• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.42-42
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• 2011

본 연구에서는 광학소자에 폭넓게 이용되는 AlGaP III-V족 화합물 반도체 중에서 한쪽 끝 이 종화합물인 AlP의 유전함수를 0.75~5.05 eV의 에너지 영역에서 타원편광분석법을 이용하여 분석하였다. AlP는 산소와 급격히 반응하기 때문에, 대기 중에서 물질 고유의 광특성이 유지되기 어려울 뿐만 아니라, 박막 위에 생성되는 산화막 때문에 순수한 AlP의 유전함수 측정이 불가능 하다. 본 연구에서는 물질의 유전함수에 미치는 산화 효과를 최소화하기 위하여 Molecular Beam Epitaxy로 성장한 $1.0{\mu}m$ 두께의 AlP 박막을 초고진공 상태의 chamber 안에서 타원편광분석기를 이용하여 실시간으로 측정하였다. 박막의 투명도에 의해 나타나는 간섭 pattern과 표면거칠기 효과로 인한 유전함수의 왜곡을 보정하기 위하여 변수화 모델이 이용되었으며 다층 변수화모델 계산을 통하여 순수한 AlP의 유전함수를 얻어낼 수 있었다. 본 연구에서 측정된 순수한 AlP의 유전함수는 타원편광분석기를 이용한 최초의 실험결과로서 이차미분을 이용한 전이점 (Critical Point) 분석결과 이론적인 electronic band structure에서 $E_1$, $E_1+_{{\Delta}_1}$, $E_2$에 해당하는 전이점들을 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.333-333
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• 2012

III-V 족 화합물 반도체 물질인 $InAs_xP_{1-x}$는 다양한 광전자 소자와 빠른 속도의 전자 소자로써의 사용 가능성으로 각광받고 있다. 이러한 $InAs_xP_{1-x}$를 소자 제작에 이용하기 위해서는 임의의 As 함량에 따른 InAsP 물질의 정확한 광학적 특성 분석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 1.5~6.0 eV 에너지 구간에서 $InAs_xP_{1-x}$ ($0{\leq}{\times}{\leq}1$) 화합물의 임의의 As 함량에 따른 유전함수를 보고하고자 한다. MBE (molecular beam epitaxy)를 이용하여 InP 기판 위에 성장시킨 $InAs_xP_{1-x}$ (x = 0.000, 0.13, 0.40, 0.60, 0.80, 1.000) 박막을 타원편광분석법을 이용하여 측정하였고, 이 때 화학적 에칭을 통해 산화막 층을 제거하여 순수한 유전함수 ${\varepsilon}$을 얻을 수 있었다. 측정된 유전함수 분석은 parametric 모델을 이용하였으며, parametric 모델은 Gaussian-broadened polynomial들의 합으로서 반도체 물질의 유전함수를 정확히 기술하는 분석법이다. Parametric 모델을 통해 얻어진 각각의 변수들을 As 조성비 x에 대한 다항식으로 피팅하였고, 그 결과 임의의 조성비에 대한 $InAs_xP_{1-x}$ ($0{\leq}{times}{\leq}1$)의 유전함수를 얻어낼 수 있었다. 본 연구 결과는 물질의 실시간 성장 모니터링이나 다층구조 분석, 광소자의 제작 등에 유용한 정보로 이용될 수 있을 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.136-136
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• 2011

AlSb는 광전자 소자응용에 매우 유용한 재료이며 이를 이용한 반도체소자 설계 및 밴드갭 엔지니어링을 위해서는 화합물 반도체의 전자밴드구조를 포함한 광학적 특성이 반드시 요구된다. 본 연구는 이러한 요구의 해결방안으로서 AlSb 화합물의 유전함수 온도의존성을 0.7~5.0 eV의 에너지 영역에서 타원편광분석법을 이용하여 분석하였다. AlSb는 산소와 급격히 반응하기 때문에, 대기 중에서 물질 고유의 광특성이 유지되기 어려울 뿐만 아니라, 박막 위에 생성되는 산화막 때문에 순수한 AlSb의 유전함수 측정이 불가능하다. 따라서 박막의 산화 효과를 최소화하기 위하여 초고진공 상태의 molecular beam epitaxy 챔버 안에서 800 K의 온도로 성장한 1.5 ${\mu}m$ 두께의 AlSb 박막을 상온 300 K 까지 온도를 단계적으로 변화시켜가며 타원편광분석기를 이용하여 실시간으로 측정하였다. 각 온도에서 측정된 AlSb의 유전함수를 2차 미분하여 전이점(critical point)을 분석한 결과 $E_0$, $E_0+{\Delta}_0$, $E_1$, $E_1+{\Delta}_1$, $E_0'$, $E_0'+{\Delta}_0'$, $E_2$, $E_2+{\Delta}_2$에 해당하는 각 전이점들의 온도 의존성을 확인할 수 있었다. 실험에서 측정된 특정 온도를 포함하여 임의의 온도에서의 AlSb의 유전함수를 유도하기 위하여 변수화모델을 사용하였고 이를 통하여 각 변수들의 온도 의존 궤적을 분석하였다. 2차 미분법을 이용한 전이점들의 온도의존성 분석결과를 기준으로 변수화 모델링을 진행하였으며 그 결과 각 온도에서 실제 유전함수와 근소한 차이를 갖는 AlSb의 유전함수 모델을 만들 수 있었다. 따라서 본 연구결과는 반도체 물성에 대한 학술적 측면뿐 아니라 고온에서의 소자공정 실시간 모니터링 및 반도체 소자 설계 등의 산업적 측면에서 매우 유용하게 사용될 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.335-335
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• 2012

