• Title/Summary/Keyword: 광발광 스펙트럼

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Comparative Photoluminescence Study of Single-Layer MoS2 Annealed in Hydrogen and Vacuum

  • Ryu, Ye-Jin;Park, Min-Gyu;Ryu, Sun-Min
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.195.1-195.1
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    • 2014
  • 최근 반자성 물질인 $MoS_2$를 수소 기체 속에서 열처리하게 되면 약한 강자성이 유발된다는 연구가 보고되었다. 본 연구에서는 강자성 발현을 수반하는 물리적 및 화학적 변화를 이해하기 위해서 단일층 $MoS_2$에 대한 라만분광 및 광발광 연구를 수행하였다. 기계적 박리법을 이용하여 $MoS_2$ 결정으로부터 단일층 및 이중층 $MoS_2$를 분리하여 $SiO_2/Si$ 기판에 전사한 후, $200^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$ 영역의 특정 온도에서 1시간 동안 열처리하였다. 배경 기체가 열처리 도중 $MoS_2$에 미치는 영향을 이해하기 위하여 수소 속 반응을 진공 상태와 비교하였다. 라만 스펙트럼에서는 큰 변화가 없었으나, 광발광의 세기는 수소 속 반응 후에 감소하고 진공 속 반응 후에는 증가하는 대조적인 결과를 보였다. AFM 측정으로부터는 열처리 후에 $MoS_2$ 표면에 뚜렷한 변화가 일어나지 않는다는 사실을 확인하였다. 본 발표에서는 수소와 진공 조건에서 관찰된 상이한 광발광 특성과 그래핀/$SiO_2/Si$에서 관찰된 p-형 도핑과의 상관관계를 설명하고자 한다.

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추가 열처리 공정에 의한 GaN계 LED소자의 광학 및 전기적 특성에 대한 연구

  • Han, Sang-Hyeon;Lee, Jae-Hwan;Song, Gi-Ryong;Lee, Seong-Nam
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.309.1-309.1
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    • 2014
  • III-N계 기반의 광 반도체는 직접 천이형 넓은 밴드갭 구조를 갖고 있기 때문에 자외선에서 가시광을 포함한 적외선까지 포함한 폭 넓은 발광이 가능하여 조명 및 디스플레이 관련 차세대 광원으로 많은 관심을 받고 있다. 하지만 p형 GaN의 경우, 상온에서 도펀트로 사용되는 마그네슘(Mg)이 수소(H)와 결합하여 보상 효과를 나타내기 때문에 높은 정공농도를 갖기에 어려움이 있다고 알려져 있다. 따라서, 대부분의 연구 그룹에서는 GaN계 LED 소자를 성장 후 rapid thermal annealing 공정이 요구되고 있고, 최근에는 박막 성장 후 반응로 내에서 자체적으로 열처리를 진행하고 있는 실정이다. 하지만, 열처리 조건은 LED 소자의 발광특성에 큰 영향을 주기 때문에 본 연구에서는 반응로에서 열처리가 된 LED 샘플에 대해 추가적인 열처리 공정의 유무에 따른 GaN계 LED소자의 광학적 및 전기적 특성에 대해 알아보고자 하였다. 금속유기화학증착법을 이용하여 c-면 사파이어 기판에 저온 GaN 완충층 및 $2.0{\mu}m$두께의 GaN 박막을 성장한 후, $3.0{\mu}m$두께의 n-형 GaN에피층과 InGaN/GaN 5주기의 양자우물구조를 형성하고 $0.1{\mu}m$두께의 p형 GaN층을 성장하였다. P-형 GaN층 성장 후 온도를 내리면서 $750^{\circ}C$, N2 분위기에서 5분간 Mg 활성화를 위한 열처리를 반응로에서 in-situ로 진행하였다. 그 후 급속열처리 장비에 장입하여 $650^{\circ}C$, N2 분위기에서 5분간 추가적인 열처리를 진행하여 추가 열처리 유무에 따른 LED소자의 특성을 분석하였다. 추가적인 열처리 유무에 따른 LED소자의 레이저 여기에 의한 포토루미네선스 스펙트럼과 전계발광 스펙트럼을 조사한 바, 포토루미네선스 스펙트럼의 경우 추가적인 열처리를 진행하였을 경우, 이전보다 발광 세기가 감소함을 나타내었다. 이는 추가적인 열처리에 의해 InGaN/GaN 활성층이 손상되었기 때문이라고 추측된다. 그러나 전계발광 스펙트럼에서는 활성층이 손상되었음에도 불구하고 전계 발광세기가 3배 가량 증가한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 20 mA 인가 시 4.2 V 에서 3.7 V로 전압이 감소하였다. 상기 결과로 미루어 볼 때 열처리에 의한 InGaN/GaN 활성층 손상에도 불구하고 광 세기가 크게 증가한 것은 금속유기화학증착장치의 in-situ 열처리에 의한 Mg가 충분히 활성화되지 못하였고, 추가적인 열처리에 의하여 p형 GaN에서 Mg-H 복합체의 분리로 인한 Mg 활성화가 더욱더 효과적으로 이루어졌기 때문이라고 추측된다.

