• The Magazine of the IEIE
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• v.30 no.5
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• pp.499-508
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• 2003

실제 실험에 사용한 대표적인 InAs/GaAs QUDIP에 대해서 detector를 평가하는데 사용하는 responsitity D*뿐만 아니라 이두 값을 좌우하는 phottoconductive gain 양자효율 noise current에 대해 정량적으로 살펴보고 QWIP와 비교해보았다 우선 가장 중요한 것은 QDIP의 온도가 약 10K에서 거의 200K까지 올라가도 responsivity와 D* 모두 온도에 따라 민감하게감소하지 않는다는 사실이다(거의 10배 정도만 감소했음). 이러한 측정결과는 QDIP의 가장 큰 장점인 실온 동작 가능성이 아주 높음을 확인시켜 준다. 참고로, 이미 사용되고 있는 QWIP나 MCT detector는 낮은 온도 영역에서도 온도가 증가함에 따라 responsivity와 D*가 민감하게 감소해서 77K 이상에서는 동작하지 않는다. 두번째로, QWIP는 시료의 표면에 수직 입사되는 IR에 반응하지 않는데, QDIP는 시료의 표면에 수직 입사되는 IR에도 잘 반응함을 확인하였다. 이러한 두 가지 특성은 QDIP가 가질 것이라고 예상되던 QDIP의 가장 큰 장점으로, QDIP가 mid IR이나 far IR detector로서의 전망이 아주 밝음을 보여준다. 저온에서 QDIP의 responsivity는 수 A/W 로, 보통의 QWIP의 responsivity가 수십 mA/W인 것을 고려할 때, 충분히 큰 값이었다. QDIP의 responsivity가 이렇게 큰 이유는 photo-conductive gain이 1000 이상으로 매우 컸기 때문이었다. 반면에, 양자효율은 0.01% 이하로 아주 작았는데, 이것은 흡수 계수 자체보다는 흡수 두께가 작기 때문인 것 같고, 따라서 QDIP의 주기 수를 늘릴 필요가 있음을 알았다. Detector를 평가하는데 가장 중요한 것은 responsivity보다는 D*인데, photoconductive gain과 양자효율의 곱에 비례하는 responsivity는 $\sim$A/W로 충분히 컸지만, 반면에 D*는 $\sim$2E8으로 QWIP에 비해 작았다. 이것은 noise current가 컸기 때문이며 이를 줄이는 것이 중요하다. Noise current의 주된 요인이 dark current에 비례하는 g-r noise이므로, dark current를 줄이는 구조가 필요하다. 대표적인 예가 AlGaAs 같은 additional barrier를 넣어 dark current를 줄이는 방법이다. QDIP의 주기 수를 늘리는 것도 dark current를 줄이는 데 도움이 될 것이다.

• Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
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• v.7 no.2
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• pp.155-161
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• 2002

We studied the formation of nickel nano thin film that have various electrochromic properties. Nickel thin film having various thickness will apply photoelectronic devices, specially, electrochromic devices. These devices will apply lens, battery, glass and solar cell that have light, thin, simple and small that applied nanotechnology and quantum dot. Nickel thin film was coated by electrochemical method on ITO electrode. We studied the thin film properties by Cyclic voltammetry, Chronoamperometry. Impedance. X-ray diffraction analysis and Atomic force microscopy.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.59-59
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• 2007

최근 GaN계 LED를 대체할 만한 물질로 주목받고 있는 ZnO는 단결정 박막성장의 어려움, 동일접합 LED 소자구현을 위한 p-ZnO 성장의 어려움 3원계 합금제작의 어려움 등으로 소자제작에 있어 고전을 하고 있다. 특히 이러한 문제점을 극복하고자 하는 방안으로 양자 제한 효과, 탁월한 결정성, self-assembly, internal stress 등의 새로운 기능성을 지닌 ZnO 나노구조가 제시되었다. 하지만 나노구조를 이용한 다이오드 제작에서도 금속전극의 접합이라는 문제의 벽에 가로막혀 있다. 본 실험에서는 자체 개발된 MOCVD 장비를 이용한 일차원 ZnO 나노선을 성장한 이후 연속적으로 박막을 성장하여 금속전극의 접합을 시도하였다. 이종접합구조 뿐만 아니라 일차원 및 이차원 구조의 복합구조는 일반 다결정 박막보다 결정성에서 우수한 특성을 보였으며, 다이오드 제작시에 높은 효율을 보였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.116-116
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• 2000

