• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.17 no.4
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• pp.151-155
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• 2007

Quasi-phase-matched (QPM) second harmonic generation (SHG) waveguide devices for a green light generation were fabricated by a periodically patterned electrode on the +Z crystal surface and homogeneous LiCl solution using a 5 mol% MgO doped congruent z-cut lithium niobate crystals. Using selective chemical etching, we confirmed the periodic (${\sim}6.8{\mu}m$) domain inverted structure and measured SHG properties of fabricated periodically poled MgO : $LiNbO_3$ ridge-type waveguides.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2003.08a
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• pp.39-39
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• 2003

텅스텐브론즈 세라믹스의 결정구조는 산소 팔면체를 뼈대로 각각 다른 형태의 A, C, B 양이온 자리로 이루어져 있다. A, C의 양이온 자리는 알카리 이온 또는 알카리 토금속 이온으로 채워지며, B 자리는 Nb 또는 Ta 이온으로 채워지게 된다. 이 중 A와 C 자리가 채워지는 정도로 unfilled, filled, completely filled 텅스텐브론즈로 나누어지게 된다. completely filled 텅스텐브론즈의 대표적인 물질인 $K_3Li_2Nb_5O_{15}$(KLN)는 전광특성, 비선형 광학특성으로 인하여 다양한 광소자로의 응용과 압전 특성, 초전 특성을 이용한 압전 소자로의 응용이 가능한 재료로 보고되고 있다. 하지만 이러한 꽉 찬 결정구조로 인하여 KLN의 경우 한정된 고용영역을 가지고 있어 물리적 성질의 변화가 제한되어 있는데, 이를 극복하기 위한 여러 가지 시도가 있었다. 이 중 A 자리와 C 자리를 치환하는 연구는 많이 알려져 있으나 치환시 빈 자리를 수반하는 경우가 대부분이다. 반면, B 자리를 치환하는 연구는 Nb를 Ta로 치환하는 경우가 알려져 있는데 이 경우 결정내에 빈자리가 생성되지 않는다. 이들 연구는 모두 단결정의 경우에 국한되어 있으며 단결정 제조시에는 조성을 정확히 조정하기 어렵고, 냉각시 crack이 발생하는 등의 문제를 가지고 있어 그 응용이 제한되고 있다. 따라서 본 연구에서는 KLN 다결정 세라믹스에서 Nb를 Ta으로 치환하여 치환에 따른 상변화와 치밀화 거동, 그리고 이에 따른 전기적 특성을 조사하여 이들 간의 상관관계를 조사하였다.

• Proceedings of the Korea Crystallographic Association Conference
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• 2002.11a
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• pp.38-39
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• 2002

Spectroscopic ellipsometer(SE)는 박막의 두께, 굴절률, 흡수율, 에너지 갭, 결정상태, 밀도, 표면 및 계면의 거칠기 등에 관한 유용한 정보들을 제공한다. (1-3) SE는 빛을 탐침으로 사용하기 때문에 비파괴적이고 비접촉식 박막물성 측정방법이며 편광변화에 대한 상대적 물리량을 측정함으로써 정밀도와 재연성이 매우 높은 장점들을 갖고 있다. 따라서 SE는 반도체 메모리 소자, 평판 디스플레이, DVD와 CD와 같은 데이터 저장장치 등을 제작하는 공정에서 박막에 관련된 공정계측장비로 사용되고 있다. 특히, 최근의 차세대 반도체 소자 개발에 관한 연구 등(4-6)에서는 수 nm 두께의 다양한 초박막들에 관한 물성연구가 주관심사이기 때문에 최고의 성능을 갖는 계측장비와 기술이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 그림과 같은 편광자(polarizer)-시료(sample)-검광자(analyzer)로 구성된 PSA구조의 표준기용 rotating-analyzer SE를 제작하게 되었다. 현재까지 개발된 ellipsometer의 수많은 종류들 중에서 null 형, rotating element 형, 그리고 phase modulation 형이 가장 많이 사용되고 있다. 여기서 element란 polarizer, analyzer, 또는 compensator와 같은 광 부품들을 지칭하는데 이 중 하나 또는 둘을 회전시키기 때문에 그 종류 또한 매우 많다. 이들 중에서 회전검광자형 ellipsometer는 입사각 정렬이 우수하고, 파장에 무관한 편광기만 사용하므로 비교적 넓은 광량자 에너지영역에서 정확도 높은 데이터를 얻을 수 있기 때문에 박막 상수의 정밀측정에 가장 적합하다. 특히, 본 연구에서 제작된 ellipsometer에는 간섭계 장치, polarizer tracking,(2) zone average,(1) 그리고 low-pass filter 등을 사용함으로써 측정오차를 최대한 줄이는 노력을 하였다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.39 no.3
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• pp.41-48
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• 2002

