• Title/Summary/Keyword: 양자소자

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Analysis of the Optical and Electrical Properties of a White OLEDs Using the newly Synthesized Blue Material (신규 합성 청색재료를 사용한 백색 유기발광소자의 광학적$\cdot$전기적 특성평가)

  • Yoon Seok Beom
    • Journal of the Korea Society of Computer and Information
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    • v.10 no.1 s.33
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    • pp.1-6
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    • 2005
  • White light emission is very important for applying electroluminescent device to full display, backlight and illumination light source. In this letter, Multilayer molecular organic white-light-emitting device using thin nim of blue material nitro-DPVT with fluorescent dye Rubrene for an orange emission were fabricated. The basic structure of the fabricated device is a-NPD / nitro-DPVT / nitro- DPVT:Rubrene / BCP/ Alq3. Aluminum is used as the cathode material and ITO was anode material. The white light emission spectrum covers a wide range of the visible region and the Commission Internationale do I'E clairage (C.I.E.) coordinates of the emitted light was ((0.3347, 0.3515) at 14V. The turn voltage is as low as 2.5V and quantum efficiencies are $0.35\%$.

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Characteristics of thin film solar cell with patterns for diffuse light (광확산 패턴이 삽입된 박막형 실리콘 태양전지의 특성 변화)

  • Han, Kang-Soo;Jang, Ji-Hoon;Kim, Yang-Doo;Lee, Jeong-Chul;Lee, Heon
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2011.05a
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    • pp.126.1-126.1
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    • 2011
  • 박막형 태양전지의 효율 향상을 위하여 광확산 패턴이 형성된 기판을 제작하고 이를 이용하여 비정질 실리콘 박막 태양전지를 제작하였다. 나노 임프린트 방법을 사용하여 제작된 광확산 패턴은 불규칙한 마이크로-나노 크기의 미세구조를 가지고 있어 빛의 확산투과 비율을 향상시켜주는 역할을 하였다. 제작된 광확산 기판위에 TCO물질을 증착하고, PECVD법을 사용하여 비정질 실리콘 p-i-n 접합 구조를 형성하였다. 제작된 태양전지 소자를 1.5 AM의 조건에서 I-V 특성을 분석하였으며, 비교군으로 사용된 일본 Asahi 사의 U-type glass에 비해 높은 Jsc 값을 나타내었다. 또한 외부양자효율을 측정함으로써 광확산 패턴에 의한 양자효율 변화를 확인 할 수 있었다.

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Development of the 3 Dimensional ZnO Nanostructures for the Highly Efficient Quantum Dot Sensitized Solar Cells

  • Kim, Hui-Jin;Yong, Gi-Jung
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.672-672
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    • 2013
  • 본 연구에서는 수열합성법을 기반으로 한 3차원 ZnO 나노구조의 합성을 통해 효율적인 양자점 감응형 태양전지로의 응용을 하고 그 특성을 평가하였다. 기존의 1차원 ZnO 나노구조의 경우 높은 전자이동도와 구조적으로 얻을 수 있는 방향성 있는 전자의 효율적인 전달을 통해 효과적인 광전극으로 많은 관심을 받아왔다. 하지만 나노파티클 기반의 필름에 비해 표면적이 크게 떨어지기 때문에 효과적인 흡광이 어렵다는 단점이 존재하여 높은 효율특성을 내지는 못하였다. 본 연구에서는 이러한 단점을 극복하면서 기존 ZnO 나노선의 장점을 극대화 하기 위해 성장시킨 ZnO 나노선 위에 추가적으로 가지를 형성하여 표면적 향상과 효과적인 전자전달 특성을 얻고자 하였다. 3차원 ZnO 나노구조는citrate 계열의 capping agent의 첨가를 통한 수열 합성법을 통해 1차원의 ZnO 나노선 위에 nanosheet 형식의 가지를 형성하였고 이는 빛의 효과적인 산란특성 및 표면적 향상을 통한 CdS, CdSe의 양자점 증착량을 증가시키는 효과를 얻을 수 있었다. 이러한 태양전지의 소자 특성은 SEM, TEM을 통한 구조 특성평가 및 DRS, J-V curve 및 IPCE를 통한 광학적 특성평가를 통해 확인하였다.