질화물 반도체는 LED, LD, Transistor, 그리고 Photodetector 등 광소자 및 전자소자를 실현할 수 있는 소재로써 최근에 각광 받고 있으며, 또한 국·내외적으로 연구가 활발히 진행되고 잇다. 질화물 발광 다이오드 제작에는 소자의 효율과 수명시간의 향상을 위하여 질화물 반도체와 금속과의 접합시 고 품질의 오믹 접합이 필수적이다. 특히 p-형 GaN의 경우에는 높은 정공 농도를 갖는 p-형 GaN를 얻기가 어렵고 GaN의 일함수에 비하여 높은 일함수를 갖는 금속이 없기 때문에 매우 낮은 접합 저항을 가지며 안정성이 매우 우수한 금 접합을 얻기가 어렵다고 알려져 있다. 또한, GaN 계열의 발광 다이오드는 일반적으로 표면 발광 다이오드 형태로 제작되기 때문에 p-형 GaN 층의 오믹 접촉으로 사용되는 금속의 전기적 특성뿐만 아니라 발광 다이오드의 활성층에서 발광되어 나오는 빛에 대한 투과도 또한 우수하여야 발광 다이오드의 효율이 우수해진다. 본 연구에서는 p-형 GaN층의 접합 금속으로 Pt(80nm)과 Ni(5nm)/Au(7nm)를 사용하여 InGaN/GaN 다중양자우물 구조의 발광 다이오드를 제작하여 전기적 특성 및 발광효율을 측정하였다. 그리고, Pt(80nm)과 p-형 GaN와의 접합시 온도 변화에 따른 전기적 특성을 TLM 방법으로 조사하고, 가시광선 영역에서의 빛에 대한 투과도를 UV/VIS spectrometer, X-ray reflectivity, 그리고 Atomic Force Microscopy 등을 이용하여 분석하였다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.14 no.2
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• pp.83-88
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• 2004

Magnetism of molecular nanomagnet, which attracted a lot of academic attention after the discovery of the macroscopic quantum tunneling of magnetism, is reviewed. Molecular nanomagnet is metal-organic material in which magnetic ions are regularly located in the organic skeleton. Also, the interaction between the molecules is very small and those molecules form macroscopic molecular crystal in which molecules are residing at the element points in the crystal. Molecular nanomagnets show a lot of interesting features, especially, equivalence of macroscopic magnetic properties and molecular magnetic properties. In this paper, research results on molecular nanomagnet with microscopic tool like NMR are reviewed mainly. The new method to observe the quantum tunneling of magnetization discovered in Mnl2-ac with NMR is shown and the research results on the microscopic aspects of the macroscopic quantum tunneling of magnetization using the new method are shown. Also, the physical aspect of the level crossing effect which has been reported originally with NMR in molecular nanomagnet is reviewed with experiment results. The research results on the molecular nanomagnets will reveal the important information about the limit of the miniaturization of magnetic memory units and give us the basic scientific knowledge which is needed for the application for the quantum computation. Moreover, academically, many quantum mechanical theories which have not been checked the validity can be checked with experiments.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.6
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• pp.646-651
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• 2018

This paper reports that the electronic properties at a $P3HT/TiO_2$ interface associated with exciton dissociation and transport can be tailored by the insertion of a graphene quantum dot (GQD) layer. For donor/acceptor interface modification in an $ITO/TiO_2/P3HT/Al$ photovoltaic (PV) device, a continuous GQD film was prepared by a sonication treatment in solution that simplifies the conventional processes, including laser fragmentation and hydrothermal treatment, which limits a variety of component layers and involves low cost processing. The high conductivity and favorable energy alignment for exciton dissociation of the GQD layer increased the fill factor and short circuit current. The origin of the improved parameters is discussed in terms of the broad light absorption and enhanced interfacial carrier transport.

• 전자공학회논문지 IE
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• v.45 no.1
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• pp.1-6
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• 2008

In this paper, the white organic LED with two-wavelength was fabricated using the NPB of blue emitting material and a series of orange color fluorescent dye(Rubrene) by vacuum evaporation processes. The structure of white OLED was ITO/NPB$(200{\AA})$NPB:Rubrene$(300{\AA})$/BCP$(100{\AA})/Alq_3(100{\AA})/Al(1000{\AA})$ and the doping concentration of Rubrene was 0.75 wt%. We obtained the white OLED with CIE color coordinates were x=0.3327 and y=0.3387, and the maximum EL wavelength of the fabricated white organic light-emitting device was 560 nm at applied voltage of 11 V, which was similar to NTSC white color with CIE color coordinates of x=0.3333 and y=0.3333. The turn-on voltage is 1 V, the light-emitting him-on voltage is 4 V. We were able to obtain an excellent maximum external quantum efficiency of 0.457 % at an applied voltage of 18.5 V and current density of $369mA/cm^2$.

