• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.308.2-308.2
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• 2014

최근 III-N계 물질 기반의 광 반도체 중 m-면 사파이어 기판을 사용하여 반극성 (11-22) GaN박막을 성장하는 광반도체의 발광효율을 높이려는 연구가 많이 진행되고 있다. 하지만, 반극성 (11-22) GaN와 m-면 사파이어 기판과의 큰 격자상수 차이와 결정학적 이방성의 차이에 의해 많은 결정 결함이 발생하게 된다. 이러한 결정결함들은 반극성 LED소자내에서 누설전류 및 비발광 재결합, 순방향전압 등의 소자특성을 저하시키는 큰 요인이 되기 때문에 고효율 발광소자를 제작함에 있어 어려움을 야기시킨다. 이러한, 반극성 LED 소자의 효율 향상을 위해 결함 분석에 대한 연구를 주를 이루고 있는 상황으로, n-GaN층에 Si도핑에 관한 연구가 진행되고 있다. 이미 극성과 비극성에서는 n-GaN층에 Si이 도핑이 증가될수록 결정질이 향상되고, 양자우물의 계면의 질도 향상 되었다는 보고가 있다. 본 연구에서는 반극성 (11-22) GaN 기반의 발광소자를 제작함에 있어 n-GaN 층의 도핑 농도 변화를 통한 반극성 GaN 박막의 결정성 및 전기적 특성 변화에 따른 LED소자의 전계 발광 특성에 대한 연구를 진행하였다. 금속유기화학증착법을 이용하여 m-면 사파이어 기판에 $2.0{\mu}m$두께의 반극성 (11-22) GaN 박막을 저온 GaN완충층이 존재하지 않는 고온 1단계 성장법을 기반으로 성장하였다.[3] 이후, $2.0{\mu}m$ 반극성 (11-22) GaN 박막 위에 $3.5{\mu}m$ 두께의 n-GaN 층을 성장시켰다. 이때, n-형 도펀트로 SiH4 가스를 4.9, 9.8, 19.6, 39.2 sccm으로 변화하여 성장하였다. 이 4가지 반극성 (11-22) n-GaN 템플릿을 이용하여 동일 구조의 InGaN/GaN 다중양자우물구조와 p-GaN을 성장하여 LED 구조를 제작하였다. X-선 ${\omega}$-rocking curve를 분석한 결과, 이러한 특성은 반극성 (11-22) n-GaN층의 Si 도핑농도 증가에 따라서 각 (0002), (11-20), (10-10) 면에서 결정 결함이 감소하고, 반극성 (11-22) n형 GaN템플릿을 이용하여 성장된 반극성 GaN계 LED소자는 20mA인가 시 도핑 농도 증가에 따라 9.2 V에서 5.8 V로 전압이 감소하였으며 역방향 전류에서도 누설전류가 감소함이 확인되었다. 또한, 전계 발광세기도 증가하였는데, 이는 반극성 n형 GaN박막의 실리콘 도핑농도 증가에 따라 하부 GaN층의 결정성이 향상과 더불어 광학적 특성이 향상되고, n형 GaN층의 전자 농도 및 이동도의 동시 증가에 따라 전기적 특성이 향상 됨에 따라 LED소자의 전계 발광 특성이 향상된 것으로 판단된다.

• Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
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• v.13 no.3
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• pp.73-77
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• 2008

Purpose: This research is that prepare amorphous or crystalline ZnO thin films with pure strong UV emission on soda-lime-silica glass (SLSG) substrates by low-temperature annealing. Methods: Growth characteristic and optical properties of the amorphous or nano-crystalline ZnO thin films prepared on soda - lime - silica glass substrates by chemical solution deposition at 100, 150, 200, 250 and $300^{\circ}C$ were investigated using X-ray diffraction analysis, ultraviolet - visible - near infrared spectrophotometer, and photoluminescence. Results: The films exhibited an amorphous pattern even when finally annealed at $100^{\circ}C{\sim}200^{\circ}C$ for 60 min, while crystalline ZnO was obtained by prefiring at 250 and $300^{\circ}C$. The photoluminescence spectrum of amorphous ZnO films shows a strong NBE emission, while the visible emission is nearly quenched. Conclusions: These results indicate it should be possible to cheaply and easily fabricate ZnO-based optoelectronic devices at low temperature, below $200^{\circ}C$, in the future.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.18 no.5
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• pp.377-383
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• 2009

Aluminum-doped zinc oxide (AZO) thin films were deposited on sapphire substrate by using radio-frequency magnetron sputtering and were performed in the temperature range of $600-900^{\circ}C$ by rapid thermal annealing (RTA). The crystallographic structure and the surface morphology were investigated by using X-ray diffraction and scanning electron microscopy, respectively. The crystallinity of the films was improved with increasing the annealing temperature and the average size of crystalline grains was found to be 50 nm. All the thin films showed an average transmittance of 92% in the wavelength range of 400-1100 nm. As the annealing temperature was increased, the bandgap energy was decreased and the violet photoluminescence (PL) signal at 400 nm replaced the ultraviolet PL signal. The electrical properties of the thin films showed a significant dependence on the annealing temperature.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.18 no.5
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• pp.506-510
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• 2007

