• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.73-73
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• 2008

일반적으로 청색 및 자외선 발광다이오드, 레이저 다이오드, UV 감지기 (detector)소자 등의 기술적인 중요성은 ZnO를 기반으로 하는 산화물 반도체와 함께 와이드 밴드갭 반도체 연구가 활발히 진행되고 있다. ZnO의 경우 밴드갭 엔지니어링을 위해 일반적으로 Cd과 Mg을 사용하고 있으며 특히, ZnO에 Mg을 첨가하여 MgZnO 화합물을 첨가할 경우 밴드갭을 3.3eV~7.8eV까지 증가 시킬 수 있고, MgZnO/ZnO 초격자 구조를 이용할 경우 자유 엑시톤 결합에너지를 100meV 이상까지 증가시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나 MgO는 결정구조가 rocksalt 구조를 가지는 입방정 구조이기 때문에 Hexagonal 구조를 가진 ZnO에 첨가될 경우 고용도에 큰 제한을 가지게 된다. 이와 같은 문제점으로 인하여 밴드갭 엔지니어링 기술은 여전히 해결되지 않은 문제점으로 남아 있다. 본 실험에서는 RF 마그네트론 스퍼터링 방법으로 사파이어 기판위에 MgZnO/ZnO 박막을 co-sputtering 시켰다. Targer은 ZnO(99.999%) 와 MgO (99.999%) target을 사용하였고, 스퍼터링 가스는 아르곤과 산소가스를 2:1 비율로 혼합시켜 성장하였다. MgZnO 박막을 성장하기 전 ZnO 층을 ~500 두께로 성장 시켰다. RF-power는 ZnO target을 고정 시키고, MgO targe power를 변화시켜 Mg 농도를 조절 하였다. 실험 결과 MgO target power 가 증가 할수록 반치폭이 증가하고, c-plane을 따라 격자 상수가 감소하는 것을 확인 할 수 있고, UV emission peak intensity가 감소며 단파장쪽으로 blue shift 하고, activation energy 가 증가하는 것을 관찰 할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.327-327
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• 2010

디스플레이 및 반도체 산업이 발전함에 따라 회로의 선폭이 점차 줄어들고 있으며, 이에 따라서 대표적인 오염원이 되는 오염입자의 임계 직경(critical diameter) 또한 작아지고 있다. 현재 반도체 및 디스플레이 산업에서 사용되는 측정방법은 레이저를 이용하여 공정 후 표면에 남아 있는 오염입자를 측정하는 ex-situ 방법이 주를 이루고 있다. Ex-situ 방법을 이용한 오염입자의 제어는 웨이퍼 전체를 측정할 수 없을 뿐만 아니라 실시간 측정이 불가능하기 때문에 공정 모니터링 장비로 사용이 어려우며 오염입자와 공정 간의 상관관계 파악에도 많은 제약이 따르게 된다. 이에 따라 저압에서 in-situ 방법을 이용한 실시간 오염입자 측정 기술 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 저압 환경에서 실시간으로 입자를 모니터링 할 수 있는 장비를 입자의 광산란 원리를 이용하여 개발하였다. 빛이 입자에 조사되면 크게 산란 및 흡수현상이 일어나게 되는데, 이 때 발생하는 산란광은 입자의 크기와 관계가 있으며 Mie 이론으로 널리 알려져 있다. 현재 이를 이용한 연구가 국내 및 국외에서 진행되고 있다. 수 백 nm 대의 입자를 측정하기 위해서는 빛의 강도가일정 수준 이상 되어야 하며, 이를 측정할 수 있는 수신부의 감도 또한 중요하다. 본 연구에서는 빛의 직경을 100 um 이하까지 집속할 수 있는 광학계를 상용 프로그램을 이용하여 설계하였으며, 강도가 약한 산란광 측정을 위하여 노이즈 제거 필터링 기술 등이 적용된 수신부 센서를 개발하여 전체 시스템에 적용하였다. 교정은 상압과 저압에서 수행 하였으며 약 5%의 측정효율로 최소 300 nm 이하의 입자까지 측정이 가능함을 확인 하였다. 또한, 타사의 실시간 입자 측정 센서와의 비교 실험을 통하여 성능평가를 수행하였다. 기존 광산란 방식 센서보다 높은 성능의 센서를 개발하기 위하여 추후 연구를 진행할 계획이며, 약 200 nm 이하의 입자까지 측정이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국광학회지
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• 제19권4호
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• pp.334-340
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• 2008

