• 한국광물학회지
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• 제22권2호
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• pp.87-95
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• 2009

마다가스카르산 사파이어를 수평 알루미나 튜브의 전기로에서 대기중의 산화분위기 하에 $1650^{\circ}C$, 50시간의 조건으로 $Be^{2+}$의 확산 처리를 하였다. 자외선-가시광선 분광분석 결과는 각 시료 마다 차이는 있으나 전체적으로 $Fe^{2+}$에서 $Fe^{3+}$로 산화의 원인으로 청색이 옅어졌고 청자색 사파이어는 $Cr^{3+}$에 의한 분홍색이 나타났다. $Be^{2+}$의 확산 처리로 부분적인 갈색이 나타난 청색 사파이어에서는 진한 주황색 부분이 나타났고, 옥화메틸렌에 의한 침적실험 관찰 결과로 시료들의 가장자리에 주황색의 집중현상이 나타났음을 확인하였다. 또한 기존에 있던 내포물도 변화가 나타났다. 그러나 확산 처리 온도의 한계로 더 많은 양의 $Be^{2+}$의 확산이 이루어 지지는 못했다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1998년도 제14회 학술발표회 논문개요집
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• pp.107-107
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• 1998

GaN 에피택시 층의 전기적, 광학적 특성 및 표면 형상의 향상을 위한 전처리 공 정으로서 사파이어 기판의 질화 처리가 많이 행해지고 있는데 이는 표면에 질화 충올 형성시킴으로서 GaN 충과의 계면에너지 및 격자상수 불일치를 줄여 GaN 충의 성장을 촉진시킬 수 있기 때문이다 본 실험에서는 고 진공 하에서 유도 결합 플라즈마를 이용하여 사파이어 기판의 질화 처리를 행한 후 XPS와 AFM을 이용하여 기판 표면의 질소 조성과 표면 형상을 관찰하였다. 기판 표면의 질소 조성은 질소 가스의 유입량과 기판의 온도보다 칠화 시 간 및 RF-power에 의해 크게 좌우되나 표면 형상은 기판의 온도에 크게 영향올 받는 것으로 나타났다. 따라서 본 실험에서는 기판의 온도를 낮춤으로서 protrusion이 없는 매끈한 표면의 질화 충을 얻올 수 있었다. 핵생성 충의 성장 없이 450 oC의 저온에서 GaN 충올 성장시킨 결과 육방 대청성 의 wurtzite구조를 가지며 bas허 plane이 사파이어 기판과 in-plane에서 300 회전된 관계 를 갖고 있는 것올 XRD -scan으로 관찰하였다. 또한 GaN 충의 성장이 진행됩에 따라 결정성이 향상되고 있는 것이 뼈S ali맹ed channeling 실험올 통해 관찰되었으며 이는 G GaN 충의 두께 중가에 따라 결정성이 향상된다는 것올 의미한다 사파이어 기판의 질 화 처 리 시 간이 증가함에 따라 후속 성 장된 GaN 층의 bas외 pI뻐e에 대 한 XRD -rocking c curve의 반치폭이 감소하는 것으로 나타났는데 이는 기판의 표면이 질화 충으로 전환 됨에 따라 각 GaN island의 c-축이 잘 정렬됨올 의미한다. 또한 AFM으로 ~이 충의 표 면 형상올 관찰한 결과 기판의 질화 처리가 선행될 경우 lateral 방향으로의 G뼈 충의 성장이 촉진되어 큰 islands로 성장이 일어나는 것으로 관찰되었는데 이는 질화 처리가 선행될 경우 Ga과 N의 표면 확산에 대한 활성화 에너지가 감소되기 때문인 것으로 생 각된다 일반적으로 GaN 에피택시 충의 결정성의 향상과 lateral 생장올 도모하기 위하여 성장 온도를 증가시키지만 본 실험에서는 낮은 성장 온도에서도 결정성의 향상 및 l later빼 성장을 촉진시킬 수 있었으며 이는 저온 성장법에 의한 고품위의 GaN 에피택시 충 성장에 대한 가능성올 제시하는 것이다.

