• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.423-423
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• 2013

3~5 족 반도체 물질인 phosphorus 화합물 중 대표적인 InAlP 삼종화합물은 작은 굴절률, 큰 밴드갭, GaAs와 lattice 일치 때문에 큰 주목을 받고 있고, p-type high electron mobility transistors(p-HEMT), laser diodes 등의 고속 전자소자 및 광전 소자에 응용이 가능한 매우 중요한 물질이다. 최적의 소자 응용기술을 위해서는, 정확한 광물성 연구가 수행되어야 하지만 InxAl1-xP 화합물에 대한 유전율 함수 및 전자전이점 등의 연구는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 1.5~6.0 eV 에너지 영역에서 각기 다른 In 조성비를 갖는 InxAl1-xP 화합물의 가유전율 함수 ${\varepsilon}={\varepsilon}_1+i{\varepsilon}_2$와 전자전이점 데이터를 보고한다. GaAs 기판 위에 molecular beam epitaxy (MBE)를 이용하여 InxAl1-xP (x=0.000, 0.186, 0.310, 0.475, 0.715, 0.831, 1.000) 박막을 성장하였고 타원편광분석기를 이용하여 유전율 함수를 측정하였다. 또한 실시간 화학적 에칭을 통하여 시료 표면에 자연산화막을 제거함으로써 순수한 InAlP의 유전율 함수를 측정할 수 있었고, 측정된 유전율 함수를 이차미분하여 In 조성비에 따른 전자전이점을 얻을 수 있었다. 얻어진 전자전이점 값을 이용하여 linear augmented Slater-type orbital method (LASTO) 를 통해 이론적 전자 밴드 구조 계산을 하였고, 이를 바탕으로 $E_0$, $E_1$, $E_2$ 전이점 지역의 여러 전자전이점($E_1$, $E_1+{\Delta}_1$, $E_0'$, $E_0'+{\Delta}_0'$, $E_2$, $E_2'$)의 특성을 정의할 수 있었고, $E_0'$과 $E_2$ 전이점의 에너지 값이 In 조성비가 증가함에 따라 서로 교차함을 발견할 수 있었다. 타원 편광 분석법을 이용한 유전율 함수 및 전자전이점 연구는 InAlP의 광학적 데이터베이스를 확보하는 성과와 더불어 새로운 디바이스 기술 및 광통신 산업에도 유용한 정보가 될 것이다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.20-20
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• 2008

최근 LEDs가 동일 효율의 전구에 비해 에너지 절감 효과 크며 신뢰성이 뛰어나다기 때문에 기존 광원을 빠르게 대체해 나가고 있다. 특히 자외선 파장을 가지는 LEDs는 발열이 낮아 냉각장치가 필요 없으며, 수명이 길어 기존 UV lamp에 비해 많은 장점을 가지고 있기 때문에 많은 관심을 밭고 있다. 그럼에도 불구하고 자외선 LEDs는 제조 단가가 높고 power가 낮아 소요량이 많은 등 아직 해결해야 할 부분이 많기 때문에 이를 해결하기 위해 여러가지 재료와 다양한 구조가 고려되고 있다. 그 중 ZnO는 II-VI족 화합물 반도체로써 UV영역의 넓은 밴드갭(3.37eV)을 가지는 투명한 재료이다. 특히 ZnO는 60meV의 큰 엑시톤 결합에너지를 가지며, 가시광 영역에서 높은 투과율을 가지고, 상온에서 물리적, 화학적으로 안정하기 때문에 UV sensor, UV laser, UV converter, UV LEDs 등 광소자 분야에서 연구가 활발히 진행되고 있다. ZnO가 광소자의 발광재료로써 높은 효율을 얻기 위해서는 결정성을 높여 내부 결함을 감소시키며, 발광 면적을 높일 수 있는 구조가 요구된다. 특히 MOCVD 법으로 성장한 나노막대는 에피성장되어 높은 결정성을 기대할 수 있으며, 성장 조건을 조절함으로써 나노막대의 aspect ratio와 밀도 제어할 수 있기 때문에 표면적을 효과적으로 넓혀 높은 발광효율을 얻을 수 있다. 본 실험에서는 MOCVD 법으로 실리콘과 사파이어 기판 위에 다양한 성장 온도를 가진 나노구조를 성장 시키고 온도에 따른 형상 변화와 특성을 평가하였다. ZnO 의 성장온도가 약 $360^{\circ}C$ 일 때, 밀도가 조밀하고 기판에 수직 배열한 균일한 나노막대가 성장되었으며 우수한 결정성, 광학적 특성이 나타남을 SEM, TEM, PL, XRD를 사용하여 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제2권1호
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• pp.109-115
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• 1993

