• Electrical & Electronic Materials
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• v.7 no.6
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• pp.549-556
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• 1994

광전변화소자(Photo electric conversion device)는 광전효과-내부 광전효과(광도전 및 광기전력) 및 외부광전효과(광전자방출)을 이용하여 광을 전기신호로 변화시키는 소자를 광전자소자라 하며, 광전자 및 양자전자공학의 발전과 함께 많은 개발이 되고 있다. 이 광전변환소자는 주로서 고체박막의 재료를 이용하며, 소자의 소형화, 고성능화, 고신뢰성등의 요구와 함께 광전기술연구가 활발하게 진행되고 있다. 현재 광전소자의 광의 파장은 가시부만이 아니고, X선으로 부터 적외선까지에 걸쳐 있다. 이 파장에 대응하여 각종의 단결정이 필요하고, 소자의 설계가 요구된다. 이들의 응용은 소자의 광의 발진, 증폭, 검출의 소자만이 아니고 변조, 편향, 기록, 전달로등 다종다양의 기능을 갖는 소자가 요구되고 있다. 이들의 Optoelectronic Device의 연구가 활발하게 진행되어 새로운 광전소자의 제품이 개발되고 있어, 이에 대한 소개를 하고져 한다.

• Journal of the KSME
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• v.34 no.3
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• pp.168-176
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• 1994

축 이송운동의 오차를 측정할 수 있는 광전소자 측정시스템이 구현되었으며, 결론은 다음과 같다. 1) 광전소자와 레이저광원을 이용하여 축이송시에 발생하는 5개의 운동오차를 동시에 검출하는 측정방법이 개발되었으며, 이때의 정밀도는 마이크로미터오더이다. 2)광전소자에 대한 2차원 칼리브레이션이 수행되었으며, 비선형성을 고려할 때 더욱 정밀한 측 정값을 얻을 수 있었다. 3) 레이저간섭기 등에 의해서 측정이 어려운 롤(roll)오차의 측정방법이 구현되었으며, 이때 빔 분리기의 오차를 칼리브레이션할 때, 정밀한 측정값이 얻어질 수 있었다. 4)광전소자측정시스템을 마이크로 컴퓨터와 연계함으로써, 종래의 측정방법보다 매우 빠르며, 정밀한 측정시스템이 구현되었다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 1990.07a
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• pp.6-12
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• 1990

GaAs 광전집적회로의 구현을 위해 MBE와 MOCVD system을 이용하여 수직 구조에 알맞는 광소자 및 전자소자를 개발하였으며 이 소자들의 집적화를 시도하였다. 발광소자로서는 Bcllcorc와 공동으로 MBE를 이용하여 표면 방출형 레이저 다이오드 및 array 구조의 연구가 시도 되었고 수직형 전자소자로서는 sclcctive MOCVD를 이용하여 W이 매몰된 VFET 구현하였다. VFET 위에 LED를 집적시켜 출력단의 수직 광전집적회로를 제안하고 제작하였으며 수신단 광전집적회로에서는 PIN 다이오드와 VJFET를 집적화한 광전집적회로가 현재 연구중에 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.428-428
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• 2012

ZnO 나노 구조는 화학적으로 안정하고 큰 엑시톤 에너지를 가지는 성질 때문에 청색 영역에서 작동하는 광전소자의 제작에 대단히 유용하다. ZnO 나노 구조중에서 ZnO 나노 입자는 UV 광탐지기 소자가 작동하는 영역에서 광반응이 매우 민감하여 연구가 많이 진행되고 있다[1]. 그래핀은 높은 전도도, 투명도 및 화학적, 열적 안정성이 뛰어난 독특한 물리적 특성을 가지고 있기 때문에 차세대 전자소자와 광전소자의 우수한 소재로 각광 받고 있다[2,3]. 본 연구에서는 UV 광탐지기에서 뛰어난 특성을 보이는 ZnO 양자점을 포함된 poly-N-vinylcarbazole (PVK) 층에 전기적 특성이 뛰어난 그래핀 층을 삽입하여 UV 광탐지기의 광전류를 향상 시키는 연구를 하였다. PVK 표면에 ZnO 양자점이 붙어서 형성되어 있는 모습과 그래핀 층에 PVK와 ZnO QD가 붙어있는 것을 투사 전자 현미경을 통하여 관찰 하였다. 전류-접압 측정을 하여 암전류와 광전류의 차이가 많이 나는 것을 알 수 있었다. 그래핀 층을 삽입한 광탐지기 소자에서 광전류가 향상되는 것을 알 수 있었다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.27 no.5
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• pp.1-9
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• 2012