• Journal of IKEEE
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• v.24 no.3
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• pp.706-712
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• 2020

To improve light-emitting performance of green phosphorescent organic light-emitting diodes (OLEDs), we introduced new hole injection materials-hexaazatrinaphthylene (HATNA) derivatives as a solution processed hole injection layer (HIL). The HATNA derivative has a low the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) energy level, similar to the work function of Indium Tin Oxide (ITO), showing a different concept of hole injection mechanism. It was confirmed that the device efficiency of OLEDs using HATNA-HIL showed the improved external quantum efficiency from 10.8% to 15.6% and current efficiency from 32.7 cd/A to 42.7 cd/A due to the balance of electrons and holes in the emissive layer.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.313-313
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• 2014

GaN계 물질 기반의 광 반도체는 조명 및 디스플레이 관련 차세대 광원으로 많은 관심을 받고 있고, 효율 증대를 위한 에피, 소자 구조 및 패키지 등의 많은 연구가 진행되고 있다. 특히, 투명 전극을 이용한 광 추출 효율의 증가에 대한 연구는 전체 외부양자효율을 증가시키는 중요한 기술로 각광을 받고 있다. 이러한 투명전극은 가시광 영역의 빛을 투과하면서도 전기 전도성을 갖는 기능성 박막 전극으로 산화인듐주석이 널리 사용되고 있으나 인듐 가격의 상승과 산화인듐주석 전극 자체의 크랙 특성으로 인하여 많은 문제점이 지적되고 있다. 이러한 문제를 극복하기 위하여 GaN계 발광 다이오드에 있어서 산화인듐주석 투명 전극의 대체 물질들에 대한 많은 연구들이 활발하게 이루어 지고 있다. 특히, 투명전극 층으로 사용되는 산화인듐주석 대체 박막으로 산화아연에 대한 연구가 각광을 받고 있는 실정이다. 또한, 발광 다이오드의 효율 증가를 위해 발광소자에 표면 요철 구조 형성과 나노구조체 형성 등 박막 표면의 구조 변화를 통한 광추출효율 향상에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 산화아연 박막을 투명전극으로 사용하였으며 광추출효율 향상을 위해 산화아연 투명전극에 패터닝을 형성하고, 그 위에 산화아연 나노막대를 형성하여 기존에 사용하던 산화아연 투명전극보다 우수한 추출효율 및 전류 퍼짐 향상 구조를 제안하고 이에 따른 LED 소자의 광추출효율 향상을 연구하였다. 금속유기화학증착법을 이용하여 c-면 사파이어 기판에 n-GaN, 5주기의 InGaN/GaN 다중양자우물 구조 및 p-GaN의 간단한 LED구조를 성장한 후, p-GaN층 상부에 원자층 증착법을 이용하여 투명전극인 산화아연 박막을 60 nm 두께로 증착하였다. 산화아연 투명전극만 증착한 LED-A와 이후 0.1% HCl을 이용한 습식식각을 통하여 산화아연 투명전극에 육각형 모양의 패턴을 형성한 LED-B, 그리고 LED-B위에 전기화학증착법을 이용하여 $1.0{\mu}m$의 산화아연 나노 막대를 증착한 LED-C를 제작하였다. LED-A, -B 및 -C에 대한 표면 구조는 SEM이미지를 통하여 확인한 바 산화아연의 육각 패턴과 그 상부에 산화아연의 나노막대가 잘 형성된 것을 확인하였다. I-L 분석으로부터 패턴이 형성되지 않은 산화아연 투명전극으로만 구성된 LED-A에 비하여 산화아연 투명 전극에 육각 패턴을 형성한 LED-B의 전계 발광 세기가 더욱 큰 것을 확인하였다. 또한, 육각 패턴에 산화아연 나노막대를 성장시켜 융합구조를 형성한 LED-C에서는 LED-B와 -A보다 더 큰 전계 발광세기를 확인할 수 있었다. 특히, 인가 전류가 고전류로 갈수록 LED-C의 발광세기가 더욱 강해지는 것으로 효율저하현상 또한 나노융합구조의 LED-C에서 확인할 수 있었다. 이는 기존 산화아연 투명전극에 육각형의 패턴 및 나노막대융합구조를 형성할 경우 전류퍼짐현상을 극대화 할 뿐 아니라, 추가적인 광추출효율 향상 효과에 의해 질화갈륨 기반LED 소자의 광효율이 증가된 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.311-311
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• 2014