승화방법으로 광전도체의 CdS 단결정을 성장하였고 외삽법으로 구한 $a_{o}$와 $c_{o}$의 격자상수 값은 각각 $4.131{\underline{8}}{\AA}$과 $6.712{\underline{2}}{\AA}$임을 알았다. Hall 측정값으로 부터 상온에서의 CdS 단결정의 운반자 농도와 이동도는 각각${\sim}10^{23}m^{-3}$ 과 $2.93{\times}10^{-2}m^{2}$/V sec이였으며 온도에 따른 이동도 변화는 33 K에서 150 K까지는 $T^{1/2}$에 따라 증가하는 경향이 있고 180 K에서 상온까지는 $T^{-2}$에 따라 감소한 경향이 나타났다. 광전류 측정으로부터 나타난 단파장대의 봉우리는 진성전이에 기인하는 봉우리였으며 이 봉우리의 에너지 값은 CdS 광전도체에 에너지 밴드 갭과 동일한 값을 나타냄을 알았다.

• 한국광학회지
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• 제9권4호
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• pp.221-226
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• 1998

$Er_2O_3$를 첨가한 $PbO-Bi_2O_3-Ga_2O_3$ 삼성분계 중금속 산화물 유리로부터 발생하는 $1.5\mu\textrm{m}$와 2.7$\mu\textrm{m}$ 등의 형광에 대하여 복사 천이율, 형광 수명, 흡수 및 유도 방출 단면적 등을 조사하였다. 중금속 산화물 유리의 낮은 포논 에너지($~500cm^{-1}$)로 인하여 기존 산화물 유리로부터 관찰할 수 없었던 형광들의 양자 효율이 크게 높아졌으며 방출 단면적도 증가하였다. 한편, 798 nm 여기광의 상향 전이를 통한 녹색과 적색의 형광이 방출됨을 확인하였고, 각 에너지 준위의 형광 수명을 이용하여 다중포논 완화(multiphonon relaxation)를 정량적으로 규명하였다. $Er^{3+}:^4S_{3/2}{\rightarrow}^4I_{15/2}$ 천이에 의한 녹색 형광은 기지 유리(host glass)의 밴드 갭(band gap)흡수에 의한 비복사 천이의 영향을 받으므로 이 형광의 양자 효율을 높이기 위해서는 유리를 불활성 기체 분위기에서 용융하거나 자외선쪽 투과단이 짧은 유리 망목 형성제(glass-vetwork former)가 첨가된 기지 조성을 선택하는 것이 바람직하다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권3호
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• pp.17-24
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• 2021

페로브스카이트 태양전지는 용액공정으로 제작되어 공정 중 전구체 조성제어를 통해 밴드갭을 용이하게 조절할 수 있다. 탠덤 태양전지의 상부셀로 활용하여 실리콘 태양전지와 접합 시 30% 이상의 효율 달성이 가능하지만, 페로브스카이트 태양전지의 낮은 안정성이 상용화의 걸림돌로 작용하고 있다. 아이오딘 이온 및 전극 물질 확산이 주된 열화기구로 알려져 있어 장기 안정성을 확보하기 위해서는 이러한 이온 이동의 방지가 필요하다. 본 연구에서는 층간소재와 페로브스카이트 광활성층 사이의 이온이동에 의한 열화현상을 관찰하고, 이를 억제하기 위해 페로브스카이트 소재와 은전극 사이에 버퍼층을 도입하여 소자의 안정성을 확보하였다. 85℃에서 300시간 이상 보관 시 버퍼가 없는 소자는 페로브스카이트 층이 PbI₂ 및 델타상으로 변화하며 변색되었으며 AgI가 형성되는 것을 확인했다. LiF와 SnO₂ 버퍼 도입 시 이온이동 억제 효과를 통해 페로브스카이트 태양전지의 열안정성이 향상되었다. LiF버퍼층 적용 및 봉지를 한 소자는 85℃-85%RH damp heat 시험 200시간 후 효율감소가 발생하지 않았으며 추가로 AM 1.5G-1SUN 하에서 최대출력점을 추적하였을 때 200시간 후 초기 효율의 90% 이상 유지하는 것을 확인했다. 이 결과는 버퍼층 형성을 통한 층간 물질이동 억제가 장기안정성을 확보하기 위한 필요조건임을 보여준다.

