• 제목/요약/키워드: Carrier-phonon scattering

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Hot carrier induced carrier transport property on InAs nanowires

  • Kim, Taeok;Park, Sungjin;Kang, Hang-Kyu;Bae, Jungmin;Cho, M.H.
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.362.1-362.1
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    • 2016
  • InAs nanowires were synthesized by a vapor-liquid-solid method with InAs powder. The composition and crystalline structure of nanowires were confirmed by energy-dispersive spectroscopy (EDS) and high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), respectively. The thermal conduction of nanowires was investigated by the optical method using Raman spectroscopy: i.e., the local temperature on nanowire was determined by laser heating. As temperature increased, the Raman peaks are shifted to low frequency and broadened. The temperature dependent Raman scattering experiments was realized on InAs nanowires with different percentages of zinc-blende and wurtzite structure. The temperature dependence on the nanowire structure has been successfully obtained: the phonon scattering was more increased in InAs heretostructure nanowires, compared to the InAs nanowires with homostructure. The result strongly suggests that the thermal conduction can be effectively controlled by ordered interface without any decrease in electrical conduction.

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High Temperature Electrical Behavior of 2D Multilayered MoS2

  • 이연성;정철승;백종열;김선국
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.377-377
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    • 2014
  • We demonstrate the high temperature-dependent electrical behavior at 2D multilayer MoS2 transistor. Our previous reports explain that the extracted field-effect mobility of good device was inversely proportional to the increase of temperature. Because scattering mechanism is dominated by phonon scattering at a well-designed MoS2 transistor, having, low Schottky barrier. However, mobility at an immature our $MoS_2$ transistor (${\mu}m$ < $10cm^2V^{-1}s^{-1}$) is proportional to the increase temperature. The existence of a big Schottky barrier at $MoS_2-Ti$ junction can reduce carrier transport and lead to lower transistor conductance. At high temperature (380K), the field-effect mobility of multilayer $MoS_2$ transistor increases from 8.93 to $16.9cm^2V^{-1}sec^{-1}$, which is 2 times higher than the value at room temperature. These results demonstrate that carrier transport at an immature $MoS_2$ with a high Schottky barrier is mainly affected by thermionic emission over the energy barrier at high temperature.

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Si(100) 기판 위에 성장돈 3C-SiC 박막의 물리적 특성 (Physical Characteristics of 3C-SiC Thin-films Grown on Si(100) Wafer)

  • 정귀상;정연식
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제15권11호
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    • pp.953-957
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    • 2002
  • Single crystal 3C-SiC (cubic silicon carbide) thin-films were deposited on Si(100) wafer up to the thickness of 4.3 ${\mu}{\textrm}{m}$ by APCVD (atmospheric pressure chemical vapor deposition) method using HMDS (hexamethyildisilane; {CH$_{3}$$_{6}$ Si$_{2}$) at 135$0^{\circ}C$. The HMDS flow rate was 0.5 sccm and the carrier gas flow rate was 2.5 slm. The HMDS flow rate was important to get a mirror-like crystal surface. The growth rate of the 3C-SiC film was 4.3 ${\mu}{\textrm}{m}$/hr. The 3C-SiC epitaxial film grown on Si(100) wafer was characterized by XRD (X-ray diffraction), AFM (atomic force microscopy), RHEED (reflection high energy electron diffraction), XPS (X-ray photoelecron spectroscopy), and Raman scattering, respectively. Two distinct phonon modes of TO (transverse optical) near 796 $cm^{-1}$ / and LO (longitudinal optical) near 974$\pm$1 $cm^{-1}$ / of 3C-SiC were observed by Raman scattering measurement. The heteroepitaxially grown film was identified as the single crystal 3C-SiC phase by XRD spectra (2$\theta$=41.5。).).