The bandwidth limitation of traveling-wave electroabsorption modulator(TW-EAM) is determined by the transit time, the velocity-mismatch between optical-wave and microwave, the impedance-matching, the dispersion and the microwave loss. In this paper, we introduce an hovel impulse response of TW-EAM considering transit time as well as velocity-mismatch. We analyze the effect of transit-time and velocity-mismatch at the same time, using the FDTD method. We investigate the modulation bandwidth by changing the depth of the intrinsic region. We suggest that the optimum depth of the intrinsic region is 0.2${\mu}{\textrm}{m}$ when the absorption coefficient($\alpha$) is 0.2${\mu}{\textrm}{m}$-1.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.16 no.3
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• pp.261-265
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• 2005

The large and polarization-independent photonic bandgap (PBG) is very useful to the application to various optical devices. Until present, it has been known that the PBG for a triangular lattice remains the largest both in the E- and H-polarized modes. However, we proposed a new structure with a larger polarization-independent PBG, by analyzing and systemizing the PBG opening trends as the structural changes. This optimal structure for maximum bandgap has more increased gap-midgap ratio $(\Delta\omega/\omega)$ of about $30\%$ than the triangular lattice.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.188-188
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• 2016

GZO 박막은 상업적으로 사용되는 ITO를 경제적으로 대체할 수 있는 유망한 투명 전도 물질이며, 인체에 무해하고, 공급이 쉬우며, 화학적으로 안정하다. 특히, CIGS와 같은 광전변환 소자 전극에서는 부식 저항이 매우 중요한데, 습한 환경에서 견뎌낼 수 있다는 장점이 있다. GZO는 3가 갈륨이 2가 아연에 도핑된 n타입의 반도체 물질이다. 그리고 육각형의 황화아연 물질의 전기 전도도는 산소 결핍에 매우 의존한다. GZO의 수소는 산소 결핍 집중에 영향을 끼친다. 따라서 이 연구에서는 RF 마그네트론 스퍼터링 실험 동안 수소 함유량을 다양화 시키고, 면 저항, 광 투과도, 부식저항의 효과를 조사한다. 수소량이 증가할수록, 면 저항은 향상되어지고, 특정 지점을 넘으면 감소한다. 분극 실험에 의해 측정되어진 부식 저항은 박막의 미세조직과 결정립계의 특성에 더 의존되어진다. 훨씬 더 많은 수소를 함량한 비정질이 부식 저항성에 있어서 유효한 차이를 나타내지 못하는 동안 결정 내에서 많은 수소를 지닌 작은 결정의 결정립계는 낮은 분극저항, 즉 낮은 부식 저항성의 결과를 도출한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.416-417
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• 2013

최근 질화물계 발광다이오드(light emitting diode, LED) 소자는 핸드폰, 스마트 TV 등의 디스플레이 분야와 실내외조명, 감성조명, 특수조명 등의 조명분야에 그 응용분야가 급속히 확대되고 있다. 이러한 LED 소자는 에너지 절감과 친환경에 장점을 가지고, 가까운 미래에 조명시장을 대체할 것으로 예상된다. 이를 만족하기 위해서는 현재보다 더 높은 효율을 갖는 LED 개발이 요구되어지고 있는 상황이다. 일반적으로 질화물계 LED 소자의 효율은 내부양자 효율, 광추출 효율 등으로 나타낼 수 있다. 내부 양자효율은 성장된 결정의 질의 개선 및 다층의 이종접합 또는 다중양자우물 구조와 같이 활성층의 캐리어 농도를 높이는 접합구조로 설계되어 80% 이상의 효율을 나타낸다. 그러나 광추출 효율은 이에 미치지 못하고 있다. 이는 반도체 재료의 높은 굴절률로 인하여 빛이 외부로 탈출하지 못하고 내부로 반사되거나 물질 안에서 흡수가 일어나기 때문이다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 연구 그룹들은, 표면에 패턴 형성하여 빛의 전반사를 줄여 그 효율을 올리는 연구결과를 보고하고 있다. 대표적인 방법으로는 wet etching, 전자빔 리소그라피, 나노임프린트 리소그라피, 레이저 홀로 리그라피, 나노스피어 리소그라피 등이 사용되고 있다. 이 중, 나노스피어 리소그라피는 폴리스틸렌 혹은 실리카 등과 같은 나노 크기의 bead를 사용하여 반도체 기판 표면에 단일층으로 고르게 코팅한 마스크로 사용하여 패턴을 주는 방법이다. 이 방법의 장점으로는 대면적에 균일한 패턴을 형성할 수 있고, 공정비용이 저렴하여 양산하기에 적합하다는 특징이 있다. 나노스피어 리소그라피를 통해서 표면에 생성된 패턴 모양의 각도에 따라서, 식각되는 깊이에 변화에 따라 실험한 결과들은 있지만, 아직까지 크기가 다른 나노입자들의 마스크 이용하여 형성된 패턴 밀도에 따른 광 추출 효과에 대한 연구가 많이 미흡하다. 따라서 본 연구에서는 다양한 크기의 실리카로 패턴을 형성시켜 패턴 밀도에 대한 광추출 효율의 효과에 대해서 조사하였다. 실험 방법으론, DI, 에탄올, TEOS, 암모니아의 순서대로 그 혼합 비율을 조정하여 100, 250, 500 nm 크기의 나노입자를 합성하였고 이것을 질화물계 LED의 표면 위에 단일층으로 스핀코팅 방법을 통해 코팅을 하였다. 그 후 ICP-RIE 방법으로 필라 패턴을 형성하였는데, 그 결과 100 nm SiO2 입자를 이용한 경우 $4.5{\times}10^9$/$cm^2$, 250 nm의 경우 $1.4{\times}10^9$/$cm^2$, 500 nm의 경우 $0.4{\times}10^9$/$cm^2$의 패턴의 밀도를 보여주었다(Fig. 1). 패턴의 밀도에 따라 전계광학적 특성을 확인하여 보았는데, 그 결과는 평평한 표면과 비교하였을 때 100 nm에서 383%, 250 nm에서는 320%, 500 nm에서는 244% 상승하는 결과를 보여주었다(Fig. 2). 이번 실험을 통해서 LED의 광추출 효율은 표면 모양과 깊이 뿐 아니라 밀도가 커질수록 그 효율이 올라간다는 사실을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
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• v.36D no.6
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• pp.79-86
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• 1999

