• Title/Summary/Keyword: 양자구속효과

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다중 박막을 이용한 태양전지 제작 및 특성 평가

  • Yu, Jeong-Jae;Min, Gwan-Hong;Yeon, Je-Min;;Kim, Gwang-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.08a
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    • pp.306-306
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    • 2013
  • p-type Si(100)기판위에 Al2O3 박막을 증착하고 Si/SiO2 박막을 연속 증착하여 태양전지를 제작하였다. Si/SiO2 박막을 연속으로 증착하면 양자 구속이 일어나고 이로 인한 유효밴드 갭이 증가하게 되고, tunnel effect와 계면에서의 passivation 효과를 기대할 수 있다. 이런 효과들을 이용하여 고효율 태양전지를 기대 할 수 있다. 본 연구에서는 Remote Plasma Atomic Layer Deposition(RPALD)를 이용하여 Al2O3를 증착하였고 RF-Magnetron Sputter와 e-beam Evaporator 장비를 이용하여 Si/SiO2을 증착하였다. 전극으로는 Ti/Ag와 Al을 이용하였다. Solar simulator 장비를 이용하여 cell의 전기적 특성 평가를 평가하였고(Fig. 1) QE 측정장비를 통해 파장대의 따른 광학적 측정을 하였다(Fig. 2). ellipsometer 장비와 ${\alpha}$-step 장비로 박막과 전극의 두께를 측정하였고 4-point prove 장비를 이용하여 면저항, 저항율을 측정 평가하였다. 또한 I-V, C-V 측정 결과 터널링 현상이 일어나는 것을 확인 하였으며, Si/SiO2 다중 박막을 연속 증착 할수록 cell 효율이 더 좋게 나온다는 것을 확인하였다.

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Multifunctional Display Panel based on Ferroelectric Polymer-Quantum Dots Composite (강유전체 고분자-양자점 기반 다기능 디스플레이 패널)

  • Son, Yeong-In;Yun, Hong-Jun;Kim, Sang-U
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2018.06a
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    • pp.122-122
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    • 2018
  • 1. 배경 최근 IoT 기술이 발전함에 따라 각종 전자기기에 들어가는 센서들이 점점 늘어나고 있다. 특히 사용자 중심의 기기들은 기술이 발전함에 따라 집적화가 이루어지면서, 하나의 기기에서 온도, 습도, 조도 등의 다양한 정보를 처리하고 있다. 이에 따라 더 많은 기능을 사용하기 위해, 소모 전력 또한 점차 증가하고 있다. 그러나 부피는 한정되어 있어, 기존 배터리만으로는 증가하는 소모 전력을 모두 보완하기 어렵다. 또한 대표적인 사용자 중심 기기인 스마트폰에서는, 가장 많은 전력을 소모하는 부분이 점점 커지고 있다. 이에 대한 대책으로 버려지는 에너지를 수확하여 전기적인 에너지로 바꿔주는 에너지 하베스팅 기술이 각광을 받고 있다. 에너지 하베스팅 기술은 바람, 진동, 인체의 움직임 등의 기계적 에너지, 태양광, 실내등의 빛 에너지를 전기적인 에너지로 바꿔주는 기술을 말한다. 본 연구에서는 강유전체 고분자 내부에 양자점이 임베딩된 박막을 이용하여, 스마트폰에서 발생하는 빛 에너지와 손가락으로 디스플레이를 터치할 때 발생하는 기계적인 에너지를 모두 수확할 수 있는 새로운 소자를 제시하였다. 소자 내부에 있는 양자점은 빛 에너지를 산란 혹은 흡수하여 발광한 후, 고분자 내부의 전반사를 통해 양 옆에 있는 태양전지로 빛을 전달한다. 또한 컴포짓의 매트릭스를 이루고 있는 강유전체 폴리머인 P(VDF-TrFE)는 강유전 특성을 통해 마찰전기 에너지를 효율적으로 전기 에너지로 전환할 수 있다. 강유전체 특성에 의해 P(VDF-TrFE) 내부에 정렬된 Polarization은 퀀텀닷에 양자구속 스타크 효과(Quantum Confined Stark Effect)를 일으켜 더 긴 파장을 방출한다. 이렇게 바뀐 파장은 실리콘 태양전지에서 더 많이 흡수할 수 있는 영역으로 방출되어 태양전지 출력의 증가를 일으킨다. 마지막으로 실리콘 태양전지의 출력 증가를 보여줌으로써 이를 실험적으로 입증했다.