본 연구에서는 파라핀으로 코팅된 Rb원자 증기셀에서 전자기 유도 투과(Electromagnetically induced transparency: EIT)와 Hanle 스펙트럼을 관측하고 분석하였다. EIT스펙트럼은 독립적으로 발진하는 두 대의 외부 공진형 반도체 레이저를 이용하여 $^{85}Rb$의 $D_1$ 전이선($F_g=2$, $3{\rightarrow}F_e=3$)에서 관측하였고, Hanle 스펙트럼은 한대의 외부 공진형 반도체를 이용하여 $^{87}Rb$의 $D_1$ 전이선($F_g=2{\rightarrow}F_e=1$)의 자기 부준위 사이의 3준위 $\Lambda$형 구도에서 관측하였다. 파라핀 코팅된 루비듐 증기 셀에서 Hanle 스펙트럼에서 이중구조를 관측할 수 있었고,증기셀 주변의 자기장의 세기를 변화시켜서 얻은Hanle 스펙트럼에서 이중구조의 스펙트럼 형태의 변화를 외부자기장의 방향과 크기에 따른 조사하였다. 이때 이중 구조에서 좁은 영역의 스펙트럼의 선폭은 200 Hz로 측정되었다.

• 산업과 과학
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• 제2권4호
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• pp.28-35
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• 2023

본 논문에서는 적응형 전조등 시스템 규정 중 일반도로 모드, 고속도로 모드, 젖은도로 모드를 만족하는 배광의 형성을 위한 회절 광학 소자를 설계하였으며, 이를 GDSII 스트림 형식의 파일로 도출하였다. 회절 광학 요소를 통해 형성된 배광의 유효성 및 백색광 구현 여부 확인을 위하여 각각 Field Tracing, Ray Tracing 기반의 시뮬레이션을 진행하여 변환빔 측정점에 대한 위치 요구사항 및 광도 요구사항의 만족을 확인하였다. 본 연구를 기반으로 적응형 전조등을 구현하는 경우, 광도의 대비 재현 및 단순한 구조의 적응형 전조등 시스템 구현이 가능할 것으로 예상된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.1067-1072
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• 2023

본 연구에서는 본 연구에서는 펄스 레이저 증착법으로 기판온도에 따른 AZO(Al₂O₃ : 3 wt %)박막을 제작하여, 구조적 특성과 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. 기판온도 400℃ 에서 증착한 AZO박막에서 가장 우수한 (002) 배향성을 나타내었으며, 이때의 반가폭은 0.42° 였다. 전기적 특성을 조사한 결과, 기판온도가 상승함에 따라 캐리어 농도와 이동도는 증가하였고 비저항은 감소하였다. 가시광 영역에서의 평균 투과도는 기판온도에 상관없이 85% 이상의 높은 값을 나타내었고, 기판온도에 상승함에 따라 캐리어 농도가 증가하고 이로 인해 에너지 밴드갭이 넓어지는 Burstein-Moss효과도 관찰할 수 있었다. 기판온도 400℃ 에서 증착한 AZO박막의 비저항과 재료평가지수는 각각 6.77 × 10^-4 Ω·cm 과 1.02 × 10⁴ Ω^-1·cm^-1 로 가장 우수한 값을 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.277.2-277.2
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• 2016