Vacuum deposited 4,4',4''-tris(N-(1-naphthyl)-N-phenylamino)-triphenylamine (1-TNATA), a widely-used semiconductor material, is placed as a thin interlayer between indium tin oxide (ITO) electrode and a hole transporting layer (HTL) in OLEDs and a well-stacked 1-TNATA layer leads to stable and high efficiency devices by reducing the carrier injection barrier at the interface between the ITO anode and hole transport layers. According to Raman spectra, thermal annealing after deposition as well as electromagnetic field treatment during deposition lead to closer stacking of 1-TNATA molecules and resulted in molecular ordering. By thermal annealing at about $110^{\circ}C$, an increase in current flow through the film by over 25% was observed. Molecularly-ordered 1-TNATA films played an important role in achieving higher luminance efficiency as well as higher power efficiency of the multi-layered organic EL devices in the present work. Electromagnetic field treatment during deposition was less effective compared to thermal annealing

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.2 no.1
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• pp.78-84
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• 1993

Hot-Wall Epitaxy(HWE) 방법으로 ZnSe/ZnSe(bulk) 박막을 성장하였다. 이 때 사용되어진 ZnSe 기판은 승화법으로 증발부분의 온도를 $1160^{\circ}C$ 성장부분의 온도를 $1130^{\circ}C$로 하여 약 2주 동안 직경 20mm, 높이 18mm인 원추형의 ZnSe 단결정을 얻었다. 양질의 ZnSe 박막을 얻기 위한 조건은 증발부분의 온도는 $610^{\circ}C$, 기판의 온도는 49$0^{\circ}C$이었다. ZnSe(bulk) 기판위에 성장한 ZnSe 박막의 광발광에서는 강한 D-A pair emission과 Cu 불순물에 의한 녹색과 적색 발광이 관측되었고 SA 발광은 관측되지 않았다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.231-231
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• 2013

반사방지막 코팅(Anti-reflection coating)은 태양전지(Solar cell), 발광다이오드(LED) 등의 반사율을 낮추어 효율을 증대시키기 위하여 사용되고 있다. 본 실험에서는 유리 기판 위에 실리콘 타겟을 이용한 Reactive magnetron sputtering 장비를 활용하여, 50~100 mTorr의 높은 공정 압력(High pressure)에서 Ar：O2 유량비를 변화시키며 증착하여 SiO2 반사방지막 코팅층을 형성하였다. Ellipsometer를 이용하여 SiO2 박막층의 굴절률(Refractive index)을 측정한 결과, 공정 압력과 Ar：O2 유량비에 따라 SiO2 박막이 다양한 굴절률을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, UV-Vis spectrometer를 이용하여, 190~1,100 nm 파장에서의 반사율(Reflectance)과 투과율(Transmittance)을 측정하여 비교, 분석하였다. 나아가 증착된 SiO2 반사방지막을 비정질 실리콘 박막 태양전지에 적용하여 효율 향상 효과를 실험하였다. 이를 활용하여 낮은 굴절률을 갖는 반사방지용 SiO2 코팅층을 형성하여 태양전지의 광 변환 효율을 상승 시킬 수 있고, 발광다이오드의 광 추출 효율을 증가시킬 있을 것으로 여겨진다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.104-104
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• 1999

Cerium dioxide 박막의 포토루미네슨에 관해서는 Cerium 4f band에서 oxygen 2p band로의 transition에 의한 발광(400nm) 현상이 보고되었다. 또한 Indium Oxide 박막의 발광(637nm0 현상이 보고되었다. 본 연구에서는 3족인 Indium을 Si/In/CeO2/Si 구조와 CeO2/Si 구조에 도핑하여 포토루미네슨스 현상을 관찰하였다. E-beam evaporator를 사용하여 Silicon(111) 기판에 Cerium dioxcide 박막을 성장시킨 경우의 두가지 시료를 분석하였다. 포토루미네슨스 관찰을 위해서 Ge-Cd laser (325nm)가 사용되었으며 Indium의 도핑양과 분포 상태를 알기 위해 SIMS와 ADP를 이용하여 분석하였다. Indium양에 대한 포토루미네슨스 변화와 열처리 후의 indium의 분포의 변화에 의한 포토루미네슨스 변화를 관찰하였다. 상온에서 In/CeO2/Si 시료와 Si/In/CeO2/Si 시료에 대한 포토루미네슨스 현상을 관찰한 결과 Si/In/CeO2/Si 시료에서만 500nm(2.5eV)에서 발광 현상이 관찰되었다. 도핑된 indium은 ADP에서는 검출되지 않고 SIMS에서만 검출되어 ADP의 detection range(1-0.1%) 이하의 양이 도핑된 것으로 추측된다. 도핑된 Indium의 양이 증가할수록 포토루미네슨스의 Intensity가 증가하였다. 또한 열처리(110$0^{\circ}C$, 1min) 후 포토루미네슨스의 peak위치가 390nm(3.18eV)로 변화하였다. Si/In/CeO2/Si에서 포토루미네슨스 현상이 관측되고 Intensity가 indium의 양에 의존하므로 완전하지 못한 Cerium dioxide의 CeOx 구조와 indium과의 결합이 포토루미네슨스의 원인으로 추측된다. 열처리 후 SIMS의 분석결과 indium의 분포가 변화하였으며 이는 포토루미네슨스의 변화의 원인으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.186-186
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• 2010

