• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
• /
• 2000.02a
• /
• pp.260-261
• /
• 2000

광결정(photonic crystal)은 빛의 파장 크기 정도의 격자 상수를 지닌 1차원, 2차원, 또는 3차원의 주기적인 구조이다. 광결정에는 광밴드갭(photonic bandgap)이라는 빛의 자발 방출이 억제된 진동수의 영역이 존재하는데, 이 영역을 이용하여 빛의 자발 방출을 조절하고 빛의 흐름을 제어할 수 있다. $^{[1]}$ 지난 10여년간 2차원, 3차원의 광결정 구조에 대한 연구가 많이 이루어져 왔는데, 최근에는 슬랩 도파관(slab waveguide)에 2차원 광결정을 만든 구조에 대한 연구가 활발하게 진행중이다. 이 구조는 평면 방향으로는 광밴드갭 효과로 광모드를 가둘 수 있고 수직 방향으로는 전반사를 이용하여 모드를 가둘 수 있어서 3차원적인 모드 confinement 효과를 얻을 수 있다. [그림 1]의 (a)에 air-bridge 형태의 2차원 광결정 슬랩(photonic crystal slab) 구조를 도식적으로 나타내었고, (b)에는 본 연구실에서 제작한 구조 표면의 scanning electron micrograph을 나타내었다. 현재 몇몇 연구 그룹에서 이와 같은 광결정 슬랩 구조를 이용한 반도체 레이저를 실현하는데 성공하였다.$^{[2,3]}$ (중략)

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.02a
• /
• pp.115-115
• /
• 2010

광 결정 발광 다이오드를 제작하는데 있어서 문제가 되는, 표면 비 발광 재결합을 줄이기 위해서 $(NH_4)_2S_x$ 패시베이션 효과를 연구하였고, 실제 소자를 공정하였다. $(NH_4)_2S_x$ 패시베이션의 영향을 알아보기 위해서, GaAs 기판위에 10쌍 다중 양자 우물 구조를 가진, 에피탁시를 이용하여 광 결정 다이오드를 제작하였고, 그 후 패시베이션 처리를 하였다. 광 결정 격자 상수는 600 nm 였고, 전자 빔 노광기법을 이용하여 패턴을 만들었다. 패시베이션효과는 시분해 발광 측정을 이용하여 캐리어 라이프 타임의 변화를 통해 확인 할 수 있었다. 광 결정 구조가 없는 발광 다이오드에서의 라이프 타임은 2206 ps였고, 광 결정 구조를 가진 발광다이오드에서의 라이프타임은 831ps였다. 이는 식각된 구멍의 표면에서 비 발광 재결합이 증가했다는 것을 의미한다. 패시베이션 처리된 광 결정 발광다이오드의 라이프 타임은 1560 ps 으로 광 결정 구조의 표면에서 발생된 비 발광 표면 재결합이 상당히 줄었음을 알 수 있다. 상용 에피탁시에 실제 소자에 적용 가능한 광 결정 발광 다이오드를 제작하였다. 상용 에피탁시는 20쌍의 다중 양자우물과, 16쌍의 Distributed Bragg Reflector를 가진 구조이다. 이 상용 에피탁시에 광 결정 구조를 만들기 위해서 니켈 크롬 (NiCr) 마스크를 사용하였고, 기존 식각 시간보다 세배 길어진 식각 시간을 달성하였다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
• /
• 2001.02a
• /
• pp.20-21
• /
• 2001

광결정(photonic crystal)은 빛의 파장 크기 정도의 격자 상수를 지닌 1차원, 2차원, 또는 3차원의 주기적인 구조이다. 최근에 2차원 광결정 공진기 구조에서 광펌핑으로 레이저 발진이 성공한 결과가 발표되면서 광결정 구조를 이용한 광소자로의 응용이 본격적으로 시작되고 있다. 하지만, 2차원 광결정 발광 구조에서는 능동 매질이 공기 중과 접한 영역이 넓어서 필연적으로 면에서의 비발광 결합이 중요한 문제가 된다. 이러한 문제 때문에 반도체에 기반한 광결정 구조 중에서는 비발광 결합이 비교적 적은 InP/InGaAsP 계열 물질이 능동 매질로 이용되어 왔다. 본 연구에서는 광결정 발광 구조에서 표면 비발광 결합이 실제로 어느 정도나 영향을 미치는가에 대한 연구를 수행하였다. (중략)