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Recent Progress in Colloidal Quantum Dot Solar Cells: Novel Strategies in Synthesis and Device Structure (콜로이드 양자점 태양전지의 최근 발전 동향: 양자점 합성과 소자 구조에서의 다양한 접근 방법)

  • Choi, Min-Jae;Jung, Yeon Sik
    • Current Photovoltaic Research
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    • v.2 no.4
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    • pp.157-167
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    • 2014
  • Colloidal quantum dot (CQD) solar cells have attracted great attention due to their cost-effectiveness and solution-processability, as well as their size-dependent optical and electrical properties. The power conversion efficiency of CQD solar cells has rapidly increased up to ~8.6%, which corresponds to the 3 - 4 fold improvement during the last 3 - 4 years. Up to now, there have been many pioneering results in CQD solar cells. Here, we review the recent progress of CQD solar cells including CQD synthesis strategy and device structure engineering.

나노/마이크로 구조물의 기계적 특성 평가 기술

  • 이학주;최병익;오충석;김재현
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2004.05a
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    • pp.14-14
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    • 2004
  • 전자 공학 분야의 발전으로 인해 작은 구조물을 제작할 수 있는 리소그라피 (lithography) 기술이 급속하게 발전하고 있으며, 보다 작은 구조물에 대한 수요도 빠르게 증가하고 있다. 지난 수십 년간 반도체 분야에 적용 되어온 Moore's law에 의하면, 수년 내에 수십 나노 미터 크기의 특성 길이 (Critical Dimension)를 지닌 구조물을 이용하여 소자가 제작될 것 이 예견되고 있다. 반도체 공정을 응용하여 작은 구조물을 제작하는 기술은, 전자 공학 분야뿐만 아니라 광전자공학(optoelectronics) 분야, 양자 계산(quantum computing) 분야, 양자 계산(quantum computing) 분야, MEMS/NEMS, 바이오 센서(biosensor)분야 등에 다양한 응용성을 가질 것으로 예상된다.(중략)

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수직형 발광다이오드의 표면패턴 밀도 증가에 따른 광추출 효율 향상에 관한 연구

