• 제목/요약/키워드: 결함 성장

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승화법에 의한 GaN 후막성장시 공정변수의 영향 (The effect of the processing parameters on the growth of GaN thick films by a sublimation technique)

  • 노정현;박용주;이태경;심광보
    • 한국결정성장학회지
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    • 제13권5호
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    • pp.235-240
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    • 2003
  • 대면적 GaN 기판재료의 개발은 GaN 계열의 응용 가능성을 확대하기 위한 중요한 과제중 하나이다. 이러한 가능성을 조사하고자 본 연구에서는 seed 기판으로 MOCVD-GaN 박막과 소스 물질로서 상업용 GaN 분말을 이용하여 승화법에 의해 GaN 후막 성장을 시도하였다. 일정한 $N_2$ gas와 $NH_3$ gas 유량으로 성장실의 압력을 대기압으로 유지할 때 후막성장에 대한 승화소스물질과 seed 기판 사이의 거리, 상ㆍ하부 히터의 온도, 성장시간 등의 영향들을 연구하였다. 성장된 GaN후막은 SEM 및 XRD등을 이용하여 후막성장 형태 및 구조를 관찰하였고 상온에서 PL특성측정을 통하여 후막의 광학적인 밴드갭 및 결함 등을 조사하였다. 이로부터 양호한 GaN 후막성장에 필요한 공정요소로서 소스와 seed 기판 간 거리, 상ㆍ하부 히터의 온도 및 성장시간 등의 조건들을 정할 수 있었다.

승화법에 의한 6H-SiC 단결정 성장 : (I) 성장결함생성기구 (6H-SiC single crystal growth by the sublimation method : (I) the formation mechanism of growth defects)

  • 김화목;강승민;주경;심광보;오근호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.185-190
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    • 1997
  • 승화법에 의한 단결정 성장장치를 자체 제작하여 직경 약 30 mm, 길이 약 10 mm의 6H-Sic 단결정을 성장하였다. 최적의 성장조건은 원료온도 $2150~2250^{\circ}C$, 기판온도 $1950~2050^{\circ}C$, 원료부와 기판과의 온도차 약 $200^{\circ}C$, 성장압력 50~200 torr이었고, 성장속도는 300~700 $\mu\textrm{m}$/hr이었다. 성장된 결정의 표면을 광학현미경으로 관찰하여 성장결함 생성기구를 현상학적으로 고찰하였고, 특히 표면에서 관찰되는 micropipes의 생성원인을 규명하였다.

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HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy) 법을 적용한 N2 양의 변화에 따른 AlN 단결정의 성장 거동에 관한 연구 (A study on the growth behavior of AlN single crystal according to the change of N2 in HVPE propcess)

  • 인경필;강승민
    • 한국결정성장학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.61-65
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    • 2024
  • HVPE(Hydride vapor phase epitaxy) 공법은 기체상의 원료를 사용하여 박막 또는 단결정을 제조하는 공법이다. 화학적 기상증착법의 원리를 적용하여 난용융성 또는 고융점의 물질의 단결정을 성장할 수 있는 공법으로서, 질화갈륨(GaN) 단결정을 얻을 수 있는 공법 중 하나이다. 최근 동 공법을 이용하여 질화알루미늄(AlN) 단결정을 성장하고자 하는 연구가 많이 수행되어져 왔으나, 아직은 좋은 결과를 얻지 못하고 있다. 본 연구에서는 AlN 단결정을 HVPE 공법으로 성장하고자 하였다. 성장 공정에서 질소를 운송가스(Carrior gas)로 사용하였으며, 질소(N2)의 양의 변화에 따른 성장 결과를 고찰하여 보았다. 질소의 양이 증가함에 따른 성장 결정의 변화 양상을 확인할 수 있었다. 성장된 AlN 단결정의 형상을 광학 현미경을 사용하여 관찰하였고, 이중결정 X선 회절 분석(DCXRD, Double crystal X-ray diffractometry)을 이용하여, AlN 결정의 생성을 확인함과 동시에 성장된 단결정의 결정성도 알아보았다.

저항가열 방식에 의한 SiC 단결정 성장 조건에 관한 연구 (A study on the SiC single crystal growth conditions by the resistance heating method)

  • 강승민
    • 한국결정성장학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.53-57
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    • 2016
  • 저항가열 방식으로 제작된 설비를 이용하여 SiC 단결정을 성장하였다. 성장 조건에 따라 결정의 성장 양상이 달랐으며, 원료부의 온도와 결정 성장부의 온도에 따라 각각 온도 설정이 필요함을 알았다. 본 논문에서는 SiC 결정의 성장 온도에 따른 성장 결과에 대하여 고찰해 보았으며, 이에 대한 결과를 보고하고자 한다.

