• Nuclear Engineering and Technology
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• v.54 no.12
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• pp.4620-4624
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• 2022

Several cadmium zinc telluride (CZT) crystals were fabricated into radiation detectors using methods that included slicing, dicing, lapping, polishing, and chemical etching. A wet passivation with sodium hypochlorite (NaOCl) was then carried out on the Br-etched detectors. The Te-rich layer on the CZT surface was successfully compensated to the Te oxide layer, which was analyzed with X-ray photoelectron spectroscopy data of both a Br-etched crystal and a passivated CZT crystals. We confirmed that passivation with NaOCl improved the transport property by analyzing the mobility-lifetime product and surface recombination velocity. The electrical and spectroscopic properties of large volume detectors were compared before and after passivation, and then the detectors were observed for a month. Both bar and quasi-hemispherical detectors show an enhancement in performance after passivation. Thus, we could identify the effect of NaOCl passivation on large volume CZT detectors.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.6 no.S1
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• pp.34-42
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• 1997

Hg-Te-CdTe superlattices have received much interests over the last several years as a potential material for its applications for detecting devices and optoelectronics. We have grown the HgTe-CdTe superlattice using MBE. in our lab. We have carried out DCRC spectroscopy after growth of HgTe-CdTe superlattice with varying the superlattice periods and controlling the barrier thickness and we have that the presence of the main peak and the satellite peaks. We obtained 20 arcsec of FWHM over 100 periods of superlattice. We also note that high peak intensity shows the high quality of the sample and each layer of superlattice has abrupt interfaces. The angular separation between the main peak(m=0) and the first satellite peak(m=$\pm$1) is increased when the barrier layer thickness in superlatice layers are decreased. The separation between the first setellite peak(m=$\pm$1) and the second satellite peak(m$\pm$2) is increased similarly. The number of the satellite peak is a qualitative measure of the interfacial abruptness of the superlattice.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.197.1-197.1
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• 2015

현재 화합물 반도체 나노구조는 적외선 검출기, 레이저, 발광 다이오드, 단전자 트랜지스터, 태양전지 등과 같은 고효율 광전자 소자에서의 응용을 위해 활발한 연구가 진행 되고 있다. 특히 양자점은 3차원으로 구속되어 있는 상태 밀도를 갖고 있어 레이저 응용 시 낮은 문턱 전류 밀도, 높은 이득, 높은 열적 안정성을 기대되고 있다. 하지만 양자점의 크기가 불규칙적이고 운반자 수집의 한계로 인하여 기대 이하의 온도 안정성을 갖고 있어 이를 극복하기 위해 양자점의 크기와 운반자 수집을 제어하기 위해 다양한 방법이 연구되고 있다. 본 연구에서는 분자 선속 에피 성장법(Molecular Beam Epitaxy; MBE)과 원자 층 교대 성장법(Atomic Layer Epitaxy; ALE)으로 크기가 다른 CdTe/ZnTe 이중 양자점을 ZnTe 장벽층의 두께에 변화하면서 성장 후 광학적 특성을 연구하였다. 저온 광루미네센스 측정(Photoluminescence; PL) 측정 결과 장벽층 두께가 작아질수록 작은 양자점의 광 루미네센스의 세기가 감소하면서 큰 양자점의 세기가 증가하는 것을 관찰할 수 있었는데, 이는 장벽층 두께가 작아질수록 작은 양자점의 운반자들이 큰 양자점으로 이동되는 양이 많아지기 때문이다. 또한 장벽층 두께가 작아질수록 큰 양자점의 반치폭(Full Width at Half Maximum; FWHM)이 단층 양자점의 반치폭 보다 감소하는 것을 관찰 할 수 있었는데 이는 작은 양자점과 결합된 큰 양자점이 작은 양자점의 strain을 받아 크기의 균일함이 증가했기 때문이다. 이와 같은 결과 두 양자점이 결합된 이중 양자점 구조가 단층 양자점의 한계인 운반자 수집과 크기의 균일함을 향상할 수 있는 좋은 구조임을 제시하고 있다.

