 커서 박막 내 산소공공의 감소가 야기되었기 때문이다. 이러한 전기물성의 변화를 이해하기 위해 XPS 분석을 수행하였다. 제조된 GZTO 박막은 $Ga_2O_3$ 파워가 증가함에 따라 O 1s peak에서 산소공공과 관련된 530.8 eV peak의 intensity가 감소한다. 따라서 Ga을 첨가에 따른 캐리어 농도의 감소는 산소공공의 발생억제로 기인한 것으로 판단되며, 본 연구결과는 ZTO계 비정질 산화물 반도체의 활용가능성을 제시하였다.
고체산화물 연료전지의 구성요소인 전해질의 $(La_{1-x}Sr_x)(Ga_{1-y}Mg_y)O_{3-\delta}$계의 결정상 및 미세구조특성을 연구하였다. Mg의 첨가량이 증가할수록 Sr의 고용량도 증가하였으며 Sr의 함량이 많으면 2차상인 $LaSrGa_3O_7$상이 생성되었으며 Mg의 첨가량이 증가함에 따라서는 $LaSrGaO_4$상이 생성되었다. $LaSrGaO_4$상이 생성된 경우에는 낮은 전도도를 나타내었으며 $LaSrGa_3O_7$상의 경우에는 전기전도도에 큰 영향을 미치지 않았다. 또한 Sr과 Mg 첨가량의 증가는 grain 성장을 억제하였으며 $(La_{0.8}Sr_{0.2})(Ga_{0.8}Mg_{0.2})O_{3-\delta}$는 $1000^{\circ}C$에서 0.1S/cm 정도의 전기전도도를 나타내었다.
$\beta-Ga_{2}O_{3}$ nanorods were synthesized by chemical vapor deposition method using nickel-oxide nanoparticle as a catalyst and gallium metal powder as a source material. The average diameter of nanorods was around 160 nm and the average length was $4{\mu}m$. Also, we confirmed that the synthesis of nanorods follows the vapor-solid growth mechanism. From the results of X-ray diffraction and HR-TEM observation, it can be found that the synthesized nanorods consisted of a typical core-shell structure with single-crystalline $\beta-Ga_{2}O_{3}$ core with a monoclinic crystal structure and an outer amorphous gallium oxide layer. Li/$\beta-Ga_{2}O_{3}$ nanorods cell delivered capacity of 867 mAh/g-$\beta-Ga_{2}O_{3}$ at first discharge. Although the Li/$\beta-Ga_{2}O_{3}$ nanorods cell showed low coulombic efficiency at first cycle, the cell exhibited stable cycle life property after fifth cycle.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2001.07a
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pp.848-850
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2001
In this work, we investigated on the white-colored ribbon fiber synthesized from GaN powder. We convinced the formation of monoclinic phase $\beta$-Ga$_2$O$_3$from the X-ray diffraction pattern on ribbon fiber. The 10 K PL spectrum consisted with the strong emission band caused by self-activated optical center at 3.464 eV with the full-width at half maximum of 48 meV and the impurity related emission bands. Through this work, the optical properties and the electrical conductivity of $\beta$-Ga$_2$O$_3$, it will be useful for the fabrication of optoelctronic devices operating in visible spectrum region.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.11
no.3
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pp.242-247
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1998
In this study, we have synthesized $ZnGa_2O_4$:Mn,X powder doped with Mn, MnO, $MnF_2$ and $MnCl_2$, low voltage green emitting phosphor, in vacuum atmosphere. From PL spectra, the intensity of the emission peak, the brightness with coactivator show that $ZnGa_2O_4$:Mn,Cl > $ZnGa_2O_4$:Mn,F > $ZnGa_2O_4$:Mn,O > $ZnGa_2O_4$:Mn. These improvement of the brightness are caused by the increase of the concentration of $Mn^{2+}$ ion. In case of $ZnGa_2O_4$:Mn,Cl and ZnGa$_2$O$_4$:Mn,F, the brightness is enhanced much more, which is owed to the decrease of defect of host material. For $ZnGa_2O_4$:Mn,Cl phosphor fabricated with optimized condition, the decay time becomes short from 30 ms of the $ZnGa_2O_4$:Mn and $ZnGa_2O_4$:Mn,O to 6 ms and the brightness of CL at 1 kV, 1 mA is 60 cd/$m^2$.