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
• /
• 2001.02a
• /
• pp.16-17
• /
• 2001

광결정(photonic crystal)은 서로 다른 유전체가 규칙적으로 배열되어 있는 구조로서, 빛이 진행할 수 없는 진동수 영역인 광밴드갭(photonic bandgap)이 존재한다. 광밴드갭 특성으로 빛의 자발 방출과 진행 방향이 조절될 수 있기 때문에, 광결정은 나노 레이저, 광도파관, LED(Light Emitting Diode) 등의 광소자 개발에 응용되고 있다. 지금까지 2차원, 3차원의 광결정에 대한 많은 연구가 수행되어 왔으며, 현재에는 2차원의 슬랩(slab) 구조에 대해 활발하게 연구되고 있다. (중략)

• Journal of Energy Engineering
• /
• v.23 no.3
• /
• pp.13-16
• /
• 2014

We have surveyed on significant progress in recent developments of accelerator-based pulsed X-ray sources has offered the opportunity for time-resolved studies on fast structure dynamics on the nanometer scale. The required and currently available techniques for time resolved X-ray diffraction measurements using the third-generation synchrotron radiation sources are summarized. Ultrafast X-ray experimental techniques are discussed for femtosecond studies at future synchrotron radiation sources.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.02a
• /
• pp.163-163
• /
• 2010

저차원 나노양자구조에서 전자적 구조와 광 이득에 대한 연구는 전자소자나 광소자의 효율을 증진시키는데 중요한 역할을 하고 있다. 전자적 부띠 구조를 결정하기 위해서는 변형효과와 비포물선 효과를 고려하여 계산하면 나노 양자구조의 전자적 구조를 비교적 정확하게 계산 할 수 있다. 양자우물에서의 광 이득은 전자적 구조에 따른 전도 대역의 전자와 가전자 대역의 정공 사이에 발생하는 쿨롱 상호작용에 의한 엑시톤 결합 에너지를 고려함으로 정확히 계산할 수 있다. 본 연구에서는 양자 우물의 격자 부정합에 따른 변형효과와 전도대역에서 전자 에너지의 비포물선 효과가 양자 우물의 전자적 성질에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 또한, 온도변화에 따른 양자 우물의 전자적 구조를 계산하였고, 전자적 구조에 따라 엑시톤 결합 에너지가 광 이득에 미치는 영향을 계산하였다. 양자우물 구조에서 전자 및 정공의 부띠에너지, 파동함수 및 부띠천이 에너지를 가변메시 유한차분법으로 결정하였고, interacting pair Green's function 방법과 energy space integrated function 방법을 이용하여 광 이득을 계산하였다. 계산한 결과를 광루미네센스 측정으로 관측한 부띠에너지 천이와 비교하여 변형효과와 비포물선 효과가 전자적 구조에 미치는 영향과 엑시톤 결합 에너지가 광 이득에 미치는 영향에 대하여 비교하였다. 반도체 양자우물의 전자적 구조는 변형효과와 비포물선 효과에 의하여 영향을 받고 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 전자-정공의 쿨롱 상호작용을 고려하여 계산한 광 이득이 온도 변화에 따라 관측한 실험 결과와 잘 맞는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 격자 부정합한 화합물 반도체 양자우물의 저차원적인 전자적 구조와 광 특성을 이해하는데 많은 도움이 된다고 생각된다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
• /
• 2000.02a
• /
• pp.274-275
• /
• 2000