• Journal of radiological science and technology
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• v.39 no.1
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• pp.35-42
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• 2016

Room-temperature operating CdZnTe(CZT) material is an innovative radiation detector which could reduce the patient dose to one-tenth level of conventional CT (Computed Tomography) and mammography system. The pixel and pixel pitch in the imaging device determine the conversion efficiency of incident X-or gamma-ray and the cross-talk of signal, that is, image quality of detector system. The weighting potential is the virtual potential determined by the position and geometry of electrode. The weighting potential obtained by computer-based simulation in solving Poisson equation with proper boundaries condition. The pixel was optimized by considering the CIE (charge induced efficiency) and the signal cross-talk in CT detector system. The pixel pitch was 1-mm and the detector thickness was 2-mm in the simulation. The optimized pixel size and inter-pixel distance for maximizing the CIE and minimizing the signal cross-talk is about $750{\mu}m$ and $125{\mu}m$, respectively.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.4 no.4
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• pp.388-394
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• 1994

A Hg(0.79)Cd(0.21)Te single crystal has been grown by the Traveling Heater Method(THM). Its zinc blend cubic structure is identified from the X-ray diffraction patterns and its lattice constant is determined to be $6.464 {\AA}$ using the least-square method of Cohen. From the values of the lattice constant, the composition x is determined to be 0.21. The electron density is calculated from the relative intensities of the scattered X-ray and compared with the theoretically calculated values. From the electron density distribution, it is shown that the crystal binding of Hg(1-x)Cd(x)Te(MCT) is mainly covalent and has tetrahedron bonds between adjacent atoms.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.14 no.2
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• pp.104-110
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• 2001

Structural, optical and electrical properties of Cd$_{1-x}$ Zn$_{x}$S films deposited by chemical bath deposition(CBD), which is a very attractive method for low-cost and large-area solar cells, are presented. Especially, in order to control more effectively the zinc component of the films, zinc acetate, which was used as the zinc source, was added in the reaction solution after preheating the reaction solution and the pH of the reaction solution decreased with increasing the concentration of zinc acetate. The films prepared after preheating and pH control had larger zinc component and higher optical band gap. The crystal structures of Cd$_{1-x}$ Zn$_{x}$S films was a wurtzite type with a preferential orientation of the (002) plane and the lattice constants of the films changed from the value for CdS to those for ZnS with increasing the mole ratio of the zinc acetate. The minimum lattice mismatch between Cd$_{1-x}$ Zn$_{x}$S and CdTe were 2.7% at the mole ratio of (ZnAc$_2$)/(CdAc$_2$+ZnAc$_2$)=0.4. As the more zinc substituted for Cd in the films, the optical transmittance improved, while the absorption edge shifted toward a shorterwavelength. the photoconductivity of the films was higher than the dark conductivity, while the ratio of those increased with increasing the mole ratio of zinc acetate. acetate.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.671-671
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• 2013

실리콘 태양전지와 박막형 태양전지의 뒤를 이어, 제3세대로 분류되는 양자점 감응형 태양전지(QDSC)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 태양전지의 TCO로는 주로 ZnO, TiO2가 대부분 사용되고 있으며, 양자점 물질로는 CdS, CdSe, CdTe, PbS, PbSe 등의 카드뮴 및 납을 주 성분으로 하는 물질들에 대한 연구만 중점적으로 이루어지고 있는 실정이다. 이런 물질들은 현재까지 알려진 한도 내에서는 QDSC 효율 중 가장 좋은 효율을 나타내고는 있으나 이런 타입의 QDSC가 상용화된다면 환경에 노출되었을 때에 미치는 악영향이 매우 큰 중금속 물질들로 이루어져 있어, 이를 극복할 수 있는 친환경 성분의 물질에 대한 연구 또한 필요한 시점이다. 따라서 본 연구에서는 CdS를 대체할 수 있는 물질로 Ag2S를 선정, 이에 대한 연구를 진행하였다. Ag2S는 밴드갭이 1.1eV의 물질로, CdS의 2.3 eV와 비교해 상당히 작은 밴드갭을 가져 월등히 넓은 영역에서 빛을 흡수할 수 있다는 장점을 가지고 있으며, 동시에 이로 인한 전자-정공 재결합이 빨라 태양전지로 제작시에 Voc가 낮게 형성된다는 단점도 가지고 있다. 태양전지에 사용된 TCO물질은 ZnO 나노선을 사용했으며, 본 연구실에서 기존에 개발한 수열합성법을 통해 제작하였다. 이를 활용하여 최종적으로 제작한 태양전지의 효율은 CdS/ZnO QDSC가 1.2%, Ag2S/ZnO QDSC가 1.2%로 동일한 성능을 나타냈으며, CdS를 대체할 물질로 Ag2S의 가능성을 보여준 결과라 할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.345-345
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• 2012