III-N계 물질로 이루어진 GaN 기반의 광 반도체는 직접 천이형 넓은 밴드갭 구조를 갖고 있기 때문에 적외선부터 가시광선 및 자외선까지를 포함한 폭 넓은 발광파장 조절이 가능하여 조명 및 디스플레이 관련 차세대 광원으로 많은 관심을 받고 있다. 하지만, GaN기반의 발광 다이오드는 많은 연구기관들의 오랜 연구에도 불구하고 고출력을 내는데 있어 여전히 많은 문제들이 존재한다. 그 중, 주입전류 증가에 따른 효율감소 현상은 출력을 저해하는 대표적인 요소로 알려져 있는데, 이전의 연구 결과에서 알려진 효율감소 현상의 원인으로 결정결함에 의한 누설전류, Auger 재결합, 이송자 넘침 현상 그리고 p-n접합부의 온도 상승 등의 현상이 알려져 있다 [1-2]. 하지만 여전히 주입 전류 증가에 따른 효율 감소 현상의 원인에 대해 명확한 해답은 없으며 아직도 많은 논의가 이루어 지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 GaN기반의 청색 및 녹색 LD와 LED소자를 이용하여 주입전류 밀도의 변화에 따른 자발 발광 영역에서의 효율감소 현상의 원인을 규명하고 한다. 유기금속화학증착법(MOCVD)를 이용하여 c면 사파이어 위에 서로 다른 발광파장을 가지는 InGaN/GaN 다중양자우물구조의 질화물계 LED와 LD 박막을 제작하였으며 성장 구조에 의한 특성으로 인해 발생하는 효율 저하 현상을 방지하고자 InGaN/GaN으로 이루어진 다중양자우물층의 조성만 제어하여 청색과 녹색으로 발광하도록 하였다. 청색 및 녹색 LD 웨이퍼들을 이용하여 주입전류 증가에 따른 발광특성을 조사하기 위해 LD와 LED는 표준 팹 공정에 의해 제작되었다. 전계 발광 측정을 위해 상온에서 직류 전류를 주입하여 GaN계 청색 및 녹색 LED와 LD에 각 5 mA/cm2에서 50 mA/cm2까지 전류밀도를 증가시킴에 따라 LD 및 LED칩 형태에 상관없이 청색 LD와 LED의 파장은 약 465nm에서 약 458nm로 감소하였고 녹색 LD와 LED의 파장은 약 521nm에서 약 511~513 nm까지 단파장화가 발생했다. 이는 동일한 웨이퍼에 동일한 전류 밀도를 주입하였기 때문에 발생하는 것으로 판단된다. 그러나, 청색 LED의 효율은 50 mA/cm2에서 약 70%정도로 감소하고 반면 녹색 LED의 경우 동일한 전류밀도 하에 약 52%정도로 감소하였지만, 청색과 녹색 LD의 경우 동일한 전류 밀도의 범위 내에서 더욱 낮은 효율저하 현상을 나타내었다. 또한, 접합 온도를 측정한 바 청색소자가 녹색 소자에 비하여 낮은 접합 온도를 나타낼 뿐아니라, 청색 및 녹색 LD의 경우 LED 보다 낮은 접합 온도를 나타내고 있었다. 이는 InGaN 활성층의 In 조성이 증가할수록 비발광 센터에 의한 접합온도 상승 뿐 아니라, LD ridge 구조에서 더 많은 열이 방출되어 접합 온도가 감소될 수 있는 것으로 판단된다. 우리는 동일한 웨이퍼에 LED와 LD를 제작하였고, 동일한 전류 주입밀도를 인가하였기 때문에 LD와 LED의 효율 감소 현상의 차이는 이송자 넘침 현상, 결정 결함, 오제 재결합 등이 원인보다 활성층의 접합 온도 상승이 가장 큰 영향이 될 수 있을 것으로 판단된다.