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Characteristics of CaS:Eu,S electroluminescent devices (CaS:Eu,S 전계발광소자의 특성)

  • 조제철;유용택
    • Electrical & Electronic Materials
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    • v.8 no.6
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    • pp.752-758
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    • 1995
  • Red emitting CaS:Eu,S electroluminescent(EL) device prepared at 550.deg. C by an electron-beam evaporation technique, demonstrated luminance of 175cd/m$\^$2/ and efficiency of 0.311m/W with 3kHz drive. Luminance was increased with the increase of applied voltage and frequency. From the results of the PL spectrum and the EL spectrum, the CaS:Eu, S device showed emission peak near 640nm resulted from the transition of EU$\^$2+/ 4f$\^$6/5d.rarw.4f$\^$7/. The capacitance of the phosphor layer from the Sawyer-Tower circuit was 10.5nF/cm$\^$2/.

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Effect of Sintering Temperature on the Properties of $CaSiO_4:RE^{3+}$(RE=Eu, Sm, Tb, Dy, Ce) Phosphors

  • Go, Bong-Jin;Jo, Min-Jeong;Jo, Sin-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.08a
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    • pp.173-173
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    • 2013
  • 최근에 고효율의 형광체를 개발하고자 무기물 모체에 주입된 희토류 이온의 발광에 대한 연구가 급부상하고 있다. 형광체는 고휘도, 넓은 시청 각도와 저 비용으로 인하여 대형 평판 디스플레이 분야로 그 응용성을 확장하는 플라즈마 디스플레이 패널 제작에 있어서 매우 중요한 물질이다. 현재 적색 형광체로 널리 사용되고 있는 발광 물질은 YBO3:Eu3+ 혹은 (Y,Gd)BO3:Eu3+ 형광체이지만, Eu3+ 이온이 중심대칭의 자리에 위치하기 때문에, Eu3+ 이온의 5D07F1 전이에 의한 주황색의 발광 세기가 5D07F2 전이에 의한 적색의 세기보다 강하여 고품질의 색상을 구현하는데 상당한 어려움이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 새로운 모체 격자를 갖는 적색, 녹색, 청색 형광체 개발에 많은 노력이 집중되고 있다. 본 연구에서는 형광체 합성시 중요한 변수의 하나인 소결 온도가 새로운 다양한 색을 방출하는 형광체 분말 CaSiO4:RE3+ (RE=Eu, Sm, Tb, Dy, Ce)의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. CaSiO4:RE3+ (RE=Eu, Sm, Tb, Dy, Ce) 형광체 분말 시료는 초기 물질 CaO (99.99%), SiO2 (99.99%), Eu2O3 (99.99%), Sm2O3 (99.9%), Tb4O7 (99.9%), Dy2O3 (99.9%), CeO2 (99.9%)을 화학적량으로 준비하였다. 볼밀, 건조 작업을 한 후에, 시료를 막자사발에 넣고 분쇄하여 3시간의 하소 공정과 5시간의 소결 공정을 수행하였다. 