• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.21 no.5 s.101
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• pp.119-128
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• 2006

밴드구조 엔지니어링과 분자선 에피택셜 성장법에 의해 실현된 양자종속레이저는 유럽, 미국을 중심으로 활발한 연구가 진행되고 있으며, 눈부신 발전을 거듭해왔다. 최근, 중적외선 영역에서의 실온 연속 레이저 발진과 테라헤르츠 영역에서 파장이 약 $100\mum$를 넘는 레이저 발진이 실현되어 큰 주목을 끌고 있다. 본 고에서는 발광층 디자인을 중심으로 양자종속레이저의 원리 및 성능에 대하여 소개한 후, 이 분야에 있어서 지금까지 이루어진 기술적인 약진에 대하여 기술한다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.29.2-29.2
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• 2010

최근 박막형 LED 및 박막형 태양전지등의 기존 마이크로 소자들의 효율향상을 위한 개선으로 나노구조를 이용한 나노소자 제작이 관심을 받고 있다. 이는 가능성으로만 여겨져왔던 나노기술이 기존 박막형 소자에서 포화된 효율상향 접근방식의 한계에 따른 것으로 생각되며, 나아가 나노기술로 제작된 나노소자가 우리 생활을 채우게 될 날이 얼마남지 않은 것을 의미한다. 특히, 디스플레이 소자에서의 나노기술은 더욱 더 중요시 되고 있다. 그로 인해 투명성과 우수한 광전기적 특성을 지닌 산화물 반도체와 그 나노구조 대한 관심이 날로 높아지고 있으며, 그 가운데 산화아연계(ZnO, MgZnO등) 나노구조를 이용한 나노소자 제작이 많이 연구되고 있다. 산화아연은 c축으로 우선 배향성을 가지는 우르짜이트 구조로써, 나노선 성장이 다른 산화물에 비해 용이하고 그 물리적, 화학적 특성이 안정 우수하다. 이러한 산화아연 나노선 제작법 가운데, 유기금속화학기상증착법은 다른 성장법에 비해 결정학적 광학적 특성이 우수하고 성장속도가 빨라 고품질 나노선 성장에 용이한 장비로 각광받고 있다. 하지만 bottom-up 공정을 기반으로 한 나노소자제작에서 몇 가지 문제점을 가지고 있다. 1) 수직형 대면적 성장, 2) 나노선 밀도 조절의 어려움, 3) 기판과의 계면층에 자발적으로 생성되는 계면층의 제거, 4) 고온성장시 precursor의 증발 문제 등이 그것이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 산화아연 나노구조 성장 시, 마그네슘(Mg)을 도입하여, 각 원소의 조성 차이에 따라 기판 표면에 30nm 두께 미만의 상분리층(단결정+비정질층)을 자발적으로 형성시켰다. 성장이 진행됨에 따라, 아연이 rich한 단결정 층에서는 나노선이 선택적으로 성장하게 하였고, 마그네슘이 rich한 비정질 층에서는 성장이 이루어지지 않게 하였다. 따라서 산화아연이 증발되는 온도영역에서 10nm 이하 직경을 가지는 나노선을 자발적으로 계면층 없이 수직 성장하였다. 또한, 표면의 단결정, 비정질의 사이즈를 Mg 유량으로 적절히 조절한 결과, 산화아연계 나노월 구조성장이 가능하였다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.11 no.4
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• pp.180-183
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• 2001

$YVO_{4}$ and Nd:$YVO_{4}$ single crystals have been grown developed Edge-defined film-fed growth (EFG) method and the crystals were measured on optical properties. $YVO_{4}$ and Nd:$YVO_{4}$ single crystal were transparent, high quality due to homogeneity of surface temperature of the melt and stability of meniscus during crystal growth. In transmittance and absorption spectra, Nd:$YVO_{4}$ single crystals had absorption peaks at wavelengths of 532, 593, 753, 808, 888 though $YVO_{4}$ single crystal had a broad transmittance at wavelength ranging from 340 to 1000nm. Also, Nd:$YVO_{4}$ single crystals had emissions of energy at range of 800~900 nm in photoluminescence (PL) spectrum.