Halo 구조의 MOSFET에서 이동도 감소 현상 (The Behavior of the Mobility Degradation in Pocket Implanted MOSFETS)

  • 이병헌;이기영
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제42권4호
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    • pp.1-8
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    • 2005
  • 소오스와 드레인 근처에 포켓이온이 주입된 halo구조의 MOSFET에서 전송자의 이동도 감소는 포켓이온주입의 조건에 따라 이온화된 불순물의 증가에 따른 쿨롱(Coulomb) 산란율의 증가에 의한 이동도의 감소량보다 큰 이동도의 감소가 관측될 수 있다. 게이트 바이어스에 대한 이동도의 특성변화도 기존의 일차적인 쿨롱산란의 증가효과에 의한 해석과 비교하여 상이한 결과가 나타날 수 있음이 실험적으로 확인되고 있다. 본 연구에서는 포켓이온 주입에 의하여 쿨롱산란원이 되는 유효불순물 농도의 증가에 따른 일차적인 이동도의 감소효과를 벗어난 이동도 특성을 분석하여 이동도의 감소현상을 일반적으로 설명할 수 있는 개선된 해석적 모델을 제시하였다. 해석적인 결과를 도출하기 위하여 일차원 영역구분의 근사방법을 적용한 결과, 포켓이온 주입에 의하여 포논산란율 및 표면산란율(surface roughness scattering rate)의 증가도 이동도감소에 기여함이 보여 졌다. 채널의 전송자분포가 드레인 전류에 영향을 미치게 되므로 포켓이온에 의해 유발된 전송자분포의 효과를 분석하여 유효이동도가 추가적으로 감소함을 확인하였다.

High thermoelectric performance and low thermal conductivity in K-doped SnSe polycrystalline compounds

  • Lin, Chan-Chieh;Ginting, Dianta;Kim, Gareoung;Ahn, Kyunghan;Rhyee, Jong-Soo
    • Current Applied Physics
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    • 제18권12호
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    • pp.1534-1539
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    • 2018
  • SnSe single crystal showed a high thermoelectric zT of 2.6 at 923 K mainly due to an extremely low thermal conductivity $0.23W\;m^{-1}\;K^{-1}$. It has anisotropic crystal structure resulting in deterioration of thermoelectric performance in polycrystalline SnSe, providing a low zT of 0.6 and 0.8 for Ag and Na-doped SnSe, respectively. Here, we presented the thermoelectric properties on the K-doped $K_xSn_{1-x}Se$ (x = 0, 0.1, 0.3, 0.5, 1.5, and 2.0%) polycrystals, synthesized by a high-temperature melting and hot-press sintering with annealing process. The K-doping in SnSe efficiently enhances the hole carrier concentration without significant degradation of carrier mobility. We find that there exist widespread Se-rich precipitates, inducing strong phonon scattering and thus resulting in a very low thermal conductivity. Due to low thermal conductivity and moderate power factor, the $K_{0.001}Sn_{0.999}Se$ sample shows an exceptionally high zT of 1.11 at 823 K which is significantly enhanced value in polycrystalline compounds.

반응성 액상 소결법으로 제조한 다공성 Mg3Sb2계 화합물의 열전물성 (Thermoelectric Properties of Porous Mg3Sb2 Based Compounds Fabricated by Reactive Liquid Phase Sintering)

  • 장경욱;김인기;김일호
    • 한국재료학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.68-74
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    • 2015
  • The porous $Mg_3Sb_2$ based compounds with 60~70% of relative density were prepared by powder compaction at room temperature and reactive liquid phase sintering at 1023 K for 4hrs. The stoichiometric $Mg_3Sb_2$ compounds were synthesized from elemental Sb and Mg powder in the mixing range of 61~63 at% Mg. The increased scattering effect due to the micro-pores reduced the mobility of the charge carrier and the phonon, which caused the electrical conductivity and the thermal conductivity to decrease, respectively. But the scattering effect was greater for the electrical conductivity than for the thermal conductivity. Excess Mg alloyed in the $Mg_3Sb_2$ compounds decreased the electrical conductivity, but had no effect on the thermal conductivity. On the other hand, the large increase of the Seebeck coefficient was the result of a decrease in the charge carrier density due to the excess Mg. Dimensionless figure of merit of the porous $Mg_3Sb_2$ compound reached a maximum value of 0.28 at 61 at% Mg. The obtained value was similar to that of $Mg_3Sb_2$ compounds having little pores.

