• 제목/요약/키워드: 단결정

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Electron Beam Floating Zone Melting에 의한 몰리브덴의 정련 및 단결정 성장에 관한 연구 (Purification and Single Crystal Growth of Molybdenum by Electron Beam Floating Zone Melting)

  • 최용삼;지응준
    • 한국결정학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.85-97
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    • 1992
  • EBFZM( Electron Beam Floating Zone Melting) 법을 이용하여 몰리브덴에서의 금속계 불순물과 침입형 불순물의 정련기구 및 단결정 성장기구를 연구하 였다. Fe, Cr, Co등의 금속계 불순물은 몰리브덴과의 평형증기압의 차이에 따른 불순물의 선택적 증발에 의하여 우수한 정련효과를 나타내며, 몰리브덴보다 응점이 높은 Ta, W는 잘 제거되지 않았다. 한편 대역 정제에 의한 정련효과는 미약함을 확인하였다. EBF ZM은 C,0,N등의 침입형 불순물의 정련에도 효과적 이었다. 본 연구의 모든 조건에서 몰리브덴은 단결정으로 성장하였으며 2차 재결정 epitaxy에 의한 단결 정 성장기구가 제시되었다. 몰리브덴 단결정 내의 전 위밀도는 strain-anneal법에 의한 단결정의 경우보다 높았으며,본 실험의 열처리 조건에서는 변화하지 않았다. The purification and single crystal growth mechanisms of molybdenum were analysed in EBFZM ( electron beam floating zone melting). Metallic impurities of Fe, Cr, Co were purified efficiently but Ta and W were not removed well in this study. It was due to a preferential evaporation of the elements caused by the difference in equillibrium vapor pressure between the elements and molybdenum. The pu- rification effect by zone refining was not significant. The EBFZM also refined the interstitial impurities of C, 0 and N, effectively. The single crystals of molybdenum were grown regardless of the experimental conditions and the secondary recrystallization epitaxy was surge sled as a growth mechanism. The dislocation density in single crystal was higher than that by strain-anneal method, and was not reduced by heat treatments.

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고산소압의 적용에 따른 양질의 루틸상 TiO$_2$ 단결정 성장 (Growth of TiO$_2$(rutile) single crystals by FZ method under high oxygen pressure)

  • 박종관;심광보;오근호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.85-88
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    • 2001
  • 광소자 응용에 적합한 고품질 $TiO_2$ 단결정을 성장 시키기 위하여 부유대용융법 성장장치에 고압의 산소를 인가하여 결정을 성장시켰다. 0.3,0.4,0.5,와 0.8MPa의 높은 산소압을 각각 인가하여 성장 시킨$TiO_2$ 단결정은 투명하고 어두운 청색을 띄었다. 성장된 결정의 내부구조를 평가한 결과 소경각경계의 존재는 성장 시 인가해준 산소압력에 따라 그 정도가 변화하였고,특히,0.5MPa 산소압력 하에서 성장된 $TiO_2$ 단결정은 소경각경계가 존재하지 않으며 광학적 성질이 우수한 고품위 단결정으로 평가되어 광소자로써 응용이 적합하다고 사료된다.

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Hot Wall Epitaxy(HWE) 방법에 의한 $AgInS_2$ 단결정 박막 성장과 광전도 특성 (The Study of Growth and Photoconductive Characterization of $AgInS_2$ Single Crystal Thin Film by Hot Wall Epitaxy)

  • 홍광준
    • 한국결정학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.96-106
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    • 1998
  • 수평 전기로에서 AgInS2 다결정을 합성하여 HWE 방법으로 AgInS2 단결정 박막을 반절연성 GaAs(100) 위에 성장하였다. AgInS2 단결정 박막은 증발원과 기판의 온도를 각각 680℃, 410℃로 성장하였다. 이때 단결정 박막의 결정성이 10 K에서 측정한 광발광 스펙트럼은 597.8 nm(2.0741 eV) 근처에서 엑시톤 방출 스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 반폭치(FWHM)도 121 arcsec로 가장 작게 측정되어 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293 K에서 각각 9.35×1023개/㎥, 2.94×10-2㎡/V·s였다. AgInS2 단결정 박막의 광전류 단파장대 봉우리들로부터 10 K에서 측정된 ΔCr(crystal field splitting)은 0.15eV, ΔSo(spin orbit coupling)는 0.0089 eV였다. 광전도 셀로서 응용성을 알아보기 위해 감도(γ), pc/dc(photocurrent/darkcurrent), 최대허용소비전력(maximum allowable power dissipation: MAPD), 응답시간(response time)등을 측정한 결과, S 증기 분위기에 열처리한 광전도 셀의 경우 γ=0.98, pc/dc=1.02×106, MAPD=312 mW, 오름시간(rise time)=10.4 ms, 내림시간(decay time)=10.8 ms로 가장 좋은 특성을 얻었다.

