• 제목/요약/키워드: $In_xGa_{1-x}N$/GaN

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MOCVD를 이용한 Heteroface p-$Al_{x}Ga_{1-x}As/p-GaAs/n-GaAs/n^{+}$-GaAs 태양전지의 개발 (Heteroface p-$Al_{x}Ga_{1-x}As/p-GaAs/n-GaAs/n^{+}$-GaAs Solar Cell Grown by MOCVD)

  • 창기근;임성규
    • 전자공학회논문지A
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    • 제28A권1호
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    • pp.30-39
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    • 1991
  • The influence of physical parameters (Al mole fraction, thickness, doping concentration) in the window and emitter on the efficiency characteristics of heteroface p-$Al_{x}Ga_{1-x}As/p-GaAs/n-GaAs/n^{+}$-GaAs solar cell is investigated. The maximum efficiency theoretically calculated in this device is obtained when a thickness of the window is in a range of (400-1000))$\AA$and a thickness/doping concentration of the emitter is in a range of (0.5-0.8)$\mu$m/(1-7)${\times}10^{17}cm^{-3}$, respectively. Also is the efficiency improved according to the increase of Al mole fraction in the indirect gap window(0.41${\le}x{\le}1.0$). The optimum designed heteroface cell with an area of 0.165cm$^2$fabricated using MOCVD exhibits an active area conversion efficiency of 17%, having a short circuit current density of 21.2mA/cm\ulcorner an open circuit voltage of 0.94V, and a fill factor of 0.75 under ELH-100mW/cm$^2$illumination.

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분자선증착법으로 성장된 AlGaN 에피층의 표면 형상 분석 (Surface Morphology Study of Al,$\textrm{Ga}_{1-}$,N grown by Plasma Induced Molecular Beam Epitaxy)

  • 김제원;최인훈;박영균;김용태
    • 한국재료학회지
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    • 제9권9호
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    • pp.878-882
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    • 1999
  • 분자선증착법으로 (0001) 사파이어 기판 위에 $Al_xGa_1-_xN$ 에피층을 AlN 몰비를 변화시키면서 성장시켰다. AlN 몰비는 0.16에서 0.76까지 변화시켰으며 X선의 회절 실험과 Rutherford backscattering spectroscopy 방법을 이용하여 AlN 몰비를 결정하였다. $Al_xGa_1-_xN$ 에피층의 깊이 방향의 조성 변화를 관찰하였으며 스퍼터 시간에 대해 각 원소가 일정한 원자 농도를 가짐을 알 수 있었다. AlN 몰비의 증가에 따른 표면 특성의 변화를 관찰하기 위하여 atomic force microscopy 측정을 수행하였다. 표면에서의 입자 모양이 AlN 몰비가 변화함에 따라 원형에서 침상형태로 변화함을 알 수 있었다. 표면 입자에 대한 root mean square 값과 average roughness 값을 구하였으며 AlN 몰비를 바꿈에 따라 나타나는 변화를 관찰하였다.

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전기방사로 합성된 산화물 나노섬유의 조성 및 결정화도에 따른 (Ga1-xZnx)(N1-xOx) 나노섬유의 형상 제어 연구 (A Study on Morphology Control of (Ga1-xZnx)(N1-xOx) Nanofibers according to the Composition and Crystallinity of Oxide Nanofibers Synthesized by Electrospinning)

  • 김정현;오승탁;이영인
    • 한국분말재료학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.259-266
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    • 2021
  • The (Ga1-xZnx)(N1-xOx) solid solution is attracting extensive attention for photocatalytic water splitting and wastewater treatment owing to its narrow and controllable band gap. To optimize the photocatalytic performance of the solid solution, the key points are to decrease its band gap and recombination rate. In this study, (Ga1-xZnx)(N1-xOx) nanofibers with various Zn fractions are prepared by electrospinning followed by calcination and nitridation. The effect of the composition and crystallinity of electrospun oxide nanofibers on the morphology and optical properties of the obtained solid-solution nanofibers are systematically investigated. The results show that the final shape of the (Ga1-xZnx) (N1-xOx) material is greatly affected by the crystallinity of the oxide nanofibers before nitridation. The photocatalytic properties of (Ga1-xZnx)(N1-xOx) with different Ga:Zn atomic ratios are investigated by studying the degradation of rhodamine B under visible light irradiation.