  • Jeong, Ho-Yeong;Kim, Su-Jin;Kim, Gyeong-Heon;An, Ho-Myeong;Kim, Tae-Geun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.416-417
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    • 2013
  • 최근 질화물계 발광다이오드(light emitting diode, LED) 소자는 핸드폰, 스마트 TV 등의 디스플레이 분야와 실내외조명, 감성조명, 특수조명 등의 조명분야에 그 응용분야가 급속히 확대되고 있다. 이러한 LED 소자는 에너지 절감과 친환경에 장점을 가지고, 가까운 미래에 조명시장을 대체할 것으로 예상된다. 이를 만족하기 위해서는 현재보다 더 높은 효율을 갖는 LED 개발이 요구되어지고 있는 상황이다. 일반적으로 질화물계 LED 소자의 효율은 내부양자 효율, 광추출 효율 등으로 나타낼 수 있다. 내부 양자효율은 성장된 결정의 질의 개선 및 다층의 이종접합 또는 다중양자우물 구조와 같이 활성층의 캐리어 농도를 높이는 접합구조로 설계되어 80% 이상의 효율을 나타낸다. 그러나 광추출 효율은 이에 미치지 못하고 있다. 이는 반도체 재료의 높은 굴절률로 인하여 빛이 외부로 탈출하지 못하고 내부로 반사되거나 물질 안에서 흡수가 일어나기 때문이다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 연구 그룹들은, 표면에 패턴 형성하여 빛의 전반사를 줄여 그 효율을 올리는 연구결과를 보고하고 있다. 대표적인 방법으로는 wet etching, 전자빔 리소그라피, 나노임프린트 리소그라피, 레이저 홀로 리그라피, 나노스피어 리소그라피 등이 사용되고 있다. 이 중, 나노스피어 리소그라피는 폴리스틸렌 혹은 실리카 등과 같은 나노 크기의 bead를 사용하여 반도체 기판 표면에 단일층으로 고르게 코팅한 마스크로 사용하여 패턴을 주는 방법이다. 이 방법의 장점으로는 대면적에 균일한 패턴을 형성할 수 있고, 공정비용이 저렴하여 양산하기에 적합하다는 특징이 있다. 나노스피어 리소그라피를 통해서 표면에 생성된 패턴 모양의 각도에 따라서, 식각되는 깊이에 변화에 따라 실험한 결과들은 있지만, 아직까지 크기가 다른 나노입자들의 마스크 이용하여 형성된 패턴 밀도에 따른 광 추출 효과에 대한 연구가 많이 미흡하다. 따라서 본 연구에서는 다양한 크기의 실리카로 패턴을 형성시켜 패턴 밀도에 대한 광추출 효율의 효과에 대해서 조사하였다. 실험 방법으론, DI, 에탄올, TEOS, 암모니아의 순서대로 그 혼합 비율을 조정하여 100, 250, 500 nm 크기의 나노입자를 합성하였고 이것을 질화물계 LED의 표면 위에 단일층으로 스핀코팅 방법을 통해 코팅을 하였다. 그 후 ICP-RIE 방법으로 필라 패턴을 형성하였는데, 그 결과 100 nm SiO2 입자를 이용한 경우 $4.5{\times}10^9$/$cm^2$, 250 nm의 경우 $1.4{\times}10^9$/$cm^2$, 500 nm의 경우 $0.4{\times}10^9$/$cm^2$의 패턴의 밀도를 보여주었다(Fig. 1). 패턴의 밀도에 따라 전계광학적 특성을 확인하여 보았는데, 그 결과는 평평한 표면과 비교하였을 때 100 nm에서 383%, 250 nm에서는 320%, 500 nm에서는 244% 상승하는 결과를 보여주었다(Fig. 2). 이번 실험을 통해서 LED의 광추출 효율은 표면 모양과 깊이 뿐 아니라 밀도가 커질수록 그 효율이 올라간다는 사실을 알 수 있었다.

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$Si_3N_4$/HfAlO 터널 절연막을 이용한 나노 부유 커패시터의 전기적 특성 연구

  • Lee, Dong-Uk;Lee, Hyo-Jun;Kim, Dong-Uk;Kim, Eun-Gyu;Yu, Hui-Uk;Jo, Won-Ju
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.02a
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    • pp.279-279
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    • 2011
  • 나노 입자를 이용한 비휘발성 메모리 소자의 전기적 특성 향상을 위하여 일함수가 Si 보다 큰 금속, 금속산화물, 금속 실리사이드 나노입자를 이용한 다양한 형태의 메모리 구조가 제안되어져 왔다.[1] 특히 이와 같은 나노 부유 게이트 구조에서 터널 절연막의 구조를 소자의 동작 속도를 결정하는데 이는 터널링 되어 주입되는 전자의 확률에 의존하기 때문이다. 양자 우물에 국한된 전하가 누설되지 않으면서 주입되는 전자의 터널링 확률을 증가시키기 위하여, dielectric constant 와 barrier height를 고려한 다양한 구조의 터널 절연막의 형태가 제안 되었다.[2-3] 특히 낮은 전계에서도 높은 터널링 확률은 메모리 소자의 동작 속도를 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 n형 Si 기판위에 Si3N4 및 HfAlO를 각각 1.5 nm 및 3 nm 로 atomic layer deposition 방법으로 증착하였으며 3~5 nm 지름을 가지는 $TiSi_2$$WSi_2$ 나노 입자를 형성한 후 컨트롤 절연막인 $SiO_2$를 ultra-high vacuum sputtering을 사용하여 20 nm 두께로 형성 하였다. 마지막으로 $200{\mu}m$ 지름을 가지는 Al 전극을 200 nm 두께로 형성하여 나노 부유 게이트 커패시터를 제작하였다. 제작된 소자는 Agilent E4980A precision LCR meter 및 HP 4156A precision semiconductor parameter analyzer 를 사용하여 전기용량-전압 및 전류-전압 특성분석을 하여 전하저장 특성 및 제작된 소자의 터널링 특성을 확인 하여 본 연구를 통하여 제작된 나노 부유 게이트 커패시터 구조가 메모리 소자응용이 가능함을 확인하였다.