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Studies on Long-wavelength Infrared Detector using Multiple Stacked InAs Quantum Dot Layers (다층 InAs 양자점을 이용한 장파장 적외선 수광소자에 관한 연구)

  • Kim, Jong-Wook;Oh, Jae-Eung;Hong, Seong-Chul
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.37 no.8
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    • pp.42-47
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    • 2000
  • Long-wavelength infrared (LWIR) detectors made of self-assembled quantum dots embedded in the channel region of high electron mobility transistor (HEMT) is demonstrated. Above 180 K, the detector shows low dark currents due to strong confinement effect of electrons in InAs quantum dots and exhibits the broad spectral response ranging from 7 mm to 11 mm. The peak detectivity ($D^*$) of $1.93{\times}10^{10}cmHz^{1/2}/W$ is obtained at 9.4 mm. The photocurrent characteristics as a function of applied bias are similar to that of normal FETs, while the photocurrent decreases as the applied electric field exceeds $2{\times}10^3V/cm$ because of the increased dark current.

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Quantum Confinement of Exfoliated Organic-Inorganic Hybrid Perovskite Nanocrystals (유무기 페로브스카이트 나노결정의 박리화에 의한 양자구속효과)

  • Choe, Hyeon Jeong;Choi, Jihoon
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.31 no.9
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    • pp.496-501
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    • 2021
  • Metal halide perovskite nanocrystals, due to their high absorption coefficient, high diffusion length, and photoluminescence quantum yield, have received significant attention in the fields of optoelectronic applications such as highly efficient photovoltaic cells and narrow-line-width light emitting diodes. Their energy band structure can be controlled via chemical exchange of the halide anion or monovalent cations in the perovskite nanocrystals. Recently, it has been demonstrated that chemical exfoliation of the halide perovskite crystal structure can be achieved by addition of organic ligands such as n-octylamine during the synthetic process. In this study, we systematically investigated the quantum confinement effect of methylammonium lead bromide (CH3NH3PbBr3, MAPbBr3) nanocrystals by precise control of the crystal thickness via chemical exfoliation using n-octylammonium bromide (OABr). We found that the crystalline thickness consistently decreases with increasing amounts of OABr, which has a larger ionic radius than that of CH3NH3+ ions. In particular, a significant quantum confinement effect is observed when the amounts of OABr are higher than 60 %, which exhibited a blue-shifted PL emission (~ 100 nm) as well as an increase of energy bandgap (~ 1.53 eV).

Study of Optical Properties of InxGa1-xN/GaN Multi-Quantum-Well (InxGa1-xN/GaN 다중양자우물 구조의 광학적 성질 연구)

  • Kim, Ki-Hong;Kim, In-Su;Park, Hun-Bo;Bae, In-Ho;Yu, jae-In;Jang, Yoon-Seok
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.18 no.1
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    • pp.37-43
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    • 2009
  • Temperature and injection current dependence of electroluminescence(EL) spectral intensity of the $In_xGa_{1-x}N$/GaN multi-quantum wells(MQW) have been studied over a wide temperature range and as a function of injection current level. It is found that a temperature-dependent variation pattern of the EL efficiency under very low and high injection currents shows a drastic difference. This unique EL efficiency variation pattern with temperature and current can be explained field effects due to the driving forward bias in presence of internal(piezo and spontaneous polarization) fields. Increase of the indium content in $In_xGa_{1-x}N$/GaN multiple quantum wells gives rise to a redshift of 80 meV and 22 meV for green and blue MQW, respectively. It can be explained by carrier localization by potential fluctuation of multiple quantum well and MQW structures also shows a keen difference owing to the different indium content in InGaN/GaN MQW.