이때 소결 온도를 변수로 선택하여 각각 $800^{\circ}C$, $900^{\circ}C$, $1,000^{\circ}C$, $1,100^{\circ}C$에서 소결 작업을 수행하여 합성 분말의 구조, 표면, 광학적 특성을 측정하여 소결 온도가 미치는 영향을 조사하였다. Eu3+가 도핑된 CaSiO4 형광체 분말의 경우에, 발광 스펙트럼은 597, 618, 655, 707 nm에서 관측되었으며, 소결 온도가 $800^{\circ}C$에서 $1,100^{\circ}C$로 증가함에 따라 모든 발광 스펙트럼의 세기는 순차적으로 증가함을 나타내었다. Tb3+가 도핑된 CaSiO4 형광체 분말의 경우에 관측된 발광 스펙트럼은 주 피크인 549 nm를 중심으로 하여 세기가 상대적으로 작은 493, 592, 626 nm의 피크들이 관측되었으며, 소결 온도가 증가함에 따라 전반적으로 발광 세기들이 증가하는 경향을 나타내었다. Sm3+가 도핑된 CaSiO4 형광체의 경우에, 발광 스펙트럼은 전형적인 Sm3+이온에 의한 전이 신호들이 605, 570, 653 nm에서 나타났다. 발광 스펙트럼의 세기는 소결 온도에 비례하여 증가하였다. Ce3+가 도핑된 경우에 발광 스펙트럼은 소결 온도에 관계없이 401 nm에서 관측되었으며, 소결 온도에 따라 발광 세기의 변화가 나타났다. 이 실험 결과로 부터, 합성시 적절한 소결 온도의 선택이 고발광 효율의 형광체를 제작하는데 있어서 매우 중요한 요소가 됨을 확인할 수 있었다.

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DBR PSi/Polymer Composite Materials -Dual Photonic Characteristics (DBR 다공성 실리콘/고분자 Composite 재료-이중적 광학특성)

  • Park, Cheol-Young;Jang, Seung-Hyun;Kim, Ji-Hoon;Park, Jae-Hyun;Koh, Young-Dae;Kim, Sung-Jin;Ko, Young-Chun;Sohn, Hong-Lae
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.16 no.3
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    • pp.221-226
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    • 2007
  • DBR (distributed Bragg reflectors) PSi (porous silicon) composite films displaying dual optical properties, both optical reflectivity and photoluminescence had been developed. DBR PSi samples were prepared by electrochemical etch of heavily doped $p^{++}-type$ silicon wafers (boron doped, polished on the <100> face, resistivity of $0.8-1.2m{\Omega}-cm$, Siltronix, Inc.). Free-standing DBR PSi films were treated with PMMA (polymethyl methacrylate) to produce flexible, stable composite materials in which the PSi matrix is covered with PMMA containing photoluminescent polysiloles. Optical characteristics of DBR PSi/polysilole-impregnated PMMA composite materials exhibit both their photonic reflectivity at 565 nm and photoluminescence at 510 nm, simultaneously. A possible application of this materials will be discussed.

Spectroscopy in Semiconductors (반도체의 분광학)

  • 유성규;추장희;김동호;박승한;이종현
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.6 no.1
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    • pp.76-90
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    • 1995
  • 반도체 양자구조에 대한 광특성을 이해하기 위하여 정상상태에서의 흡수 스펙트럼과 광여기 발광측정을 통하여 양자구속효과 등의 선형 광특성에 대해 알아보았다. 또한 반도체 양자 구조를 이용한 광소자 개발에 있어서 매우 중요한 반도체의 비선형 광특성을 이해하기 위하여 비선형성을 일으키는 쿨롱 스크리닝, 띠채움, 밴드갭 재규격화, 그리고 열효과 등에 대해 알아 보았다. 그리고 광여기에 의해 생성되는 운반자들의 동력학에 대해 알아보고 이러한 운반자들의 시간에 따른 움직임을 측정하는 degenerate four-wave mixing과 differential transmission spectroscopy등의 시간 분해 분광학에 대해 소개하였다.