Si 기판 위에 성장한 CdTe/ZnTe 양자점의 크기에 따른 열적 활성화 에너지와 운반자 동역학

  • 이주형;최진철;이홍석
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.340-341
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    • 2013
  • 양자점(Quantum dots; QDs)은 단전자 트랜지스터, 레이저, 발광다이오드, 적외선 검출기와 같은 고효율 광전소자 응용을 위해 활발한 연구가 진행되고 있다. II-VI 족 화합물 반도체는 III-V 족 화합물 반도체와 비교했을 때 더 큰 엑시톤 결합에너지(exciton binding energy)를 가지는 우수한 특성을 보이고 있으며 이러한 성질을 가지는 II-VI 족 화합물 반도체 중에서도 넓은 에너지 갭을 가지는 CdTe 양자점은 녹색 영역대의 광전자 소자로서 활용되고 있다. 기존의 CdTe/ZnTe 양자점을 성장하기 위해 ZnTe와 격자부정합이 적은 GaAs 기판을 이용한 연구가 주를 이룬 반면 Si기판을 이용한 연구는 미흡하다. 하지만 Si 기판은 GaAs 기판에 비해 값이 싸고, 여러 분야에 응용이 가능하며 대량생산이 가능하다는 이점을 가지고 있어 초고속, 초고효율 반도체 광전소자의 제작을 가능케 할 것으로 기대된다. 또한 양자점의 고효율 광전소자에 응용을 위해서는 Si 기판 위에 양자점의 크기를 효율적으로 조절하는 연구 뿐 아니라 양자점의 크기에 따른 운반자 동역학에 대한 연구도 중요하다. 본 연구에선 분자선 에피 성장법(Molecular Beam Epitaxy; MBE)과 원자층 교대 성장법(Atomic Layer Epitaxy; ALE)을 이용하여 Si 기판 위에 성장한 CdTe/ZnTe 양자점의 크기에 따른 광학적 특성을 연구하였다. 저온 광 루미네센스(PhotoLuminescence; PL) 측정 결과 양자점의 크기가 증가함에 따라 더 낮은 에너지영역으로 피크가 이동하는 것을 확인하였다. 그리고 온도 의존 광루미네센스 측정 결과 양자점의 크기가 증가함에 따라 열적 활성화 에너지가 증가하는 것을 관찰하였는데, 이는 양자점의 운반자 구속효과가 증가하였기 때문이다. 또한 시분해 광루미네센스 측정 결과 CdTe/ZnTe 양자점의 크기가 증가함에 따라 소멸 시간이 긴 값을 갖는 것을 관찰하였는데, 이는 양자점의 크기가 증가함에 따라 엑시톤 진동 세기가 감소하였기 때문이다. 이와 같은 결과 Si 기판 위에 성장한 CdTe/ZnTe 양자점의 크기에 따른 열적 활성화 에너지와 운반자 동역학에 대해 이해 할 수 있었다.

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부유대용융법에 의한 불순이온 주입된 $TiO_2$단결정 성장 연구 (Crystal Growth of rutiles doped with Impurity Ions by Floating Zone Method)