InGaN/GaN 다중 양자우물 구조에서의 결정상 분리 현상 연구 (Phenomenological Study on Crystal Phase Separation in InGaN/GaN Multiple Quantum Well Structures)

  • 이상준;김준오;김창수;노삼규;임기영
    • 한국진공학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.27-32
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    • 2007
  • 양자우물의 두께가 다른 4종류의 $In_xGa_{1-x}N(x=0.15)/GaN$ 다중 양자우물 구조의 PL 스펙트럼을 분석하여 InGaN에서의 결정상 분리 현상을 조사하였다. 우물폭이 1.5 nm에서 6.0 nm로 증가함에 따라, PL스펙트럼은 비대칭성이 점점 강해지는 이중 피크의 특성을 나타내었다. 곡선맞춤을 수행하여 분리한 2개의 피크를 분석하여, InGaN 우물에서의 부준위 천이에 해당하는 고에너지 피크의 세기는 줄어드는 반면, 상분리에 의하여 생성된 저에너지 피크의 강도는 점점 강해짐을 볼 수 있었다. 이것은 InGaN 우물에는 In 조성이 다소 다른 2개의 결정상이 존재하여, 우물폭 증가와 함께 InN 상분리가 강해지면서 In 조성이 큰(In-rich) InGaN 결정상이 상대적으로 증대됨을 보여 주는 결과로 해석된다. 우물 두께가 6.0 nm인 시료에서는 저에너지 영역(${\sim}2.0eV$)에서 또 하나의 피크이 관측되었는데, 이것은 GaN에서 잘 알려져 있는 결함에 기인한 황색준위(YB)와 그 근원이 같은 것으로, InN의 상분리가 임계값 이상으로 발달하여 생성된 결함과 관련된 준위인 것으로 해석된다.

GaAsN 전도띠 바닥의 대칭성: 공명라만산란연구 (Symmetry of GaAsN Conduction-band Minimum: Resonant Raman Scattering Study)

  • 성맹제
    • 한국진공학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.162-167
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    • 2006
  • [ $GaAs_{1-x}N_{x}$ ]의 전도띠 바닥전자상태의 특성을 Ge 기판위에 성장시킨 $GaAs_{1-x}N_{x}(x{\leq}0.7)$ 박막에 대한 공명라만산란 실험을 수행함으로써 조사하였다. LO(longitudinal optical)-phonon 라만세기의 강한 공명상승이 $E_+$ 뿐만 아니라 $E_0$ 전이에너지 근처에서 관측되었다. 그러나 $E_+$ 전이에너지 아래와 근처에서 관측되는 분명한 LO-phonon 선폭 공명상승과 다양한 X와 L 영역경계 (zone-boundary) phonon의 활성화와는 대조적으로, $E_0$ 전이에너지 근처에서는 어떠한 LO-phonon 선폭 확장공명이나 날카로운 영역경계 phonon의 활성화가 관측되지 않았다. 관찰된 공명라만산란 결과는 GaAsN의 전도띠 바닥전자상태가 비국소화된 bulk GaAs와 거의 흡사한 ${\Gamma}$대칭 상태로 구성되었다는 사실을 의미한다.

MOCVD로 성장된 In$_{x}$Ga$_{1-x}$N MQW 구조의 청색 발광당이오드의 특성 (Characteristics of a Blue Light Emitting Diode with In$_{x}$Ga$_{1-x}$N MQW Structure Grwon by MOCVD)

  • 이숙헌;배성범;태흥식;이승하;함성호;이용현;이정희
    • 전자공학회논문지D
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    • 제35D권8호
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    • pp.24-30
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    • 1998
  • A blue LED of $In_{x}Ga_{1-x}N$ multiple quantum well structure which had the blue emission spectrum of donor-acceptor pair transition generated form Si-Zn co-doped $In_{x}Ga_{1-x}N$ active layer, was fabricated. The $In_{x}Ga_{1-x}N$ MQW heterojunction LED structure was grown by MOCVD on the sapphire substrate with (0001) surface orientation at 800.deg. C. The fabricated LED exhibited forward cut-in voltage of 4~4.5V and reverse breakdown voltage of -13V. Its optical chracteristics showed that the center wavelength of peak emission occurred at 460nm and the optical intensity was increased linearly with respect to the injected electrical current above 5mA.

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Characteristics of $In_xGa_{1-x}N/GaN$ single quantum well grown by MBE

  • Kang, T.W.;Kim, C.O.;Chung, G.S;Eom, K.S.;Kim, H.J.;Won, S.H.;Park, S.H.;Yoon, G.S.;Lee, C. M.;Park, C.S.;Chi, C.S.;Lee, H.Y.;Yoon, J.S.
    • 한국진공학회지
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    • 제7권s1호
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    • pp.15-19
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    • 1998
  • Structural and optical properties of $In_xGa_{1-X}N$ as well as $In_{0.1}Ga_{0.9}N$/GaN single quantum we11 (SQW) grown on sapphire (0001) substrate with an based GaN using rf-plasma assisted MBE have been investigated. The quality of the InXGal.,N fdm was improved as the growth temperature increased. In PL measurements at low temperatures, the band edge emission peaks of $In_xGa_{1-X}N$ was shifted to red region as an indium cell and substrate temperature increased. For $In_{0.1}Ga_{0.9}N$/GaN SQW, the optical emission energy has blue shift about 15meV in PL peak, due to the confined energy level in the well region. And, the FWHM of the $In_{0.1}Ga_{0.9}N$/GaN SQW was larger than that of the bulk Ino,la.9N films. The broadening of FWHM can be explained either as non-uniformity of Indium composition or the potential fluctuation in the well region. Photoconductivity (PC) decay measurement reveals that the optical transition lifetimes of the SQW measured gradually increased with temperatures.