Park, Sang Hun;Lee, Han Sol;Ahn, Hyung Soo;Yang, Min
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.29
no.4
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pp.179-186
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2019
In this study, we investigated the structural properties of $Ga_2O_3$ thin films and the photo-electrical properties of metal-semiconductor-metal (MSM) photodetectors deposited by Ti/Au electrodes. $Ga_2O_3$ thin films were grown at different temperatures using metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). The crystal phase of $Ga_2O_3$ changed from ${\varepsilon}$-phase to ${\beta}$-phase depending on the growth temperature. The crystal structure of ${\varepsilon}-Ga_2O_3$ was confirmed by X-ray diffraction (XRD) analysis and the formation mechanism of crystal structure was discussed by scanning electron microscopy (SEM) images. From the results of current-voltage (I-V) and time-dependent photoresponse characteristics under the illumination of external lights, we confirmed that the MSM photodetector fabricated by ${\varepsilon}-Ga_2O_3$ showed much better photocurrent characteristics in the 266 nm UV range than in the visible range.
Ryou, Heejoong;Kim, Sunjae;Lee, In Gyu;Oh, Hoon-Jung;Hwang, Wan Sik
Journal of the Semiconductor & Display Technology
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v.20
no.2
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pp.98-102
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2021
GaOOH is obtained via hydrothermal synthesis procedure. The formed GaOOH is turned into α-Ga2O3 at 500℃ annealing. As the annealing temperatures increase the α-Ga2O3 is in part turned into β-Ga2O3 and fully turned into β-Ga2O3 after 1100℃. XPS and PL results reveal that heterojunction interface between α-Ga2O3 and β-Ga2O3 become maxim at 500℃ annealing condition, which result in the highest photocatalytic activity. The presence of heterojunction interface slows down the recombination process by separating photogenerated electron-hole pairs and thereby enhance the overall photocatalytic activity.
The variations of the properties of Sr and Mg added $LaGaO_3$ system electrolyte with the amount of the additive and the sintering condition were studied. Main phase was (La$_{1-x}Sr_x)(Ga_{1-y}Mg_y)O_{3-\delta}$ phase for each compositions and the single phases $(La_{0.85}Sr_{0.15})(Ga_{0.85}Mg_{0.15})O_{3-\delta},(La_{0.85}Sr_{0.15})(Ga_{0.8}Mg_{0.2})O_{3-\delta}$ and $(La_{0.8}Sr_{0.2})(Ga_{0.8}Mg_{0.2})O{3-\delta}$ were obtained with the decrease in the sintering temperature and Mg addition. Thermal expansion coefficient of the $(La_{0.8}Sr_{0.2})(Ga_{0.8}Mg_{0.2})O_{3-\delta}$ decreased with the increase in the sintering temperature. Electric conductivity of electrolyte sintered at $1500^{circ}C$ for 1h was 0.14 S/cm at $800^{circ}C$ with 1 mA.
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.33
no.2
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pp.83-90
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2023
The β-Ga2O3 has the most thermodynamically stable phase, a wide band gap of 4.8~4.9 eV and a high dielectric breakdown voltage of 8MV/cm. Due to such excellent electrical characteristics, this material as a power device material has been attracted much attention. Furthermore, the β-Ga2O3 has easy liquid phase growth method unlike materials such as SiC and GaN. However, since the grown pure β-Ga2O3 single crystal requires the intentionally controlled doping due to a low conductivity to be applied to a power device, the research on doping in β-Ga2O3 single crystal is definitely important. In this study, various source powders of un-doped, Sn 0.05 mol%, Sn 0.1 mol%, Sn 1.5 mol%, Sn 2 mol%, Sn 3 mol%-doped Ga2O3 were prepared by adding different mole ratios of SnO2 powder to Ga2O3 powder, and β-Ga2O3 single crystals were grown by using an edge-defined Film-fed Growth (EFG) method. The crystal direction, crystal quality, optical, and electrical properties of the grown β-Ga2O3 single crystal were analyzed according to the Sn dopant content, and the property variation of β-Ga2O3 single crystal according to the Sn doping were extensively investigated.
Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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v.28
no.4
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pp.25-29
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2021
This paper demonstrates the utility of the Ni-Pd and carbon-nanotube (Ni-Pd-CNT)-based nanoalloy to improve the α-Ga2O3 crystal quality using the halide-vapor-phase epitaxy (HVPE) method. As result, the overall thickness of the α-Ga2O3 epitaxial layer increased from a Ni electroless plating time of 40 s to 11 ㎛ after growth. In addition, the surface morphologies of the α-Ga2O3 epilayers remained flat and crack-free. The full-width half-maximum results of the X-ray diffraction analysis revealed that the ($10{\bar{1}}4$) diffraction patterns decreased with increasing nominal thickness.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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