  • 이성영;유영문;김병호
    • 한국결정학회:학술대회논문집
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    • 한국결정학회 1999년도 정기총회 및 춘계학술연구발표회
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    • pp.1-1
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    • 1999
  • 부유대용융법에 의하여 불순이온의 종류와 각 이온의 주입 농도를 달리하는 Rutile 단결정을 성장하였다. 성장된 결정으로부터 제조한 박편시료를 이용하여 결정결함과 광투과도에 미치는 각 불순이온의 영향을 조사하였다. 결정성장용 주원료로 99.99%의 TiO2를 사용하고, 불순이온 주입을 위한 원료로서 99.99%의 Al2O3, H3BO3, Ga2O3, Sc2O3, V2O5, Fe2O3, ZrO2, Er2O3, Cr2O3를 각각 사용하였다. 불순이온의 종류에 따르는 영향을 조사하기 위하여 TiO2 99.8 atomic%-불순이온 0.2atomic%의 조성이 되도록 각 이온별로 원료를 정밀하게 평량하고 균일 혼합하였다. 불순 이온의 첨가량에 따르는 영향을 조사하기 위하여 Al2O3는 각각 pure, 0.2, 0.4, 0.6 atomic%를, Cr2O3는 pure, 0.003, 0.05, 0.2 atomic%를 각각 치환하여 원료를 조합하였다. 균일 혼합된 원료를 직경 8mm의 고무 튜브에 넣고 CIP(Cold Isostatic Press0에서 2000kg/$\textrm{cm}^2$의 압력으로 성형한 후 150$0^{\circ}C$에서 1시간 소결함으로서 결정성장용 다결정 원료를 합성하였다. 합성된 다결정을 double ellipsoidal mirror 내에 설치하고,halogen lamp로 가열하여 원료의 한쪽 끝을 용융한 다음, 20rpm의 회전속도, 3-5mm/hr의 성장속도로 하는 유속 1$\ell$/min의 O2 분위기속에서 부유대용융법에 의하여 결정을 성장하였다. 성장된 결정을 성장축에 수직한 방향으로 각각 절단, 연삭, 연마한 박편을 이용하여 편광하에서 low-angle grain boundaries 및 기타의 결정결함을 관찰하였으며, 0.3$\mu\textrm{m}$~0.8$\mu\textrm{m}$ 범위 및 0.6$\mu\textrm{m}$~3.4$\mu\textrm{m}$ 범위에서의 투과 및 흡수 스펙트럼을 측정하였다. 결정 성장 결과 B3+, Er3+, Cr3+ 이온은 Ti4+ 이온과 이온의 크기 차이가 심하여 결정의 정상적인 성장을 방해하는 물성을 나타냈고, V5+, Cr3+ 이온은 흑색의 결정, Fe3+ 이온은 적갈색의 결정으로 성장되었다. Al3+, Zr4+, Al3+의 순서로 투과도가 높아지는 것이 관찰되었다. 불순이온의 농도에 따른 영향으로서 Al3+ 이온의 경우 주입농도가 높아질수록 low angle boundary와 oxygen deficiency가 감소하였고, 투과율은 조금 감소하거나 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 반면에 Cr3+ 이온을 주입한 경우 0.003 atomic%에서 최적의 물성을 보였으며, 주입농도가 높아질수록 결정성장이 어려워지고 광의 투과도가 급격히 저하되었다.

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원자력 발전소 Alloy 600 부품의 PWSCC-Part 2 (PWSCC of Alloy 600 components in PWRs-Part 2)

  • 황성식
    • 부식과 방식
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    • 제12권1호
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    • pp.12-23
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    • 2013
  • 원자력 발전소 주요 부품에 사용되는 Alloy 600의 PWSCC 개시와 전파기구를 살펴보고 그 억제 기술을 소개하였다. ○ 균열은 경화된 표면 산화층이 깨질 경우, 입계부식, 공식(pitting), 열처리 또는 물속에 노출되었을 때 일어나는 선택부식(selective corrosion), MnS등 게재물의 용출등에 의해 시작된다. ○ 균열의 전파는 '느린 성장'과 '빠른 성장'으로 구별해 볼 수 있는데 빠른 균열성장은 균열 선단에서의 응력확대 계수(KI)가 균열이 전파하는 임계값(KIscc)을 넘는 경우에 일어난다. ○ Slip Dissolution/Film Rupture Model, Enhanced surface mobility model, Hydrogen assisted creep rupture, Internal oxidation 등의 모델이 제시되어 있으며 Internal oxidation 모델이 여러 실험자료로 잘 뒷 받침되고 있다. ○ PWSCC 억제 방안으로는 부식환경과의 격리 및 보수용접이 대표적이며 부품의 교체를 통한 안전 확보의 방안도 있다. 수소량 조절을 통한 억제 방안도 제시되어 있다. ○ Alloy 600 PWSCC열화 관리 전략프로그램은 결함 발생 가능성이 높은 부위 선정, 우선 순위에 따른 계획적인 검사, 결함이 발견될 경우 완화조치를 취하거나 필요시 교체/보수를 실시하고 그 운영프로그램을 지속적으로 갱신관리하는 방안으로 유지되어야 한다.