• 한국광학회지
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• 제5권4호
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• pp.466-472
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• 1994

아르곤 레이저에 의해 광펌핑 되는 티타늄 사파이어 레이저를 제작하고 이를 자체 모드록킹 시켰다. 모드록킹은 볼 슬라이더 위에 장착된 공진기 거울의 이동에 의해 시작되었으며 티타늄 사파이어 결정내의 자체 집속 효과와 공진기내에 설치된 조리개에 의해 모드록킹이 유지 되었다. 공진기내의 군속도를 보상하기 위하여 프리즘쌍을 사용하였으며, 모드록킹된 펄스의 대역폭은 11nm, 펄스폭은 $1000\pm20fs$였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.330-330
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• 2012

RF magnetron sputtering법을 이용하여 사파이어, 유리 기판위에 ZnO박막을 기판온도를 달리하여 증착하여 ZnO박막의 구조적, 광학적 특성을 조사하였다. 또한, RTA (Rapid Thermal Annealing)를 이용하여 ZnO박막의 열처리 효과도 확인하였다. XRD (X-ray diffraction)결과 사파이어 기판에서는 상온에서, 유리 기판에서는 $400^{\circ}C$일 때 ZnO박막의 가장 좋은 특성을 나타냈다. UV-vis spectrometer측정 결과 가시광선 영역에서 사파이어 기판에서는 80%가 넘는 투과율을 유리 기판에서는 90%가 넘는 투과율을 보였다. 열처리 후 XRD peak의 세기가 높아졌고, 반치폭도 감소함을 보여 ZnO박막의 결정성이 향상되었다. 그리고 밴드갭의 변화도 관찰되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.17-21
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• 2003

산업용 뿐만 아니라 보석용으로 가치가 있는 합성 및 천연사파이어를 인위적으로 청색발색효과를 높이기 위해 확산 처리한 경우, 종래 육안감정에 의해서는 확산처리 유무 및 불순물 주입 정도에 따른 광학적 특성의 감정이 어려운 문제가 있었다. 비파괴적이고 빠른 시간안에 정량적인 분석을 위해 FTIR(Fourier transformation infra-red) 분석을 이용하여 해결할 수 있음을 확인하였다. 기존의 고가 SIMS(secondary ion mass spectrometry) 등 고가 진공분석장비에 비하여 획기적으로 3분 이내의 분석을 통하여 경제적, 비파괴적인 분석이 가능하여, 관련 업체에 도입되는 경우 제안된 전용 FTIR 설비를 이용하여 처리사파이어의 정밀감정이 가능하였다.

• 한국광학회지
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• 제13권4호
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• pp.347-355
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• 2002

티타늄 사파이어 레이저에 대한 활용도를 높기 위하여 4개의 거울로 구성된 Z-형태의 대칭형 레이저 공진기를 구성하여 넓은 파장가변성을 갖는 고효율 연속 발진 티타늄 사파이어 레이저를 제작하였다. 또한 Kerr-렌즈 모드-록킹(KLM)을 일으키기 위한 KLM 강도 및 공진기 모드 크기가 Kerr 매질을 포함하는 Z-형태의 대칭형 공진기에 대하여 공진기 내의 위치, 내부 공진기 레이저 출력 및 안정 파라메터 등에 의존함을 확인하였고, 이를 근거로 하여 펌핑 효율이 높고 KLM 강도가 강한 KLM 티타늄 사파이어 레이저를 제작하여 출력 특성, 펄스폭 및 스펙트럼 반치폭 등을 측정하였다. 그 결과 연속 발진 티타늄 사파이어 레이저의 출력에 대한 기울기 효율은 31.3%이고, 5W의 Ar-이온 펌핑 레이저 출력에 대해 최대 1420㎽의 평균 출력을 얻을 수 있었으며, 파장가변 영역은 730㎚~908㎚까지 모두 700㎽ 이상의 평균 출력을 보였다. 자체-조리개 효과에 의한 KLM 동작 또한 쉽게 얻을 수 있었으며, KLM된 티타늄 사파이어 레이저로부터 출력에 대한 기울기 효율은 16%이고, 5W 펌핑 출력에 대해 최대 500㎽의 평균 출력을 얻었다. 또한 중심 파장 807㎚에서 스펙트럼 반치폭이 33㎚이며, 펄스 반복률이 82㎒인 27fs의 안정된 짧은 펄스를 얻을 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.123-123
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• 2010