We propose a new photorefractive demultiplexer(DMUX) for WDM communicaytion system using a wavelength selectivity and demultiplexing properties of a volume holographic grating filters formed in $LinbO_3$ crystal doped with 0.015wt.% Fe. The wavelength selectivity properties of the filter are analyzed and experimentally investigated as a function of the following parameters : the crossing angle of the two writing beams, the reading-beam angle and writing-beam size. In addition, applying these wavelength selectivity properties and the multiplexing technique for recording multiple-exposure filters with equal diffraction efficiency, some preliminary experimental results are presented for use as DMUX.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.31.2-31.2
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• 2010

질화물계 발광다이오드는 소비전력이 낮고 발광효율이 높은 조명용 반도체소자로서 다양한 분야에 적용되고 있으나 질화갈륨 반도체 층 및 외부 공기와의 계면에서 발생하는 전반사로 인하여 광추출특성이 매우 낮은 문제점이 있다. 이를 해결하기 위하여 다양한 연구가 진행되고 있으며 투명전극 또는 p형 질화갈륨 층에 주기적인 나노 패턴을 형성하고 이에 따른 난반사 효과를 통해 전반사를 억제시키는 연구가 주로 진행되고 있다. 현재까지의 연구에서 발광다이오드의 광추출향상을 위한 나노 패턴은 플라즈마 식각공정을 통하여 형성되었지만 플라즈마 데미지에 의해 소자의 전기적 특성이 저하되는 문제점이 있었다. 본 연구에서는 플라즈마 식각 공정이 요구되지 않는 sol-gel 임프린팅 공정을 이용하여 발광다이오드의 ITO 투명전극 위에 산화아연 나노 패턴을 직접 형성하였다. Sol 솔루션은 에탄올에 zinc acetate dihydrate와 diethanolamine을 희석하여 제작하였고 이를 스핀코팅 방법을 통해 발광다이오드의 ITO 투명전극 층 위에 도포하였다. 이 후, 고 투습성의 PDMS (Polydimethylsiloxane) 몰드를 이용하여 $190^{\circ}C$에서 임프린팅을 진행하였고 이 과정에서 대부분의 솔벤트(에탄올)는 PDMS 몰드로 흡수되어 임프린팅 후에는 나노 패턴이 형성된 산화아연 gel 박막을 얻을 수 있었다. 최종적으로 $500^{\circ}C$에서 1시간 동안 열처리 하여 발광다이오드의 ITO 투명전극 위에 산화아연 나노 패턴을 형성하였다. 나노임프린팅 기반의 직접 패터닝 공정을 통하여 형성된 산화아연 패턴 층을 XRD 측정을 통해 결정성을 분석하였고 형성된 패턴의 형상을 SEM을 통해 확인하였다. 또한, 산화아연 패턴 유무에 따른 발광다이오드 소자의 광추출효율 비교를 위해 electroluminescence를 측정하였으며, 소자의 전기적 특성은 I-V 측정을 통해 분석하였다.

• 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.