• 한국진공학회지
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• 제20권1호
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• pp.42-49
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• 2011

$SiN_x$ 박막을 $200^{\circ}C$의 저온에서 $SiH_4$ 가스의 흐름 비율을 바꾸어 가며 PECVD 기법으로 성장하였다. 시료의 광 특성을 규명하기 위하여 상온 광 발광 스펙트럼을 측정하였다. 성장 시 $SiH_4$ 가스의 흐름 비율이 증가함에 따라 시료의 발광 최대치 파장이 장파장으로 이동하였으나, $SiH_4$ 가스의 흐름 비율과 무관하게 모든 시료에서 1.8, 1.9, 2.2, 2.4, 그리고 3.1 eV 에너지의 발광 현상을 관찰하였다. $N_2$, $H_2$, 그리고 $O_2$ 가스 분위기에서 후열처리를 거친 후, 발광 스펙트럼의 변화를 조사하였다. 열처리 후의 발광 세기는 증가하였고, 특히, $H_2$ 및 $O_2$가스 열처리로 인하여 발광 최대치 파장이 단파장으로 이동하였으나, 특정한 파장에서 발광효과는 여전히 존재하였다. 발광 메카니즘에 대하여, $SiN_x$ 박막의 에너지 갭 내에 Si와 N 원자의 비결합 결함에 의한 에너지 준위 모델을 설정하였고, 이 에너지 준위의 천이에 의한 발광으로 이해하였다. 그리고 저온에서 성장한 $SiN_x$ 박막의 발광 효과는 앞으로 구부러짐이 가능한 Si 계 광소자 개발 가능성을 보여주고 있다.

• 센서학회지
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• 제2권1호
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• pp.101-108
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• 1993

컬러센서를 위한 $TiO_{2}$/Se : Te 이종접합을 고주파 반응성 스퍼터링법과 진공증착법을 이용하여 제작하였다. 제조된 $TiO_{2}$ 막형성의 최적조건은 $1000{\AA}$의 $TiO_{2}$ 두께에서 고주파전력 120 W, 기판온도 $100^{\circ}C$, 산소농도 50% 및 분위기압 50 mTorr였다. 이 때 광투과율은 파장 550 nm에서 85%, 저항률은 $2{\times}10^9{\Omega}{\cdot}cm$, 굴절률은 2.3이었다. 제조된 $TiO_{2}$막은 직접천이형 에너지 밴드구조를 가지며 광학적 밴드갭은 3.58 eV였다. 제조된$TiO_{2}$막을 $400^{\circ}C$에서 30분간 열처리함으로써 광투과율이 파장 $300{\sim}580$ nm범위에서 $0{\sim}25%$까지 개선되었다. 또한 화학양론적 조성비를 조사하기 위하여 AES 분석을 한 결과 Ti 및 0의 조성비는 1 : 1.7로 나타났다. 한편 Se : Te 막형성의 최적조건은 $190^{\circ}C$에서 1분간 열처리했을 때였다. 이러한 조건으로 제조된 Se : Te막의 광학적 밴드갭은 1.7 eV였으며 육방정계구조의 (100) 방향 및 (110) 방향으로 Se : Te 막이 결정화됨을 알 수 있었다. 1000 lux의 조도에서 Se : Te막의 광전변환률은 0.75였다. 또한 Se에 Te를 첨가함으로써 장파장영역의 분광감도가 향상되었다. $TiO_{2}$/Se : Te 이종접합의 분광감도는 가시광 전영역에서 비교적 넓은 분광감도를 나타내었으며, 특히 청색영역에서 a-Si박막보다 우수한 분광감도를 나타내었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제15권1호
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• pp.1-9
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• 2005