현재 화합물 반도체 나노구조는 광학적, 전기적 특성을 기반으로 하는 단전자 트랜지스터, 적외선 검출기, 레이저, 태양전지와 같은 분야에 응용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 양자점은 3차원으로 구속되어 있는 상태 밀도를 갖고 있어 레이저 응용 시 낮은 문턱 전류 밀도, 높은 이득, 높은 열적 안정성을 기대되고 있지만 양자점의 운반자 수집과 열적 안정성의 한계가 여전히 존재한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 방법이 연구되고 있으며, 그 중 단층 양자점에 비해 운반자 수집과 열적 안정성이 뛰어난 다층 양자점이 결합된 구조에 대한 연구가 활발히 이루어지고, 다층으로 성장된 양자점 구조는 양자점의 크기 분포 조절이 용이하고 양자점 층간의 전기적 결합력이 강한 특성이 있다. 본 연구에서는 분자 선속 에피 성장법(Molecular Beam Epitaxy; MBE)과 원자 층 교대 성장법(Atomic Layer Epitaxy; ALE)으로 CdTe/ZnTe 다층 양자점을 ZnTe 장벽층의 두께를 변화하면서 성장 후 광학적 특성을 연구하였다. 저온 광루미네센스 측정(Photoluminescence; PL)을 통하여 ZnTe 장벽층 두께가 증가할수록 양자점의 PL 피크가 높은 에너지로 이동함을 알 수 있었는데, 이는 ZnTe 장벽층의 두께가 증가할수록 양자점 층간의 결합력이 감소하면서 양자점의 크기가 작아졌기 때문이다. 그리고 ZnTe 장벽층의 두께가 증가할수록 PL 세기가 커지는 것을 알 수 있었는데, 이는 ZnTe 장벽층의 두께가 증가할수록 더 많은 운반자가 양자점으로 구속되기 때문이다. 또한 온도 의존 광루미네센스 측정 결과 ZnTe 장벽층의 두께가 증가할수록 열적 활성화 에너지가 커지는 것을 관찰하였고, 시분해 광루미네센스 측정을 통해 ZnTe 장벽층의 두께에 따른 운반자 동역학에 대해 연구하였다. 이와 같은 결과 CdTe/ZnTe 다층 양자점 구조에서 장벽층의 두께에 따른 광학적 특성에 대해 이해 할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.197.1-197.1
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• 2015

현재 화합물 반도체 나노구조는 적외선 검출기, 레이저, 발광 다이오드, 단전자 트랜지스터, 태양전지 등과 같은 고효율 광전자 소자에서의 응용을 위해 활발한 연구가 진행 되고 있다. 특히 양자점은 3차원으로 구속되어 있는 상태 밀도를 갖고 있어 레이저 응용 시 낮은 문턱 전류 밀도, 높은 이득, 높은 열적 안정성을 기대되고 있다. 하지만 양자점의 크기가 불규칙적이고 운반자 수집의 한계로 인하여 기대 이하의 온도 안정성을 갖고 있어 이를 극복하기 위해 양자점의 크기와 운반자 수집을 제어하기 위해 다양한 방법이 연구되고 있다. 본 연구에서는 분자 선속 에피 성장법(Molecular Beam Epitaxy; MBE)과 원자 층 교대 성장법(Atomic Layer Epitaxy; ALE)으로 크기가 다른 CdTe/ZnTe 이중 양자점을 ZnTe 장벽층의 두께에 변화하면서 성장 후 광학적 특성을 연구하였다. 저온 광루미네센스 측정(Photoluminescence; PL) 측정 결과 장벽층 두께가 작아질수록 작은 양자점의 광 루미네센스의 세기가 감소하면서 큰 양자점의 세기가 증가하는 것을 관찰할 수 있었는데, 이는 장벽층 두께가 작아질수록 작은 양자점의 운반자들이 큰 양자점으로 이동되는 양이 많아지기 때문이다. 또한 장벽층 두께가 작아질수록 큰 양자점의 반치폭(Full Width at Half Maximum; FWHM)이 단층 양자점의 반치폭 보다 감소하는 것을 관찰 할 수 있었는데 이는 작은 양자점과 결합된 큰 양자점이 작은 양자점의 strain을 받아 크기의 균일함이 증가했기 때문이다. 이와 같은 결과 두 양자점이 결합된 이중 양자점 구조가 단층 양자점의 한계인 운반자 수집과 크기의 균일함을 향상할 수 있는 좋은 구조임을 제시하고 있다.