• Korean Journal of Crystallography
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• v.7 no.1
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• pp.30-35
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• 1996

Calcite(CaCO3) single crystals were grown hydrothermally and transmittance of as grown crystals was measured. Instead of platinium, teflon was lined onto the wall of autoclave to prevent the corrosion of autoclave wall by acidic NH4Cl solution. Spontaneous nucleation and growth of calcite crystal on teflon was reduced considerably by addition of NaCl and /or CH3COOH and applying low temperature gradient. When the temperature gradient exceeded to a few degrees from the critical temperature gradient(6-7℃), spontaneous nucleation and growth was rapidly increased in any hydrothermal solutions. Precise temperature control is thought to be the most important factor for the growth of calcite single crystal by hydrothermal technique. As grown calcite single crytal showed high transmittance compared to natural one by UV-visible analysis.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.18 no.4
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• pp.165-168
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• 2008

Ta-doped thin films were deposited on quartz and indium-tin oxide glass substrates using a co-sputtering method. The Ta-doped films formed a solid solution that induced structural changes from rutile to anatase phase. The anodic photocurrents of the Ta-doped $TiO_2$ electrodes were observed not only in UV but also in the visible light range. The photocurrent response in visible light on Ta-doped $TiO_2$ films are due to bandgap reduction.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.24 no.5
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• pp.190-195
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• 2014

Because of the temperature gradient occurring during the growth of the ingot with directional solidification method, defects are generated and the residual stress is produced in the ingot. Changing the growth and cooling rate during the crystal growth process will be helpful for us to understand the defects and residual stress generation. The defects and residual stress can affect the properties of wafer. Generally, it was found that the size of grains and twin boundaries are smaller at the top area than at the bottom of the ingot regardless of growth and cooling condition. In addition to that, in the top area of silicon ingot, higher density of dislocation is observed to be present than in the bottom area of the silicon ingot. This observation implies that higher stress is imposed to the top area due to the faster cooling of silicon ingot after solidification process. In the ingot with slower growth rate, dislocation density was reduced and the TTV (Total Thickness Variation), saw mark, warp, and bow of wafer became lower. Therefore, optimum growth condition will help us to obtain high quality silicon ingot with low defect density and low residual stress.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.15 no.6
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• pp.225-228
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• 2005

We have grown the long persistent $SrAl_2O_4:Eu^{2+},\;Dy^{3+}$ phosphor single crystal by Verneuil method. The obtained single crystals were long persistent phosphorescence peaking at ${\lambda}=520nm$ with a size of about 5 mm diameter, 55 mm length. The melting temperature of $SrAl_2O_4:Eu^{2+},\;Dy^{3+}$ measured $T_{mp}=1968^{\circ}C$. The optimum composition was $SrCO_3:Al(OH)_3:Eu_2O_3:Dy_2O_3$ = 1 : 2 : 0.015 : 0.02. Flow rate of $H_2:O_2$ is about 4 : 1. Growthing rate is about 5 mm/hr. The spectra of the phosphorescence from the crystals are quite similar to those obtained with sintered powders used for luminous pigments. The crystalline structure of long persistent $SrAl_2O_4:Eu^{2+},\;Dy^{3+}$ phosphor single crystal was determined by X-ray diffraction.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.17 no.3
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• pp.108-112
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• 2007

Cubic Zirconia single crystals having changeable color with light source were grown by skull melting method. Strong absorption of yellow color region light by Co and Nd and the absorption in violet color region by Fe led the color change from blue-green to red-purple with the light source from fluorescent to incandescent lamp. Color of crystals varied not only by the dopants but yttria contents and the conditions far heat treatment.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.340-341
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• 2013