Optical properties of nanocrystalline silicon thin films depending on deposition parameters (박막증착조건 변화에 따른 실리콘 나노결정 박막의 광학적 특성)

  • Kim, Gun-Hee;Kim, Jong-Hoon;Jeon, Kyung-Ah;Lee, Sang-Yeol
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2004.07a
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    • pp.173-176
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    • 2004
  • Silicon thin films on p-type(100) silicon substrate have been prepared by a pulsed laser deposition(PLD) technique using a Nd:YAG laser. The pressure of the environmental gas during deposition was 1 Torr. After deposition, silicon thin film has been annealed in nitrogen ambient. Strong blue photoluminescence(PL) has been observed at room temperature. We report the optical properties of silicon thin films with the variation of the deposition parameters.

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InAs 양자점 크기에 따른 광학적 특성 평가

  • Han, Im-Sik;Park, Dong-U;No, Sam-Gyu;Kim, Jong-Su;Kim, Jin-Su
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.187-187
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    • 2013
  • 양자점(Quuantum dot, QD)은 0차원 특성을 가지는 구조로 양자 구속 효과로 인하여 bulk와 는 다른 구조적, 광학적, 전기적 특성을 가지고 있다. InAs QD는 size와 barrier의 bandgap 조절을 이용하여 쉽게 bandgap을 바꿀 수 있는 장점이 있어 solar cell, semiconductor laser diode, infrared photodetector 등으로 많은 연구가 이루어지고 있다. 일반적으로 Stranski-Krastanov (SK) mode로 성장한 InAs QD는 보통 GaAs epilayer와의 lattice mismatch (7%)를 이용하여 성장을 하고 이로 인하여 strain을 가지고 있고 QD의 density와 stack이 높을수록 strain이 커진다. 하지만 sub-monolayer (SML) QD 같은 경우 wetting layer가 생기는 지점인 1.7 ML이하에서 성장되는 성장 방식으로 SK-QD보다는 작은 strain을 가지게 된다. 또 QD의 size가 작아 SK-QD보다 큰 bandgap을 가지고 있다. 본 연구에서는 분자선 에피택시(molecular beam epitaxy, MBE)를 이용하여 semi-insulating GaAs substrate 위에 InAs QD를 0.5/1/1.5/1.7/2/2.5 monolayer로 성장을 하였다. GaAs과 InAs의 성장온도와 성장속도는 각각 $590^{\circ}C$, 0.8 ML/s와 $480^{\circ}C$, 0.2 ML/s로 성장을 하였으며 적층사이의 interruption 시간은 10초로 고정하였고 10주기를 성장하였다. Photoluminescence (PL)측정 결과 SML-QD는 size에 따라서 energy가 1.328에서 1.314 eV로 약간 red shift를 하였고 SK-QD의 경우 1.2 eV의 energy정도로 0.1 eV이상 red shift 하였다. 이는 QD size에 의하여 energy shift가 있다고 사료된다. 또 wetting layer의 경우 1.41 eV의 energy를 가지는 것으로 확인 하였다. SML-QD는 SK-QD 보다 반치폭(full width at half maximum, FWHM)이 작은 것은 확인을 하였고 strain field의 감소로 해석된다. 하지만 SML-QD의 경우 SK-QD보다 상대적으로 작은 PL intensity를 가지고 있었다. 이를 개선하기 위해서는 보다 높은 QD density를 요구하게 되는데 growth temperature, V/III ratio, growth rate 등을 변화주어서 연구할 계획이다.

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Characterization of Core/Shell PMMA/CdS Nanoparticles Synthesized by Surfactant-free Emulsion Polymerization (무유화 유화중합에 의해 합성된 Core/shell 형태 PMMA/CdS 나노입자의 특성분석)

  • Yoon, Hyojung;Rhym, Young-Mok;Shim, Sang Eun
    • Journal of Adhesion and Interface
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    • v.13 no.4
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    • pp.188-192
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    • 2012
  • Herein, CdS-coated PMMA nanoparticles were prepared by in-situ surfactant-free emulsion copolymerization and subsequent CdS coating process. As-prepared CdS/PMMA hybrid particles had 201.7 nm in diameter. The amount of CdS nanocrystals in the hybrid particles was 10.37 wt% determined by TGA and elemental analysis. The size of CdS crystals was 3.55 nm preferentially grown in (111) plane. UV-vis spectrum of PMMA/CdS nanoparticles showed the significant blue-shift in optical illumination. The reason was found because the synthesized CdS nanocrystals on PMMA particles had a different band gap energy of 2.70 eV which was significantly higher than that of known-value of bulk CdS (2.41 eV) due to a quantum confinement effect.