탄소 원자가 육각형의 벌집 모양으로 이차원구조체를 이룬 그래핀은 2004년 처음 실험적으로 흑연으로부터 떼어낼 수 있는 방법이 발표되면서 그 존재가 확인되었고 이후 여러 가지 독특하고 우수한 물성들이 속속 발표되면서 많은 연구자들의 주목을 받고 있다. 수많은 그래핀 연구자들은 천연 그래핀뿐만 아니라 대면적의 그래핀을 성장하고 숨겨진 전기적, 광학적 물성을 밝히고 제어하는 기술에 대한 기초 연구로부터 제어된 그래핀의 물성을 이용한 다양한 전자소자 및 광전소자로의 응용 기술에 대해 많은 연구를 진행하고 있다. 본고에서는 최근에 이루어진 그래핀 기반의 전자소자와 광전소자에 관한 연구 동향을 몇 가지 예와 함께 소개하고 ETRI 그래핀소자창의연구실의 연구주제와 앞으로의 연구 방향에 대해 살펴보고자 한다.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.24 no.5
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• pp.1-14
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• 2021

유무기 하이브리드 금속-할라이드계 페로브스카이트(organic-inorganic metal halide perovskite) 페로브스카이트 반도체 소재는 광전자 소자와 소재 연구에 새로운 연구 흐름을 만들고 있다. 태양전지 성능이 불과 과거 몇 년 사이의 짧은 연구 기간에도 불구하고, 광-전 변환 소자 중에서도 단일 소자와 적층 소자(tandem)에서 높은 광-전 변환 효율을 나타내기 때문이다. 이러한 급격한 연구 성과와 성장에도 불구하고, 페로브스카이트 소재의 다양한 광전자 특성의 평가와 결과에 대한 논의가 필요한 상황이다. 특히 내부 이온 이동이 광전자 원거리 이동 특성 평가와 해석에 영향을 주는 경우, 페로브스카이트 소재를 기반으로 한 다양한 광전자 소자의 성능 향상과 해석에 여전히 모호함을 준다. 달리 얘기하면, 이 소재의 기초 특성을 이해하고자 적용하는 다양한 기존 특성 평가 분석법의 활용과 해석에도 복잡한 영향을 미치고 있다고 할 수 있다. 이러한 페로브스카이트 소재 내에서 광전자 원거리 이동을 측정하는 새로운 방법을 소개하고자 한다. 첫 번째 방법으로, Quasi-steady 상태에서 광전도도를 전기적 특성으로 측정하고, 광조사 하에 투과 및 반사를 광학적으로 측정하여, 전도도와 광전자 밀도를 동시에 평가하는 방법으로, photo-induced transmission and reflection (PITR) 분광분석법이다. 이 분광분석법은 실제 소자의 구동조건을 구현한 상태에서 광전자의 원거리 이동에서 발생하는 광전자 밀도 변화를 반영한 광전자 이동도 특성 평가라는 장점을 가지고 있다. 두 번째 방법으로, 기존의 연속 전압 인가 방법 대신 펄스형 전압 인가 방식을 도입하는 방법으로, pulsed voltage space charge limited current (PV-SCLC) 분석법이다. 이는 펄스형 전압 인가 방법으로 이온의 이동을 최소화하여, 전류-전압 측정에서 히스테리시스가 없고 측정결과의 재현성과 신뢰도가 매우 높은 장점이 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.199.2-199.2
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• 2015

전이금속 칼코겐화합물(TMD)은 2차원 박막 물질로, 그래핀과 함께 차세대 사물인터넷에 적용할 수 있는 전자소자의 소재로 활용될 것으로 기대되고 있다. 특히 TMD는 그래핀과 다르게 1.2 eV 이상의 넓은 밴드갭을 지녀, 기존 실리콘 기반 반도체 소자를 대체할 차세대 물질로 각광받고 있다. TMD는 또한 실리콘 등의 3차원 반도체보다 광전효율이 뛰어나며, 이를 활용한 광전소자의 개발 및 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 TMD는 그 두께가 나노미터 단위로 매우 얇아 광흡수율이 매우 떨어지는 단점이 있다. 우리는 이러한 TMD 기반 광전소자의 광흡수율을 향상시키기 위해 광전효율이 매우 뛰어난 페로브스카이트(Perovskite)를 TMD 채널 위에 덮음으로써, 이종접합 광전소자를 구현하였다. TMD 물질은 이황화 몰리브데넘($MoS_2$)을 선택하였으며, 광흡수층으로 선택한 페로브스카이트는 $MAPbI_3$을 스핀 코팅을 통해 TMD 채널 층에 접합하였다. 우리는 Photoluminescence 및 UV-Vis 측정을 통해 페로브스카이트 및 페로브스카이트/$MoS_2$ 층의 광특성을 측정하여 페로브스카이트에서 생성된 광캐리어가 확산되어 $MoS_2$에 전달되는 것을 확인하였다. 우리는 추가로 4가지 서로 다른 파장대의 레이저(520, 655, 785, 850 nm)를 이용하여 페로브스카이트 광흡수층이 있을 때와 없을 때의 $MoS_2$ 광검출기의 성능 변화를 관찰하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.1698_1699
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• 2009