양자점(Quantum dots; QDs)은 단전자 트랜지스터, 레이저, 발광다이오드, 적외선 검출기와 같은 고효율 광전소자 응용을 위해 활발한 연구가 진행되고 있다. II-VI 족 화합물 반도체는 III-V 족 화합물 반도체와 비교했을 때 더 큰 엑시톤 결합에너지(exciton binding energy)를 가지는 우수한 특성을 보이고 있으며 이러한 성질을 가지는 II-VI 족 화합물 반도체 중에서도 넓은 에너지 갭을 가지는 CdTe 양자점은 녹색 영역대의 광전자 소자로서 활용되고 있다. 기존의 CdTe/ZnTe 양자점을 성장하기 위해 ZnTe와 격자부정합이 적은 GaAs 기판을 이용한 연구가 주를 이룬 반면 Si기판을 이용한 연구는 미흡하다. 하지만 Si 기판은 GaAs 기판에 비해 값이 싸고, 여러 분야에 응용이 가능하며 대량생산이 가능하다는 이점을 가지고 있어 초고속, 초고효율 반도체 광전소자의 제작을 가능케 할 것으로 기대된다. 또한 양자점의 고효율 광전소자에 응용을 위해서는 Si 기판 위에 양자점의 크기를 효율적으로 조절하는 연구 뿐 아니라 양자점의 크기에 따른 운반자 동역학에 대한 연구도 중요하다. 본 연구에선 분자선 에피 성장법(Molecular Beam Epitaxy; MBE)과 원자층 교대 성장법(Atomic Layer Epitaxy; ALE)을 이용하여 Si 기판 위에 성장한 CdTe/ZnTe 양자점의 크기에 따른 광학적 특성을 연구하였다. 저온 광 루미네센스(PhotoLuminescence; PL) 측정 결과 양자점의 크기가 증가함에 따라 더 낮은 에너지영역으로 피크가 이동하는 것을 확인하였다. 그리고 온도 의존 광루미네센스 측정 결과 양자점의 크기가 증가함에 따라 열적 활성화 에너지가 증가하는 것을 관찰하였는데, 이는 양자점의 운반자 구속효과가 증가하였기 때문이다. 또한 시분해 광루미네센스 측정 결과 CdTe/ZnTe 양자점의 크기가 증가함에 따라 소멸 시간이 긴 값을 갖는 것을 관찰하였는데, 이는 양자점의 크기가 증가함에 따라 엑시톤 진동 세기가 감소하였기 때문이다. 이와 같은 결과 Si 기판 위에 성장한 CdTe/ZnTe 양자점의 크기에 따른 열적 활성화 에너지와 운반자 동역학에 대해 이해 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.350-350
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• 2011

ZnO는 II-VI족 화합물 반도체로서 3.37 ev의 band gap energy와 60 mv의 exciton binding energy를 가지며 차세대 소자로 다양한 분야에서 연구되어지고 있다. ZnO 박막과는 다르게 ZnO nano structure는 효율성과 특성 향상의 이점으로 태양전지와 투명전극 소자에 많은 연구가 되고 있으며 UV 레이저, 가스센서, LED, 압전소자, Field Emitting Transistor (FET) 등 다양한 응용분야에서 연구되고 있다. 본 연구에서는 유리 기판 위에 RF Magnetron sputtering법을 이용해 ZnO buffer layer를 다양한 두께(~1,000${\AA}$)로 증착한 뒤, Zn powder (99.99%)를 지름 2inch 석영관 안에 넣어 Thermal furnace장비를 이용하여 Thermal Evaporation법으로 약 500$^{\circ}C$에서 30분 동안 촉매 없이 성장 하였다. 수직성장된 ZnO 나노 구조체의 특성을 전계방출주사전자현미경(SEM), X-선 회절패턴(XRD), UV-spectra를 이용하여 분석하였다. SEM 분석을 통하여 ZnO buffer layer위에 성장된 ZnO 나노 구조체는 직경이 약 ~50 nm, 길이가 ~2 um까지 성장을 보였으며, XRD 측정결과, ZnO 우선 성장 방향(002)을 확인하였다. 두 가지 측정을 통하여 ZnO buffer layer의 유무에 따라 성장 특성이 향상되었음을 확인하였으며, 이는 buffer layer가 seed 역할을 한 것으로 사료된다. UV-spectra 측정을 통하여 가시광 영역(400~780 nm)에서 60%대의 투과도를 보여 가시광 영역에서 투명성을 요구하는 전자 소자 및 광소자 등에 적용 가능성을 확인하였다. 이 연구를 통하여 우수한 투과도를 가지며 유리 기판위에 수직성장된 ZnO 나노구조체는 태양전지와 플렉서블 디스플레이 등 다양한 활용 분야를 제시할 수 있다.