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대형 KTP 단결정 성장 및 광학적 불균일성에 관한 연구 (The growth of large KTP crystal and the study of its optical inhomogeneity)

  • 한재용;이성국;마동준;김용훈;박성수;이상학
    • 한국결정성장학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.76-82
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    • 1994
  • 고온용액법(high temperature solution grwth)에 의해 $K_6P_4O_13$의 flux로 부터 KTP 단결정을 성장시켰다. Inclusion이 없는 KTP 단결정을 성장시키기 위해 성방로내 온도기울기, 결정의 회전, 종자결정의 방위, 냉각속도를 조절하였다. 성장된 KTP 단결정은 inclusion이 없었으며, 크기는 $10(a){\times}28(b){\times}33(c)mm^3$ 이었다. 또한 KTP 단결정 boule의 위치에 따른 SHG 출력 특성 측정 및 TEM 분석에 의해 종자결정 주위의 광학적 불균일성의 원인을 조사하였다.

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HWE법에 의한 CdS 단결정 박막의 성장 (Growth of CdS Single Crystal Thin Films by HWE Method)

  • 양동익;최용대;김진배
    • 한국진공학회지
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    • 제1권3호
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    • pp.353-359
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    • 1992
  • 본 연구에서는 HWE 방법에 의하여 GaAs(100) 기판위에 입방정의 단결정 박막을 성장하였다. 성장된 CdS 단결정 박막의 결정구조와 방향을 ECP(electron channeling pattern)로 결정하였다. CdS 박막의 (400)면이 기판과 평행하게 성장됨을 알았다. CdS 박 막의 photoluminescence를 20K에서 측정하였는데, free exception, bound exception 및 donor-acceptor pair에 의한 발광이 관측되었다.

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$CsLiB_6O_{10}$ 단결정을 이용한 Nd:YAG 레이저의 4차 조화파 발생 (Fourth harmonic generation of a Nd:YAG laser using $CsLiB_6O_{10}$(CLBO) crystals)

  • 김지원;김민수;류기한;윤춘섭
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2001년도 제12회 정기총회 및 01년도 동계학술발표회
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    • pp.226-227
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    • 2001
  • CsLiB$_{6}$O$_{10}$(CLBO) 단결정은 넓은 광투과 영역, 극자외선 영역에서의 광투과성, 비교적 큰 비선형 광학계수, 높은 레이저 광손상 문턱값 등의 우수한 특성으로 인해 극자외선 영역에서의 파장변환과 고출력 레이저의 파장변환에 매우 활발한 응용이 시도되고 있다. 본 연구에서는 CLBO 단결정을 이용하여 Nd:YAG 레이저의 1064 nm 파장을 4차 조화파인 266 nm 파장으로 변환시키고 광변환 특성을 조사하였다. (중략)

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실리콘 단결정에서 산화적층결함의 핵생성에 미치는 냉각속도의 영향 (The effect of cooling rate on the nuclei of OISF formation in Si single crystals)

  • 하태석;김병국;김종관;윤종규
    • 한국결정성장학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.360-367
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    • 1996
  • 실리콘 단결정에서 존재하는 산화저층결합(OISF)은 실리콘 웨이퍼의 전기적 성질에 많은 영향을 미치게 되는데 이 산화적층결함의 핵(nuclei)은 결정성장 과정에서 형성되며, 그 주요 원인으로는 초기 산소 농도, dopant의 종류 및 농도, 냉각속도 등이 있다. 본 연구에서는 냉각 속도에 따른 실리콘 단결정 내의 산화적층결함에 관하여 조사하였다. 수평관상로를 이용하여 실리콘 단결정괴를 Ar 분위기에서 $1400^{\circ}C$까지 승온후 각기 다른 냉각속도로 냉각하였다. 이후 $1150^{\circ}C$에서 산화처리를 한 후 실리콘 단결정 내의 산화적층결함의 농도를 조사하였으며, FTIR을 이용하여 산화석출물이 산화적층결함의 형성에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 실리콘 단결정 내에서 산화적층결함이 가장 많이 형성되는 중간 단계의 냉각속도 범위가 있음을 확인하였으며 실리콘 단결정 내의 산소가 석출물의 형태로 존재할 때 산화적층결함이 많이 형성됨을 알 수 있었다.