III-V 족 반도체 물질 중, GaN는 넓은 밴드갭을 가지고 있어 발광 다이오드나 레이저 다이오드, 트랜지스터, 스핀트로닉스 등의 응용에 유용한 물질이다 [1]. 실시간 성장 제어 및 최적화된 특정 소자 응용을 위해서는 GaN의 다양한 온도에 대한 유전율 함수 정보가 필수적이다. 편광분석법을 이용한 상온에서의 hexagonal GaN 유전율 함수는 이미 여러 연구에서 보고되었고, 80~650 K 사이의 온도 범위에 대한 언구도 수행되었다 [2,3]. 그러나, 온도변화에 대한 GaN 유전율 함수와 $E_0$ 전이점에 대한 해석은 부정확하다. 따라서 본 연구에서는 사파이어 기판 위에 분자살박막증착장치를 이용하여 c-축 방향 (0001)으로 성장 시킨 hexagonal GaN를 0.74~6.42 eV 에너지 구간에서 보다 확장된 온도 영역(26~693 K)의 유전율 함수를 편광분석법을 이용하여 측정하였다. 측정된 GaN의 유전율 함수를 회기분석법을 통한 2차 미분 표준해석법을 이용해 분석 하였고, 그 결과 $E_0$와 excitonic $E_0$ 전이점을 명확히 얻을 수 있었다. 온도가 감소함에 따라 격자상수 및 전자-포논 상호작용이 감소하여 전자 전이점이 청색천이 하고, 그 구조가 명확해 지는 결과를 얻었다. 본 연구의 결과는 GaN 유전율 함수의 온도 의존성에 대한 데이터베이스를 제공함은 물론, 실시간 모니터링과 GaN를 기반으로 하는 광소자 제작 등에 유용할 것이다.

• 한국진공학회지
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• 제10권2호
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• pp.252-256
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• 2001

분광타원법을 이용하여 상온에서 ZnSe의 유전율 함수를 측정하였다. 순수한 ZnSe의 유전율 함수를 얻기 위해서 적절한 화학적인 식각법을 행함으로써 시료표면의 산화막을 제거하였고, 그 결과 이전에 보고된 것보다 더 좋은 결과를 얻을 수 있었으며, 또한 이전의 산화막 제거 방법에 문제가 있었음을 알 수 있었다. 산화막을 제거하기 전의 유사 유전율 함수와 그것을 수행한 후의 유전율 함수에 대해 브루그먼 유효매질 어림이론을 사용하여 비정질 Se, $GaAsO_3$, void 등의 물질을 조합함으로써 ZnSe 자연 산화막의 유전율 함수를 결정하였다.

• 한국진공학회지
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• 제12권1호
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• pp.20-24
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• 2003

Parametric semiconductor model을 이용하여 $In_{\chi}Ga_{1-\ch}As \;(0\leq\chi\leq1)$ 화합물 반도체 박막의 유전함수를 얻었다. Parametric model은 Gaussian-broadened polynomial들의 합으로 임계점에 대한 모델 유전 함수를 묘사하여 InGaAs 화합물의 광학 상수들을 재현할 수 있는 parameterized 함수를 제공하였다. 이러한 parametric 모델을 통하여 임의의 성분비 $\chi$에 대한 파라미터 값들을 얻었고, 이렇게 얻어진 파라미터들로부터 $In_{\chi}Ga_{1-\ch}As \;(0\leq\chi\leq1)$ 화합물 박막의 임의의 성분비에 대한 유전 함수를 얻을 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.499-506
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• 2005

지반오염조사에 대한 유전상수 측정기법의 적용성을 평가하기 위하여 중금속 오염도에 따른 흙의 유전특성 변화를 분석하였다. 유전상수의 실수부와 허수부 모두 체적함수비에 따른 증가경향을 나타내었으며, 특히 MHz 범위에서 유전상수 실수부는 쌍극자모멘트에 비례하기 때문에 흙의 유전상수는 체적함수비에 따른 선형적인 증가경향을 나타내었다. 중금속 용액은 50kHz 이하의 저주파영역에서 전극 분극효과에 의해 농도 증가에 따라 유전상수 실수부가 증가하는 경향을 나타내었으나, 고주파 영역에서는 이온의 수화작용에 의한 물분자의 배향분극 발현 감소로 인하여 유전상수 실수부가 감소하였다. 유전상수 허수부의 경우에는 모든 주파수 영역에서 중금속 농도 증가에 따른 전도손실에 의하여 증가하는 경향을 나타내었다. 흙과 중금속 혼합시료의 경우 함수비가 큰 시료에서는 중금속 용액 자체의 유전특성이 그대로 발현되었으나, 함수비가 작은 시료에서는 공간전하분극의 영향이 우세하여 유전상수 실수부가 10-20%정도 증가하는 경향을 나타내었다. 유전상수 허수부의 경우에는 중금속 농도 증가에 따른 뚜렷한 증가경향을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과에 의하면 중금속의 오염감지에 대해서는 유전상수 실수부보다는 허수부의 적용성이 높은 것으로 나타났으며, 현장에서의 정확한 오염도 평가를 위해서는 함수비에 대한 평가가 선행되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2005년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.249-252
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• 2005