AgGaS₂ 단결정 박막을 수평 전기로에서 합성한 AgGaS₂ 다결정을 증발원으로하여, hot wall epitaxy(HWE) 방법으로 증발원과 기판(반절연성-GaAs(100))의 온도를 각각 590℃, 440℃로 고정하여 성장하였다. 이때 단결정 박막의 결정성은 광발광 스펙트럼과 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)으로 부터 구하였다. AgGaS₂의 광흡수 스펙트럼으로부터 구한 온도에 의존하는 에너지 밴드갭 E/sub g/(T)는 Varshni 공식에 fitting한 결과 E/sub g/(T) = 2.7284 eV - (8.695×10/sup -4/ eV/K)T²/(T + 332 K)를 잘 만족하였다. 성장된 AgGaS₂ 단결정 박막을 Ag, Ga, S 분위기에서 각각 열처리하여 10K에서 photoluminescience(PL) spectrum을 측정하여 점 결함의 기원을 알아보았다. PL 측정으로 부터 얻어진 V/sub Ag/, V/sub s/, Ag/sub int/, 그리고 S/sub int/는 주개와 받개로 분류되어졌다. AgGaS₂ 단결정 박막을 Ag 분위기에서 열처리하면 n형으로 변환됨을 알 수 있었다. 또한, Ga 분위기에서 열처리하면 열처리 이전의 PL 스펙트럼을 보이고 있어서. AgGaS₂ 단결정 박막에서 Ga은 안정된 결합의 형태로 있기 때문에 자연 결함의 형성에는 관련이 없음을 알았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권3호
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• pp.325-329
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• 2011

본 연구를 통해 최근 개발된 근자외선영역대에서 발광하는 이리듐 착물인 $Ir(pmb)_{3}$ (Iridium(III) Tris(1-phenyl-3-methylbenzimidazolin-2-ylidene-C,$C,C^{2'}$ ))의 합성 과정상에서 기존의 합성법과 동일한 발광 특성을 가지면서 더 효율적인 합성 방법을 제안하였다. 합성 과정에서 초음파가 투입되면서 용매에 녹지 않는 반응물의 파쇄 및 혼합을 돕고, 촉매의 활성을 향상시켜 이온 및 라디컬을 형성시키는 방법으로 최대 42.5% 합성 수율을 얻어 내었으며 이는 기존 방법 대비 약 4배 이상 향상된 결과이다. 이러한 초음파 합성법으로 합성된 $Ir(pmb)_{3}$은 이성질체 별로 405 nm(면이성질체) 412 nm(자오선이성질체)의 발광 피크를 보였으며 이중 좀더 효율이 높은 자오선이성질체를 사용하여 전계 발광 소자를 제작하였다. 밴드갭이 큰 $Ir(pmb)_{3}$에 적합한 호스트 물질을 UGH2, CBP, mCP 세가지 선정하여 전계발광소자를 제작하였으며, 그 중 mCP를 호스트 물질로 사용한 소자의 경우가 호스트물질과 인광물질사이의 에너지전달이 가장 효율적으로 일어나 가장 높은 휘도와 효율을 보였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제25권8호
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• pp.664-669
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• 2012

Nano-structured one-dimensional $Na_2Ti_6O_{13}$ particles were synthesized by a molten salt process. Effects of processing parameters on the microstructure and band gap energy of the $Na_2Ti_6O_{13}$ powder were studied in this paper. For the synthesis of the $Na_2Ti_6O_{13}$ particles, two different raw materials of tubular shaped Na-titanate (Na-TiNT) and spherical shaped $TiO_2$ were utilized. Synthesizing with the raw material of Na-TiNT, around 70nm thick 1D-$Na_2Ti_6O_{13}$ with the bandgap energy of 3.5 eV was obtained at $810^{\circ}C$. Below $810^{\circ}C$ or without the presence of NaCl, 1D-$Na_2Ti_6O_{13}$ was in a relatively short in length and agglomerated state. With the processing temperature increased, the thickness of the 1D-$Na_2Ti_6O_{13}$ was also observed to be increased. On the other hand, when $TiO_2$ was employed as a raw material, the mixed amount of $Na_2CO_3$ played an important role in transforming the morphology and phase of the raw material, affecting the bandgap energy of the synthesized product. Specific surface area of the synthesized 1D-$Na_2Ti_6O_{13}$ was significantly affected by the raw and mixed materials as well as processing temperature. When Na-TiNT was processed at $810^{\circ}C$ with NaCl, the specific surface area of the 1D-$Na_2Ti_6O_{13}$ showed the best value of 30.63 $m^2/g$.