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Yb:YAG 단결정 성장과 마이크로칩 레이저 소자 제조 (Crystal Growth of Yb:YAG and Fabrication of Microchip Laser Device)

  • 이성영;김충렬;김도진;정석종;유영문
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권8호
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    • pp.771-776
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    • 2001
  • 용액인상법으로 질소분위기 하에서 Yb$^{3+}$ 이온이 각각 5, 15, 25 at% 치환된 Yb:Y$_3$Al$_{5}$ O$_{12}$ (Yb:YAG) 단결정을 이리듐 도가니를 사용하여 성장시켰다. 양질의 단결정을 성장시키기 위한 인상속도와 회전속도는 각각 2mm/h와 10rpm이었다. 흡수 및 형광스펙트럼 측정결과, Yb$^{3+}$ 이온의 농도가 높아짐에 따라 흡수계수가 선형적으로 증가하였고, 1051nm 파장을 중심으로 1020~1050nm 영역에서 선폭이 확대된 강한 형광스펙트럼을 나타내었다. 한편, 성장된 단결정을 이용하여 마이크로칩 레이저용 소자를 정밀하게 제조하였다.

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융액인상법에 의한 $Cr^{4+}$:YAG 단결정 성장 연구 (Study on Growth of $Cr^{4+}$:YAG Single Crystals by Czochralski Method)

  • 송도원;정석종;조성일;유영문
    • 한국결정학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.76-82
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    • 1999
  • 융액인상법에 의하여 Garnet 구조내 결정학적 8면체 및 4면체의 양이온 자리에 전하 보상이온 Mg2+, 구조 수식이온 Sc3+ 및 laser 활성이온 Cr4+을 다양한 농도로 주입한 융액으로부터 Cr4+:YAG 단결정을 성장하고, 주입된 불순이온이 흡수계수에 미치는 영향을 규명하였다. 양질의 단결정을 성장하기 위한 인상속도와 회전속도는 각각 1.5 mm/h와 10 rmp이었으며, Cr4+:YAG 단결정은 <111> 방위로 성장하였다. 성장된 결정의 결정구조 동정 및 결정격자 상수를 측정하고, 1.064 ㎛에서의 결정화분율에 따른 흡수계수, 형광방출 스펙트럼, 유효편석계수(keff)를 보고하였다.

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단결정 항복 꼭지점 분석을 이용한 입자간 방위차와 결정응력의 상호작용 조사 (Investigation of Interaction between Crystal Stress and Intergranular Misorientation using Single Crystal Yield Vertex Analysis)

  • 한동석
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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    • pp.269-272
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    • 2011
  • 새로운 재료의 개발과 사용 중인 기존재료의 손상을 판단하기 위해서 변형 중 재료 거동을 정확히 파악하는 것이 중요하다. 하지만, 대부분의 공학 재료는 다결정으로 이루어져 결정 상호작용의 규명이 복잡하여 정밀한 분석이 어렵다. 고에너지 X-ray 회절실험법을 이용한 다결정 고체 거동의 측정기법이 발전함에 따라 해석을 통한 실험법의 검증 및 추가 분석 방법에 대해서도 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 특정 결정과 주변 결정 간의 결정간 방위차(intergranular misorientation)의 상호작용에 의한 결정 거동 영향을 조사하였다. 결정간 방위차를 정의하고 결정 응력 방향 변화를 단결정 항복면 꼭지점과 방향과 비교함으로써 결정간 방위차의 변화에 대한 결정 응력 변화를 분석하였다. 소성 발생이 증가함에 따라 결정 응력의 방향은 단결정 항복면 꼭지점으로 이동하지만 결정간 방위차에 의해서 응력 분포가 변화함을 정량적으로 확인하였다.

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