최근 의료산업에서는 고해상도 및 동영상 구현이 가능한 직접 방식의 X-선 검측센서에서 X-ray 흡수효율이 좋은 반도체 센서(CdTe, CdZnTe 등)와 성숙된 기술, 집적효율이 뛰어난 CMOS 공정을 이용한 제품을 출시하여 대면적화 및 고집적화가 가능하게 되어 응용분야가 점차 확대되고 있는 추세이다. 하지만 이 역시 고 성능의 X-선 동영상 구현을 위해서는 고 해상도 문제, 검출효율 문제, 대면적화의 어려움이 있다. 기존의 X-선 광 도전층의 증착은 증착 속도와 박막 품질에서 우수한 Evaporation 법이 사용되고 있다. 한편, 대면적에 균일한 박막형성이 가능하기 때문에 양산성에서 우월성을 가지는 sputtering법의 경우, 밀도가 높은 소결체 타겟의 제조가 힘들뿐만 아니라 증착 속도가 낮아 장시간 증착 시 낮은 소결밀도로 인한 타겟 Particle 영향으로 인해서 대 면적에 고품질의 박막을 형성하기가 어렵다. 하지만 최근 소결체 타겟 제조기술 발달과 함께, 대면적화와 장시간 증착에 대한 어려움이 해결되고 있어 sputtering 법을 이용한 고품질 박막 제조 기술의 연구가 시급한 실정이다. 본 연구에서는 $50{\times}50$ mm 크기의 non-alkali 유리기판(Corning E2000) 위에 Evaporation과 RF magnetron sputtering을 사용하여 다양한 기판온도 (RT, 100, 200, 300, $350^{\circ}C$)에서 $1{\mu}m$의 두께로 CdTe 박막을 증착하였다. RF magnetron sputtering의 경우 CdTe 단일 타겟(50：50 at%)을 사용하였으며 Base pressure는 약 $5{\times}10^{-6}$ Torr 이하까지 배기하였고, Working pressure는 약 $7.5{\times}10^{-3}$ Torr에서 증착하였다. 시편과 기판 사이의 거리는 70 mm이며 RF 파워는 150 W로 유지하였다. CdTe 박막의 미세구조는 X-ray diffraction (XRD, BRUKER GADDS) 및 Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM, Hitachi)를 사용하여 측정하였다. 또한, 조건별 박막의 조성은 Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS, Horiba, 7395-H)을 사용하여 평가하였다. X-선 동영상 장치의 구현을 위해서는 CdTe 다결정 박막의 높은 흡수효율, 전하수집효율 및 SNR (Signal to Noise Ratio) 등의 물성이 요구된다. 이러한 물성을 나타내기 위해서는 CdTe 박막의 높은 결정성이 중요하다. Evaporation과 RF magnetron sputtering로 제작된 CdTe 박막은 공정 온도가 증가함에 따라 기판상에 도달하는 스퍼터 원자의 에너지 증가로 인해서 결정립이 성장한 것을 확인할 수 있었다. 따라서 CdTe 박막이 직접변환방식 고감도 X-ray 검출기 광도 전층 역할을 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.31 no.6
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• pp.389-392
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• 1998

We have investigated the crystal properties of the Cd0.96Zn0.04Te(CZT) films evaporated on the Si(100) substrates by Elecctron Beam Evaporator(EBE) techique. The compositions of the As-preared films were different about 4% of atomic ratio, The films stucture was observad to be polycrystalline in cubic phase. Diffraction peaks were notable at the substrate temperature of $300^{\circ}C$. The reflectance measurements yield $E_1$=3.25~3.29 eV $E_1$+${\Delta}_1$=3.76~3.83 eV and $E_2$=5.08 eV,showing that the films wear in cubic phase. For the film evaporated at the substrate temperature of $150^{\circ}C$, the peaks of photocurrent are at 720nm and 980nm.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics A
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• v.31A no.2
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• pp.88-93
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• 1994

We fabricated a large-scale photovoltaic device for detecting-3-5$\mu$m IR, by forming of n$^{+}$-p junction in the $Hg_{1-x}Cd_{x}$Te (MCT) layer which was grown by LPE on CdTe substrate. The composition x of the MCT epitaxial layer was 0.295 and the hole concentration was 1.3${\times}10^{13}/cm^{4}$. The n$^{+}$-p junction was formed by B+ implantation at 100 keV with a does 3${\times}10^{11}/cm^{2}. The n$^{+}$ region has a circular shape with 2.68mm diameter. The vacuum-evaporated ZnS with resistivity of 2${\times}10^{4}{\Omega}$cm is used as an insulating layer over the epitaxial layer. ZnS plays the role of the anti-reflection coating transmitting more than 90% of 3~5$\mu$m IR. For ohmic contacts, gole was used for p-MCT and indium was used for n$^{+}$-MCT. The fabrication took 5 photolithographic masks and all the processing temperatures of the MCT wafer were below 90$^{\circ}C$. The R,A of the fabricated devices was 7500${\Omega}cm^{2}$. The carrier lifetime of the devices was estimated 2.5ns. The junction was linearly-graded and the concentration slope was measured to be 1.7${\times}10^{17}/{\mu}m$. the normalized detectivity in 3~5$\mu$m IR was 1${\times}10^{11}cmHz^{12}$/W, which is sufficient for real application.