핵폭발 등에서 방출되는 과도펄스(Transient pulse) 형태의 방사선이 반도체 소자에 조사되면 소자 내부에서는 짧은 시간에 다량의 전하가 생성된다. 이 전하들이 일정방향으로 증폭된 광전류가 소자의 고장과 오동작을 유발하거나 극단적으로 소진(Burn out)되는 원인이 된다. 본 연구에서는 과도방사선 펄스가 입사하였을 때 pMOSFET 소자 내에 생성되는 전자 정공 쌍(EHP)으로 인해 형성되는 광전류가 소자의 방사선 피해로 나타나는 과정 및 영향을 연구하기 위해 반도체 공정 시뮬레이터를 이용해 전하들의 거동과 광전류 크기를 시뮬레이션하고, 전자가속기에서 실측시험을 병행하였다. 가속기 주변의 전자장을 인한 큰 잡음으로부터 가속기 펄스신호에 의해 pMOSFET에서 발생된 소신호의 광전류를 측정하기 위해서 정밀 신호처리 회로를 구성하였다. 시뮬레이션과 실측시험에서의 결과 비교/분석에서 두 광전류 파형은 유사한 형태를 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.445-445
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• 2013

유기태양전지는 간단한 제조공정, 낮은 제조단가, 가벼운 무게 및 우수한 유연성의 장점을 가지고 있기 때문에 모바일 기기의 응용에 많은 관심을 가지고 있다. 그러나 이종접합 유기태양전지의 광전 변환효율이 낮기 때문에 유기태양전지를 상용화하기 위해서는 광전변환 효율을 높이기 위한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 태양전지의 광전 변환효율을 증진하기 위하여 열처리 시간 변화에 따른 이종접합 유기 태양전지의 특성에 미치는 효과를 조사하였다. 전자 주게 물질인 P3HT와 전자 받게 물질인 PCBM 물질을 특정용매에 녹여 패턴화된 ITO를 코팅한 glass 기판 위에 스핀 코팅 방법을 이용하여 glass/ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Al 구조를 가진 이종접합 유기태양전지를 제작하였다. UV-Vis 분광학, X-선 광전자 분광학 및 원자힘 현미경 측정을 하여 제작한 소자의 광학적 및 구조적 특성을 분석하였다. 이종접합 유기태양전지의 우수한 광흡수율과 평탄한 표면을 가지는 최적화 조건을 열처리 시간에 따라 비교 분석하였다. 제작한 소자들을 열처리를 하지 않은 소자와 다양한 시간 동안 열처리를 한 소자의 특성을 비교하였다. 제작한 이종접합 태양전지의 전류-전압 측정 결과를 분석하여 최대의 광전 변환효율을 가지는 최적의 열처리 조건을 결정하였다. 열처리를 할 경우 열처리를 하지 않은 소자보다 광전 변환효율이 증가함을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.101.2-101.2
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• 2016

육각형 구조의 탄소원자가 이차원으로 배열된 그래핀은 고유의 전기적, 광학적 특성으로 인하여 새로운 전기소자, 광학소자 및 광전소자를 구성하는 유망한 물질로써 많은 주목을 받고 있다. 특히 넓은 파장 대역에서의 일정한 광 흡수 특성, 높은 비선형 광학 계수 및 수백 펨토초의 매우 빠른 비선형 응답시간으로 인하여 최근 그래핀을 기반으로 하는 광대역 광 편광소자, 비선형 광 신호 발생기, 광 포화 흡수체 및 광 제한기 (optical limiter) 등이 보고되고 있다. 본 발표에서는 그래핀 등 저차원 물질의 비선형 포토닉스 응용에 관한 최근 연구에 관하여 살펴보고자 한다. 특히 그래핀 소자의 전기적 조절을 통한 극초단 레이저 펄스의 발생 및 제어 특성을 살펴보고 나아가 높은 효율을 가지는 도파로 기반 그래핀 광전소자 구현 가능성 및 그 한계에 관해 살펴보고자 한다.