광결정(photonic crystal)으로 광원의 자발 방출을 조절하면 문턱전류 없는 레이저, 고효율 다이오드, 파장 크기에서 손실 없이 급격히 꺾을 수 있는 광도파로 등 기존의 광소자에서 얻을 수 없는 좋은 성능을 얻을 수 있을 것으로 예상된다. 이러한 광결정은 유전체를 파장정도 크기에서 주기적으로 배치시킨 인공적인 결정인데 고체에서 원자의 주기적인 배치로 전자가 전파할 수 없는 진동수 영역, 즉 밴드갭이 생기는 것과 유사하게 빛에 대해서 빛이 전파할 수 없는 진동수 영역인 광밴드갭(photonic bandgap)을 가진다. 그런데 관심있는 광영역에서 3차원 모든 방향으로 광밴드갭이 있는 구조물은 마이크로미터보다 작은 내부 구조를 가지는 복잡한 3차원 구조물로 제작이 어렵다. 이러한 어려움을 극복하기 위해 제작이 비교적 용이한 3차원 광밴드갭 구조물이 찾아지고 있다. 다른 접근 방법으로 평면(x-y)에서는 2차원 광밴드갭을 이용하고 제 3의 방향(z축)으로는 전반사를 이용하는 구조는 제작이 용이할 뿐만 아니라 처음부터 광원의 편광을 TE 또는 TM 모드로만 방출 되도록 준비해 줄 수 있으면 거의 3차원 광결정에서 얻을 수 있는 효과를 낼 수 있는 것으로 발표되었다.$^{(1)}$ 이 방법을 이용하여 최근에 미국의 캘리포니아 공과대학(Caltech)을 중심으로 레이저 동작을 보여 주었다.$^{(2.3)}$ 공기로 둘러싸인 얇은 유전체 평판에서 생기는 전반사와 평판 위에 2차원 삼각형살창(triangular lattice)에 구멍을 뚫어 얻는 2차원 광밴드갭을 이용해 3차원 공진모드를 형성하였다. 이러한 구조에서 1개만 구멍을 매워서 만든 공진기는 저온(143 K)에서 레이저 발진을 보였고 여러 개의 구멍을 매운 경우는 상온에서 펌프 펄스의 유지시간이 0.5% 인 경우 레이저가 동작하는 것을 보여주었다. 이는 구조내에서 열전도가 문제가 된다는 것을 의미하는데 위아래가 공기로 둘러 싸여 있어 발생한 열이 가는 유전체 네트웍을 통해서만 전달 될 수 있기 때문이다. (중략)

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.12 no.4
• /
• pp.288-292
• /
• 2003

The fabrication of silicon nano-master with pillar structures using E-beam lithography and ICP etching was investigated for application of 2-dimensional polymer photonic crystal waveguides with air hole structures. Pillar structures with square, hexagon, dodecagon and circle were successfully fabricated. The diameters and structures of fabricated pillars were measured by CD-SEM and SPM-AFM. It was found that the optimal dose for complete circle pillar structures was 432 $\mu$C/$\textrm{cm}^2$.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
• /
• 2003.02a
• /
• pp.14-15
• /
• 2003

광결정(photonic crystal)은 주기적인 유전율 차이를 가지고 있는 인공적인 광학 물질이다. 그래서 이러한 광결정을 지나가는 전자기파는 마치 반도체와 같은 밴드갭을 가지게 된다. 우리는 silica nanosphere를 사용해서 자연의 보석 중, opal과 유사한 3차원 fcc(face-centered cubic) structure를 가지는 광결정을 만들었다. 평평한 유리기판을 용액에 수직으로 담근 후, 용액을 상온에서 증발시키면 자기 조립 방법(self-assembly method)으로 광결정이 만들어진다. (중략)

• Polymer Science and Technology
• /
• v.15 no.3
• /
• pp.274-285
• /
• 2004

콜로이드 결정 (Colloid crystal)이란 용액 상에서 부유 하는 작은 입자들의 자기 조립 (self-assembly)에 의해 형성된 주기적인 2차원 혹은 3차원 구조를 말한다. 이러한 결정 구조는 광학 필터나 스위치, 광 밴드 갭 재료, 바이오 센서 등의 과학 기술적인 응용을 비롯하여 액화 물질의 상 변화 등과 같은 물리적 현상을 규명함에 있어서 중요한 모델을 제시한다. 특히 최근에 콜로이드의 자기 조립체는 자연적으로 갖게 되는 주기적인 유전율 변화 때문에 빛의 진행 방향이나 특성을 조절할 수 있는 광자 결정 (Photonic Crystal) 구조 제작의 경쟁력 있는 접근 방법으로 각광 받고 있다. (중략)