저주파수에서 유전상수 측정시 100kHz 이하의 주파수 영역에서는 전극분극효과가 발생하므로 100kHz이상의 주파수에서 유전상수가 평가되어야 한다. 유전상수는 쌍극자모멘트의 수에 비례하기 때문에 흙의 유전상수는 체적함수비에 따른 선형적인 증가경향을 나타내었다. 용액에 이온성분이 존재하는 경우에는 수화작용에 의한 물분자의 배향분극 발현의 감소로 인하여 유전상수가 감소한다. 흙과 중금속 혼합시료의 경우 함수비가 큰 시료에서는 용액의 유전특성이 발현되지만, 함수비가 작은 경우에는 공간전하분극의 영향으로 유전상수가 10-20%정도 증가하는 경향을 나타내었다. 현장에서의 정확한 오염도 평가를 위해서는 토양의 함수비에 대한 평가가 반드시 수행되어야 한다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.80-87
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• 2010

함수합성법은 주어진 입출력 데이터 쌍으로부터 입출력관계를 충족하는 함수를 예측하는 것으로, 특성을 알 수 없는 시스템을 제어할 때에 필수적이다. 일반적으로 시스템은 비선형인 성질을 갖는 경우가 많고, 함수 합성에 취급하는 변수, 정수, 제약 등으로 조합된 문제가 발생하기가 쉽다. 그 함수를 합성하는 방법 중 한 가지로 유전적 프로그래밍이 제안되고 있다. 이것은 함수를 트리구조로 표시한 함수 트리에 유전적 조작을 적용하여, 입출력 관계를 충족하는 함수 트리를 탐색하는 방법이다. 본 논문에서는 기존의 유전적 프로그래밍에 의한 함수 합성법의 문제점을 지적하고, 새로운 4종류의 개선법을 제안한다. 즉, 함수 트리를 탐색할 때에 함수가 복잡하게 되는 것을 방지하기 위하여 함수 트리의 성장 억제, 조기 수렴을 목표로 하는 국소 탐색법의 채택, 함수 트리 내의 필요 없이 길어지는 요소의 효과적인 삭제, 대상으로 하는 문제의 특성을 이용하는 방법이다. 이러한 개선법을 이용할 경우, 기존의 유전적 프로그래밍에 의한 함수 합성법보다도 짧은 시간에 우수한 구조의 함수 트리가 구해지는 것을 2-spirals 문제에 대하여 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.225-225
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• 2010

적외선 영역에서의 밴드갭 에너지를 가지고 있는 III-V 족 화합물 반도체 물질인 $InAs_xSb_{1-x}$는 좋은 성장 안정성과 높은 전자, 홀 이동도를 가지며, 제작 비용이 적게 드는 등 적외선 광소자 제작에 많은 이점을 가지고 있기 때문에 그에 관한 연구가 최근 활발히 진행 되고 있다. 하지만 이러한 $InAs_xSb_{1-x}$를 소자 제작에 이용하기 위해서는 임의의 As 함량에 따른 InAsSb의 물질의 광학적 특성 정보가 필요하다. 본 연구에서는 1.5~6.0 eV 에너지 구간에서 $InAs_xSb_{1-x}$ ($0{\leq}x{\leq}1$) 화합물의 임의의 As 함량에 따른 유전함수를 분석하고 그 분석 변수들을 보고하고자 한다. 기성박막층착장치 (molecular beam epitaxy)를 이용하여 GaAs 기판 위에 성장 시킨 $InAs_xSb_{1-x}$ (x = 0.000, 0.127, 0.337, 0.491, 0.726, 1.000) 박막의 순수한 유전함수 $\varepsilon$을 화학적 에칭을 통해 산화막 층을 제거하여 타원편광분석법을 이용하여 얻었다. 측정된 유전율 함수는 Gaussian-broadened polynomial 들의 합으로서 반도체 물질의 유전함수를 정확히 기술하는 변수화 모델을 이용하여 재현하였다. 변수화 모델을 통해 얻어진 각각의 변수들을 As 조성비 x 에 대한 다항식으로 피팅하여 임의의 As 조성비에 대한 변수 값을 얻었다. 그 결과 임의의 조성비에 따른 $InAs_xSb_{1-x}$ ($0{\leq}x{\leq}1$) 의 유전율 함수를 얻어낼 수 있었다. 우리는 이러한 결과가 물질의 실시간 성장 모니터링이나 다층구조 분석, 광소자의 제작 등에 유용한 정보를 제공할 것으로 확신한다.