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Enhancement of Emission Efficiency of Multilayer White Light Organic Electroluminescent Device (다층구조를 적용한 백색 전계발광소자의 발광효율 향상)

  • Kim, Ju-Seung;Gu, Hal-Bon
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2001.05a
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    • pp.27-31
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    • 2001
  • We fabricated organic electroluminescent(EL) devices with mixed emitting layer of poly(N-vinylcarbazole)(PVK), 2,5-bis(5'-tert-butyl-2-benzoxazoly)thiophene(BBOT), N,N'-diphenyl-N,N'-(3-methyphenyl)-1,1'-biphenyl-4, 4'-diarnine(TPD) and poly(3-hexylthiophene)(P3HT). To improve the external quantum efficiency of EL devices, we added the functional layer to the devices such as LiF insulating layer, carrier confinement layer(BBOT) and hole injection layer(CuPc). In the ITO/emitting layer/Al device, the maximum quantum efficiency at 15V was $1.88{\times}10^{-5}%$. And then, it is increased by a factor of 27 to $5.2{\times}10^{-3}%$ in ITO/CuPc/emitting layer/BBOT/LiF/Al device at 15V.

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Characteristic changes of Ti layer on $Ti:LiNbO_3$ from various diffusion temperature and gas during $Ti:LiNbO_3$ optical waveguides fabrication ($Ti:LiNbO_3$ 광도파로 제작 동안 확산온도 및 분위기에 따른 Ti 층의 특성변화)

  • 양우석;이승태;김우경;박우정;윤대호;이한영
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2003.03a
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    • pp.141-141
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    • 2003
  • 전기-광 효과를 이용한 광변조기, 스위치 등의 소자 구현을 위해 고품질의 Ti:LiNbO$_3$ 광도파로 제작은 필수적이다. LiNbO$_3$ 광도파로는 양자교환(APE) 및 Ti 확산 법으로 제조할 수 있으며 전자의 경우 ne 는 증가, no는 감소되는 경향이 있어 편광도 파로의 제작에 용의하며 후자의 경우 ne 와 no 모두 증가하는 도파로 특성을 갖는다. 이러한, 도파로 소자의 특성 향상을 위해서는 Li out-diffusion 이 억제된 손실이 적은 도파로 제작이 필수적이다. 본 연구에서는 Ti 내부 확산법을 이용한 LiNbO$_3$ 광도파로를 확산분위기를 조건으로 하여 제작하였으며, 온도에 따른 각 이온의 반응 메커니즘에 관하여 관찰하였다.

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Electronic and optical devices based on semiconductor nanowires (반도체 나노선 전자소자 및 광전소자응용)

  • Kil, Sang-Cheol;Sim, Sung-Kju;Kim, Sang-Sig
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2004.11a
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    • pp.260-263
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    • 2004
  • During the last few years, there have been many efforts on the fabrication of electronic and optical devices based on semiconductor nanowires. Room-temperature ultraviolet lasing in GaN nanowire, ultraviolet light sensing in ZnO nanowire, and dramatically improved hall mobility in Si nanowire have been demonstrated in this article. The studies on semiconductor nanowire based electronic and optical device is reviewed.

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