3족 질화물계 물질은 발광다이오드와 같은 광전자소자적용에 있어서 매우 우수한물 질이다.일반적으로, GaN 에피 성장에 있어서 저온 중간층을 삽입한 2 단계 성장 방법은 낮은 결함밀도와 균일한 표면을 얻기 위해 도입된 기술이다. 특히 AlN 중간층은 GaN 중간층과 비교하였을 때 결정성뿐만 아니라 높은 온도에서의 열적안정성, GaN 기반의 자외선 검출기서의빛 흡수 감소 등의 장점을 가지고 있다. 또한 패턴 사파이어 기판위 GaN 에피 성장은 측면성장 효과를 통해 결함 밀도 감소와 광 추출 효율을 향상시키는 것으로 알려져 있다.또한 열응력으로 인한 기판의 휨 현상은 박막성장중 기판의 온도 분포를 불균일하게 만드는 원인이 되며 이는 결국 박막 조성 및 결정성의 열화를 유도하게 되고 최종적으로 소자특성을 떨어 뜨리는 원인이 되는데 AlN 중간층의 도입으로 이것을 완화시킬 수 있는 효과가 있다. 하지만, AlN 중간층이 패턴된 기판 위에 성장시킨 GaN 에피층에 미치는 영향은 명확하지 않다. 본 연구팀은 일반적인 c-plane 사파이어 기판과 플라즈마 건식 에칭을 통한 렌즈 모양의 패턴된 사파이어 기판을 이용해서 AlN 중간층과 GaN 에피층을 유기금속 화학기상증착법으로 성장하였다. 특히, 렌즈 모양의 패턴된 사파이어 기판은 패턴 모양과 패턴 밀도가 성장에 미치는 영향을 연구하기 위해 두가지 패턴의 사파이어 기판을 이용하였다. AlN 중간층 두께를 조절함으로써 최적화된 GaN 에피층을 90분까지 4단계로 시간 변화를 주어 성장 양상을 관찰한 결과, GaN 에피박막의 성장은 패턴 기판의 trench 부분에서 시작하여 기판의 패턴부분을 덮는 측면 성장을 보이고있다. 또한 TEM과 CL을 통해 GaN 에피박막의 관통 전위를 분석해 본 결과 측면 성장과정에서 성장 방향을 따라 옆으로 휘게 됨으로 표면까지 도달하는 결정결함의 수가 획기적으로 줄어드는 것을 확인함으로써 고품질의 GaN 에피층을 성장시킬 수 있었다. 그리고 패턴밀도가 높고 모양이 볼록할수록 측면 성장 효과로 인한 결정성 향상과 난반사 증가를 통한 임계각 증가로 광추출 효율이 향상 되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 최적화된 AlN 중간층을 이용하여 패턴 기판위에서 고품질의 GaN 에피층을 성장시킬 수 있었다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2002년도 하계학술발표회
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• pp.226-227
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• 2002

처프펄스증폭(CPA) 개념을 이용한 티타늄 사파이어 레이저는 고출력 펨토초 펄스 생성에서 표준적인 시스템이며, 현재 수 kHz의 반복률에서 TW 급의 출력을 가지는 시스템들이 개발되어 사용 중이다.(1) 그러나 증폭시에 나타나는 티타늄 사파이어 레이저 매질에서의 이득 좁아짐 효과 때문에 얻어지는 최소 펄스폭은 20 펨토초 수준으로 제한된다. 이러한 스펙트럼폭의 한계를 극복하기 위하여 hollow-fiber에서의 자체위상변조(SPM) 현상을 이용하여 500 nm 이상의 파장 영역에 걸친 continuum을 발생시키는 기술이 제안되었다. (중략)

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.422-427
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• 2003

Sapphire have been ground by the ultra-precision surface grinder having a glass -ceramic spindle of extremely-low thermal expansion with various cup-type resinoid-bonded diamond wheels of #400-#3000 in grain size. Sapphire can be ground in the ductile mode. And also, the surface roughness and grinding conditions has been clarified. The smooth surface of Sapphire less than 1nm RMS, 1nm Ra can be obtained by the ultra-precision grinding without any polishing Process.

• 세라미스트
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• 제14권5호
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• pp.7-27
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• 2011