원자력용 Type 316L 스테인레스강의 질소첨가에 따른 미세구조 및 예민화 특성 변화

  • 오용준;류우석;윤지현;홍준화;국일현
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(3)
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    • pp.73-78
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    • 1996
  • Type 316L 스테인레스강에 대한 질소첨가의 효과를 분석하기 위해 질소를 소량(0.024%)첨가한 합금과 적정량(0.15%) 첨가한 합금을 용해하여 입계부식특성 평가를 하였다. Oxalic시험 및 DL-EPR 시험 결과 적정량의 질소를 첨가한 합금이 소량 첨가한 금보다 우수한 예민화 특성을 보였다. TEM에 의한 미세구조 분석 결과 저질소 합금의 경우 비교적 짧은 열처리 시간에 M$_{23}$C$_{6}$ type의 석출물이 입계를 따라 형성되고 시효시간이 경과 할수록 그양이 급격히 증가하는 양상을 보인 반면에 적정 질소 첨가 합금의 경우 탄화물 생성이 비교적 긴 시효시간으로 늦추어져 예민화 실험 결과와 일치된 결과를 보였다. 두 합금 모두에서 탄화물 이외에 Mo의 함량이 매우 높은 석출물이 관찰되었는데 적정질소 첨가강의 경우 시효 시간의 경과에 따라 초기의 작은 cluster들의 형태에서 시작하여 얇은 박막의 형태로 입계면을 따라 성장하는 양상을 보였고, 반면에 저질소합금의 경우 입계를 따른 작은 석출물들이 cluster들로는 성장하였으나 장시간 시효가 진행됨에 따라 탄화물의 성장에 의해 박막 형태로는 성장하지 못하였다. Mo-rich 박막형상 석출물에 대한 분석 결과 20-면체 준결정상의 형태에 매우 가까운 결정구조를 보였으며 때로 η상과 매우 밀접한 회절 패턴도 관찰되었다. 이러한 상은 적정 질소첨가 합금에서의 탄화물 생성 지연과도 관련이 있을 것으로 추정되었다.

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지역 내 문화체육자원이 도시성장에 미치는 영향 연구 (The Effects of Local Cultural and Sports Resources on Urban Growth)

  • 곽정현;서원석
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.706-716
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    • 2016
  • 최근 높아진 삶의 질에 대한 사회적 인식으로 여가에 대한 관심이 늘어나고 있다. 이에 따라 문화와 체육과 관련된 다양한 자원을 통해 해당 도시를 성장시키고자 하는 정책적 관심이 증가하고 있다. 본 연구는 이러한 시점에서 지역 내 문화체육자원이 도시성장에 미치는 영향을 확인하고, 이를 통한 정책적 방향을 살펴보는 것을 목적으로 하고 있다. 본 연구는 전국 228개 시군구를 대상으로 문화체육자원을 중심으로 사회 교통 공간성격의 범주에 포함되는 도시의 다양한 개별자원 지표를 이용해 지역의 인구, 산업, 재정측면의 성장에 있어서의 영향관계를 준로그 다중회귀분석을 사용해 파악하였다. 분석 결과, 문화체육자원을 포함한 다양한 지역 내 자원들은 해당 도시의 성장에 중요한 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다. 특히 인구성장 측면에서는 공공체육시설 및 프로스포츠시설의 확충을, 산업성장 측면에서는 프로스포츠시설의 유치를 통한 지역 내 소비증가를, 재정건전성 측면에서는 연관산업에 대한 파급효과가 큰 프로스포츠시설 유치를 적극적으로 고려할 필요가 있다는 결과를 도출하였다. 이러한 결론을 통해 본 연구는 생활체육을 바탕으로 한 삶의 질 환경 조성 및 산업기반으로서의 문화스포츠 기반조성은 도시성장에 있어 중요하며, 이러한 자원을 활용한 도시성장 정책은 차세대 전략으로 지방정부가 관심을 가질만한 충분한 가능성이 있음을 확인하였다.

연속 성장법으로 성장된 Mn-Zn Ferrite 단결정 특성 및 결함 (Properties and defects of Mn-Zn Ferrite single crystals grown by the modified process)

  • 정재우;오근호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.23-33
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    • 1991
  • Mn-Zn Ferrite는 단결정을 성장하기 위하여 용융하는 동안 불균질 용융과 ZnO휘발의 고유특성을 갖는 재료이다. 그 결과로, 결정성장축을 따라 양이온의 분포가 불균일 하게 된고 또한 기존의 Bridgman법에서는 도가니내에서 용융대가 장시간 유지됨으로써 백금입자가 결정안으로 침입하게된다. 이들은 훼라이트의 자기적 성질을 저하시키는 성질을 갖고 있다. 그러나 새로운 성장법에서는 이러한 단점들을 극복하고 양질의 단결정을 얻기 위하여 결정성장 인자들의 관계를 고찰하였으며 그 인자들은 다음과 같다 : 도가니내의 melt 높이, melt의 표면장력과 밀도, 계면에서의 melt거동, 도가니와 고액계면의 형상, 원료공급속도, 결정성장속도. 아울러, 성장된 결정의 조성을 분석하였을 때 초기조성과 비교하여 $\textrm{Fe}_2\textrm{O}_3$ 1.5 mol%, MnO, Zn 2.0 mol% 이내로 조성 변동은 각각 억제되었고 성장결정면 (110)에서 화확적인 etching 법을 이용하여 광학현미경을 통해 결정내부등을 관찰하였으며, 자기적 특성등을 측정하였다.

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