차세대 전자소자용 실리콘 나노와이어 성장 및 특성 분석

  • Seo, Dong-U;Kim, Seong-Bok;Kim, Yong-Jun;Lee, Myeong-Rae;Ryu, Ho-Jun
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.36.1-36.1
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    • 2011
  • 1차원 양자 구속 효과로 인해 우수한 전하 전송 특성을 갖는 나노선을 차세대 전자소자에 응용하기 위한 일환으로, 실리콘 기판 상에 동일한 실리콘 나노선을 성장하고 이의 미세구조 특징을 분석하였다. 실리콘 나노선은 Au 시드층을 형성한 후 화학기상증착법을 이용한 VLS (vapor-liquid-solid) 공법으로 성장시켰으며, 시드층의 크기에 따른 나노선의 구조 특성을 이미지 프로세싱을 통해 통계분석하였다. 성장된 실리콘 나노선의 결정구조와 성분을 고해상도 투과전자현미경과 EDAX를 이용하여 분석하였으며, 성장 온도 조건에 따른 나노선의 morphology 특성도 실시하였다. 그 결과 Au 시드층의 성분이 나노선과 기판의 계면에서 상당 부분 잔류함과, 성장된 나노선에는 쌍정 결함(twin defect) 등의 결정구조 변화가 수반됨을 알 수 있었다. 또한 금속 시드층의 평균 입도와 성장 온도 및 소스 가스 유량 조절함으로써 실리콘 나노선의 직경과 길이를 최적화 할 수 있었다. 이를 통해 향후 공정 스케일 다운의 한계 상황에 도달하고 있는 반도체 트랜지스터 소자를 대체할 수 있는 나노선 반도체 소자에 대한 공정기술 개발과 이를 이용한 다양한 응용 분야도 동시에 제시할 수 있게 되었다.

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Comparative Analysis of Trade-Labor Linkage in FTAs of the US and EU (미국과 EU의 FTA에 나타난 무역-노동기준 연계에 관한 비교 분석)

  • Kang, Yoo-Duk;Ko, Bo-Min
    • Korea Trade Review
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    • v.41 no.3
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    • pp.1-25
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    • 2016
  • This study reviews international discussions about the trade-labor linkage and examines the labor chapters of FTAs enforced by the US and the EU from a comparative perspective. Since early 1990s, starting from the NAFTA, the US has included forceable labor provisions in its FTAs and this trend continues to the TPP which was concluded in October 2015. On the other hand, the EU's labor provisions in its FTAs have been composed of promotional elements on labor rights based on cooperations and dialogues. These different features of labor provisions in the US and European FTAs are mainly due to the motives of the FTAs of the US and the EU respectively as well as their domestic situations with regards to domestic law and institutional set-ups. The coordination of labor provisions involves a long-term institutional as well as regulatory convergence which triggers not only economic but also social changes, compared to a relatively short-term effect of tariff elimination. For Korea which has been a FTA partner country both with the US and the EU, it is significant to keep the different characteristics in the labor provisions in mind, particularly in the process of its implementation. Concerning the implementation of Korea-US FTA, it might be problematic if Korean law and its regulatory practice on labor-management relations do not comply with that of the US. The Korea-EU FTA case can also have an indirect impact on Korea's labor laws since it stipulates in its provisions that both parties should have discussions not only within each government but also with the civil communities including NGOs. Thus, Korea should pay more attention to the true meaning in labor provisions of both FTAs in order to promote its firms to be equipped with the right labor-management system in their operations abroad.

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