액정디스플레이, 유기발광소자 및 태양전지에서 전도성 투명전극으로 indium-tin-oxide (ITO)가 일반적으로 많이 사용되고 있지만 인듐의 희소성과 유독성으로 인하여 ITO를 대체할 수 있는 물질에 대한 많은 연구가 현재 진행되고 있다. ITO 전극을 대체할 수 있는 물질 중에서 Al 도핑된 ZnO (AZO) 박막은 높은 전도성과 광학적 투과성 때문에 다양한 광전소자의 전극과 윈도우 물질로 많은 응용 가능성을 보여주고 있다. 본 연구에서는 여러 가지 스퍼터링 증착 조건에서 증착된 AZO 박막의 전기적특성과 광학적 특성을 조사하였다. 기준시료의 AZO 박막 증착 조건은 ZnO-2 wt.% $Al_2O_3$세라믹 타겟을 사용하였고 $250^{\circ}C$의 기판 온도에서 100 W 전력으로 5 mTorr의 진공 분위기에서 증착되었다. 최적의 AZO 박막 조건을 얻기 위해 증착 온도와 증착 챔버의 압력을 변화하면서 AZO 박막의 전기적 특성 변화와 광학적 특성 변화를 조사하였다. 4-포인트 프로브 측정과 홀 효과측정으로 각기 다른 조건에서 증착한 AZO 박막의 비저항과 전하농도 값을 비교 분석하였고 UV 스펙트로미터 측정을 통해서 AZO 박막의 투과율을 조사하였다. 스퍼터링 방법으로 증착된 AZO 박막은 높은 전도성과 광학적 투과성을 가지기 때문에 액정디스플레이, 유기발광소자 및 태양전지의 투명전극으로 사용할 수 있음을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.501-501
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• 2013

유기발광소자는 빠른 응답속도, 넓은 시야각, 얇은 두께의 특성으로 차세대 디스플레이 소자기술로 많은 주목을 받고 있다. 특히 높은 색순도와 고효율의 장점을 가지는 양자점을 사용한 유기발광소자에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 양자점을 이용한 유기발광소자는 용액 공정이 요구 되기 때문에 유기물 박막 위에 양자점을 균일하게 도포하기 어렵다. 또한, 양자점은 수분과 산소에 빠르게 열화되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 색변환 양자점을 포함하는 고분자 poly (N-vibylcarbazole) 정공수송층을 용액공정으로 형성한 후 발광층, 전자 수송 및 주입층과 음극을 차례로 진공증착하여 색변환 양자점을 포함하는 정공수송층을 적용한 청색 유기발광소자를 제작하였다. 색변환양자점과 청색 발광층으로 a 1,4-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl를 사용하여 제작된 유기발광 소자의 전기적 및 광학적 특성을 관찰하였다. 색변환 양자점을 포함한 청색 유기발광소자의 경우 정공이 양자점에 포획되는 확률이 낮기 때문에 높은 전류밀도와 휘도를 나타냈으며, core/shell 색변환 양자점을 포함한 청색 유기발광소자는 정공이 양자점에 포획되는 확률이 높기 때문에 낮은 전류밀도와 휘도를 나타냈다. 한편, core/shell 색변환양자점을 포함한 청색 유기발광소자의 경우 색변환 양자점을 포함하는 청색 유기발광소자에 비해 발광층에서 발광된 빛을 잘 흡수하여 높은 색변환 효율이 나타났다. 이 연구 결과는 양자점을 색변환층으로 사용한 청색 유기발광소자의 색변환 효율 증가와 발광효율 향상에 대한 기초자료로 활용할 수 있다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.3 no.1
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• pp.111-116
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• 1994

본 연구는 CdS, CdSe 분말을 불순물, flux와 혼합하여 질소 분위기에서 소결한 후 전자빔으로 증착하여 적절한 조건에서 열처리 하였다, 이 박막의 결정구조를 X-ray 회절 실험을 통하여 조사하고 제작된 CdS1-xSex 발광 소자의 전기적 특성은 Hall 효과 측정을 이용하고 광학적특성은 광발광 및 광전 류 스펙트럼, 감도, 최대 허용소비전력, 응답시간 등을 분서하교, 발광소자로서의 기능을 검토하였다.