• 한국광학회지
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• 제8권4호
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• pp.327-332
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• 1997

2단계 메사 식각 공정과 유기 금속 화학 증착방법으로 높은 비저항을 갖는 Fe-도핑된 반절연 InP층의 전류 차단층을 갖는 10 Gb/s 광통신용 초고속 1.55.mu.m 궤환형 반도체 레이저 다이오드를 제작하였다. 제작된 DFB-LD의 특성은 발진 임계전류~15 mA, slope efficiency ~0.13 mW/mA, 동 저항 ~6.0.OMEGA.이었고, 발진 파장은 1.546 .mu.m이며, 6 Ith까지의 전류에도 인접 모우드 억압비, SMSR>40dB 이상 (CW상태)으로써 안정된 단일 모우드 동작을 보였다. DFB-LD의 소신호 주파수 특성으로 27 mA의 작은 구동전류에서 이미 -3dB 대역폭이 10 GHz에 도달하였음을 보여주었고, 또한 최대 -3dB 대역폭으로 구동전류 90 mA에서 ~18 GHz까지 얻는 우수한 소신호 주파수 특성을 보여주었다. 10 Gb/s DFB-LD 모듈 전송시험에 있어서, 1.55.mu.m 파장의 레이저 다이오드 모듈로 일반 단일모우드 광섬유와 분산천이 광섬유에 대해서 전송시험한 결과 에러평탄면(error floor)없이 각각 10 km, 80 km를 전송할 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제18권5호
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• pp.309-316
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• 2007

주파수영역 광 간섭 단층촬영 시스템을 위한 파장가변 광원과 주파수 보정(calibration)을 위한 신호처리계를 구현하였다. 제작된 레이저의 평균출력을 부스터(booster) 반도체 광 증폭기를 이용하여 14 mW까지 증폭시키고, 레이저 스펙트럼의 편이(shift)를 보상하였다. 패브리-페롯 에탈론(Fabry-Perot etalon)과 디지털 신호처리(digital signal processing)로 신호처리계를 제작함으로서 파장가변광원의 속도가변에 따른 비트주파수(beat frequency)의 넓어짐을 보정하였다. 제작된 광 간섭 단층촬영 시스템은 종방향 주사속도 154.4 kHz, 측정깊이 0.95 mm, 종방향 분해능 $12{\pm}0.37{\mu}m$의 특성을 가진다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권10호
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• pp.10-21
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• 2006

850nm oxide VCSEL의 저전류 동작 가능성을 확인하기 위하여 off 전류와 on 전류를 최대한 낮춘 상태에서 VCSEL의 특성을 살펴보았다. Oxide VCSEL의 모델링을 위해 비율 방정식을 이용하여 대신호 등가회로를 만들었고, 실험 결과와 시뮬레이션 결과의 비교를 통해 각각의 계수와 특성변수를 추출하였다. 동특성에 큰 영향을 주는 커패시턴스 성분은 C-V 미터로 측정, 분석하였다. 완성된 대신호 등가회로 모델을 이용하여 커패시턴스 성분, 그리고 on 전류와 off 전류가 turn-on 특성과 turn-off 특성, eye-diagram에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 지금까지는 무시해왔던 요소인 depletion 커패시턴스가 turn-on 특성에 큰 영향을 미치고, eye-diagram에도 큰 영향을 준다는 사실을 확인하였다. 그러므로 VCSEL의 고속 동작과 저전류 동작을 동시에 구현하기 위해서는 depletion 커패시턴스를 감소시키는 공정이 필요하다.