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A Study on the improvement of power efficiency in red OLED using europium (Europium 금속착물을 이용한 적색 유기 EL 소자의 효율개선에 관한 연구)

  • Lee, Sang-Pil;Kim, Jun-Ho;Lee, Han-Sung;Kim, Young-Kwan;Kim, Jung-Soo
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2000.07c
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    • pp.1705-1707
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    • 2000
  • 유기 전기발광 디스플레이 (Electroluminescence Display; ELD)는 저전압 구동, 자기발광, 경량박형, 광시야각, 빠른 응답속도 등의 장점으로 차세대 디스플레이의 후보로서 주목받고 있다. Eu complex는 610 nm 부근에서 예리한 스펙트럼의 대역폭을 가지며 붉은색의 강한 형광을 나타내는 유기화합물로 잘 알려져, 있다. 새로이 합성한 란탄계 금속착물인 $Eu(TTA)_{3}TPPO$를 발광층으로 사용하여 적색 발광의 효율을 높이기 위해 소자를 제작하였고, 이 때 구동 전압은 9 V이고 18 V에서 가장 밝은 38cd/$m^2$의 휘도를 나타내었으며 전류밀도는 20mA/$cm^2$ 이었다. 제작된 소자의 EL 스펙트럼은 615 nm로 PL 스펙트럼과 동일하게 예리한 최대 피크를 나타내었고, 순환 전압전류법을 이용하여 각 유기 물질들의 에너지 준위를 알 수 있었으며, 각각의 소자들의 에너지 밴드 다이어그램을 통하여 전기적 특성을 분석하였다.

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Optical properties of Zn-doped InGaN grown by MOCVD (MOCVD로 성장한 Zn-doped InGaN의 광특성 연구)

  • 이창명;이주인;임재영;신은주;김선운;서준호;박근섭;이동한
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.10 no.1
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    • pp.67-71
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    • 2001
  • Optical investigation on Zn-doped InGaN grown by MOCVD was performed by using the photoluminescence. Two different spectra related to Zn-acceptor-like centers occurred at room temperature, with broad emissions peaking at 2.81, and 2.60 eV, Specially, emissions interacted with phonon were observed at 2.81 eV where phonon energy was 92.5 meV From temperature dependent blue-band emissions of InGaN, we observe that the intensity in high energy region was quickly decreased more than that in low energy region with increased temperature, and the peak position at 2.81 eV was blue shift of about 18 meV, The blue-band emmissions would be originated from the transition related to the localized Zn complex centers.

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Photoluminescence of ZnSe/CdSe/ZnSe Single Quantum Well (ZnSe/CdSe/ZnSe 단일양자우물의 광발광 특성)

  • Park, J.G.;O, Byung-Sung;Yu, Y.M.;Yoon, M.Y.;Kim, D.J.;Choi, Y.D.
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.16 no.3
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    • pp.192-196
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    • 2007
  • ZnSe/CdSe/ZnSe single quantum wells with different well thickness were grown by hot wall epitaxy. The quantum well thicknesses were measured by TEM. The critical thickness of single quantum well layer was found to be about $9{\AA}$ from the intensities and the full-width at half maximum of photoluminescence(PL) spectra. When the thickness of quantum wells was less than the critical thickness, the Stoke's shift was confirmed from the comparison between PL and photoluminescence excitation spectra, and it may be due to the exciton binding energy. The PL peak energy dependence on the quantum well thickness was coincident with the theoretical values.