풀밴드 몬데카를로 방법을 이용한 GaAs 임팩트이온화의 온도 의존성에 관한 연구 (A Study on the Temperature dependent Impact ionization for GaAs using the Full Band Monte Carlo Method)

  • 고석웅;유창관;정학기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제4권3호
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    • pp.697-703
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    • 2000
  • 임팩트이온화현상은 소자의 크기가 점점 작아지면서, 높은 에너지에 있는 hot carrier 전송 을 해석하기 위해 매우 중요하므로 소자의 시뮬레이션에 정확한 임팩트이온화모델이 필수적이다. 털 연구에서는 의사포텐셜방법을 사용하여 풀밴드모델을 구하고, 임팩트이온화율은 수정된 Keldysh 공식을 이용하여 유도하였다. 본 연구에서는 Gahs 임팩트이은화의 온도의존특성을 조사하기 위하여 Monte Carlo 시뮬레이터를 제작하여 임팩트이온화계수를 구하였다. 결과적으로, 임팩트이온화계수는 300K에서 실험값과 잘 일치하였다. 또한 에너지는 전계가 증가할수록 증가하고, 높은 온도에서는 포논 산란의 emission mode가 높기 때문에 에너지가 감소함을 알 수 있었다. 임팩트이온화의 대수 fitting 함수 식은 온도와 전계에 대해 2차식으로 표현하였다. 대수 fitting 함수의 오차는 대부분 5%이내에 머물렀다. 그러므로 대수식으로 표현된 임팩트 이온화계수는 온도에 의존함을 알았고, 임팩트이온화계수를 구하는데 시간을 절약할 수 있다.

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GaAs임팩트이온화의 온도와 전계의존특성에 대한 연구 (A Study on the Temperature- and Field-Dependent Impact ionization for GaAs)

  • 고석웅;유창관;김재홍;정학기;이종인
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2000년도 춘계종합학술대회
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    • pp.460-464
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    • 2000
  • 임팩트이온화현상은 소자의 크기가 점점 작아지면서, 높은 에너지에 있는 hot carrier 전송을 해석하기 위해 매우 중요하므로 소자의 시뮬레이션에 정확한 임팩트이온화모델이 필수적이다. 본 연구에서는 의사포텐셜방법을 사용하여 full 밴드모델을 구하고, 임팩트이온화율은 수정된 Keldysh 공식을 이용하여 유도하였다. 본 연구에서는 GaAs 임팩트이온화의 온도와 전계에 대한 의존특성을 조사하기 위하여 Monte Carlo 시뮬레이터를 제작하여 임팩트이온화계수를 구하였다. 결과적으로, 임팩트이온화계수는 300K에서 실험 값과 잘 일치하였다. 또한 에너지는 전계가 증가할수륵 증가하고, 높은 온도에서는 포논산란의 emission mode가 높기 때문에 에너지가 감소함을 알 수 있었다. 임팩트 이온화의 대수 fitting 함수 식은 온도와 전계에 대해 2차 식으로 표현하였다. 대수 fitting 함수의 오차는 대부분 5%이내에 머물렀다. 그러므로 대수 식으로 표현된 임팩트이온화계수는 온도와 전계에 의존함을 알았고, 온도와 전계에 의존하는 임팩트이온화계수를 구하는데 시간을 절약할 수 있다

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Monte Carlo 시뮬레이션을 이용한 Si 임팩트이온화계수의 온도 및 전계 특성 (The Temperature- and Field-dependent Impact ionization Coefficient for Silicon using Monte Carlo Simulation)

  • 유창관;고석웅;김재홍;정학기;이종인
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2000년도 춘계종합학술대회
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    • pp.451-454
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    • 2000
  • 임팩트이온화는 고전계하에서 고에너지를 지닌 캐리어간 산란으로써 전자전송해석에 필수적인 요소이다. 임팩트이온화율 계산은 풀밴드 E-k관계와 페르미의 황금법칙을 이용하였다. 본 연구에서는 풀밴드 Monte Carlo 시뮬레이션을 이용하여 온도 및 전계에 대한 Si 임팩트이온화계수를 조사하였다. 임팩트이온화 모델에 의해서 계산된 look의 임팩트이온화계수는 실험값과 잘 맞았다. 온도상승에 따른 임팩트이온화계수와 전자의 에너지는 포논산란의 emission 모드의 증가 때문에 감소함을 알 수 있었다. 임팩트이온화계수의 대수는 온도와 전계에 대한 선형함수로 fitting 되었다. 이 선형함수의 오차는 5%이내이다. 결과적으로 임팩트이온화계수의 대수는 선형적으로 온도와 전계에 의존함을 알 수 있었다.

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