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X-대역 응용을 위한 GaN 기반 저잡음 증폭기 MMIC (GaN-based Low Noise Amplifier MMIC for X-band Applications)

  • 임병옥;고주석;김성찬
    • 전기전자학회논문지
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    • 제28권1호
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    • pp.33-37
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    • 2024
  • 본 논문에서는 0.25 ㎛ 게이트 길이를 갖는 GaN HEMT 기술을 사용하여 개발한 X-대역 저잡음 증폭기 MMIC의 특성을 기술한다. 개발된 GaN 기반 X-대역 저잡음 증폭기 MMIC는 9 GHz ~ 10 GHz의 동작 주파수 대역에서 22.75 dB ~ 25.14 dB의 소신호 이득과 1.84 dB ~ 1.94 dB의 잡음지수 특성을 나타내었다. 입력 반사 손실 특성과 출력 반사 손실 특성은 각각 -11.36 dB ~ -24.49 dB, -11.11 dB ~ -17.68 dB를 얻었으며 40 dBm (10 W)의 입력 전력에 성능 열화 없이 정상적으로 동작하였다. MMIC의 크기는 3.67 mm × 1.15 mm이다. 개발된 GaN 기반 저잡음 증폭기 MMIC는 X-대역의 다양한 응용에 적용 가능하다.

조성비 변화에 따른 질화물계 화합물 반도체 InyGa1-yAs1-xNx의 에너지 밴드갭과 광학상수 계산 (The Calculation of the Energy Band Gaps and Optical Constants of Zincblende InyGa1-yAs1-xNx on Composition)

  • 정호용;김대익
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.877-886
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    • 2019
  • 본 연구에서는 band anticrossing 모델을 사용하여 온도와 조성비 변화에 따른 4원계 질화물계 화합물 반도체 $In_yGa_{1-y}As_{1-x}N_x$의 에너지 밴드갭과 광학상수를 계산하였다. 300K의 조성비 구간($0{\leq}x{\leq}0.05$, $0{\leq}y{\leq}1.0$)에서 에너지 밴드갭들이 연속적으로 감소하며, 계산된 휨 매개변수는 0.522eV가 사용되었다. 에너지 밴드갭 계산 결과는 다른 연구 결과와 대체로 잘 일치하였다. 또한 에너지 밴드갭 결과를 새롭게 제안한 모델식에 적용하여 굴절률 n과 고주파 유전상수 ${\varepsilon}$를 계산하였다.

저온 성장 AlN 층이 삽입된 Al0.55Ga0.45N/AlN/GaN 이종접합 구조의 구조적 특성 및 이차원 전자가스의 광학적 특성 (Structural properties and optical studies of two-dimensional electron gas in Al0.55Ga0.45/GaN heterostructures with low-temperature AlN interlayer)

  • 곽호상;이규승;김희진;윤의준;조용훈
    • 한국진공학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.34-39
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    • 2008
  • 저온에서 성장된 AlN (LT-AlN)층이 삽입된 $Al_xGa_{1-x}N/LT$-AlN/GaN 이종접합 구조를 금속유기 화학기상 증착법 (metal-organic chemical vapor deposition)을 사용하여 사파이어 기판 위에 제작하였다. Rutherford backscattering spectroscopy 실험을 통하여 $Al_xGa_{1-x}N$층의 Al의 조성비 x가 55% 임을 확인하였고, X-선 역격자 공간 mapping을 통하여 층간 변형력을 조사하였다. LT-AlN층의 삽입 여하에 따른 $Al_{0.55}Ga_{0.45}N$ 층의 깨짐 현상을 광학현미경과 주사전자현미경을 통하여 조사하였는데, LT-AlN 층이 삽입된 시료의 경우에 깨짐 현상이 현저히 줄어든 $Al_{0.55}Ga_{0.45}N$ 층을 얻을 수 있었다. 뿐만 아니라 LT-AlN 층이 삽입된 $Al_{0.55}Ga_{0.45}N$/LT-AlN/GaN 이종접합 구조에 대하여 이차원 전자가스 (two-dimensional electron gas, 2DEG) 관련된 photoluminescence (PL) 신호를 관찰하였다. 이 시료에 대하여 온도 변화에 따른 PL 실험을 수행하여 100 K 근방까지 2DEG 관련된 PL 신호를 관찰하였다. 여기광 세기에 따른 PL 실험을 통하여 ~3.411 eV에서 나타난 2DEG PL 신호와 함께 ${\sim}3.437eV$에서도 PL 신호가 관측되었는데, 이는 AlGaN/LT-AlN/GaN 계면에 형성된 2DEG 버금띠와 Fermi 에너지 준위에서의 재결합 특성으로 각각 해석되었다.