• 제목/요약/키워드: Energy Band Structure

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Pyrrolo[3,2-b]pyrrole-Based Copolymers as Donor Materials for Organic Photovoltaics

  • Song, Suhee;Ko, Seo-Jin;Shin, Hyunmin;Jin, Youngeup;Kim, Il;Kim, Jin Young;Suh, Hongsuk
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권11호
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    • pp.3399-3404
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    • 2013
  • A new accepter unit, pyrrolo[3,2-b]pyrrole-2,5-dione, was prepared and utilized for the synthesis of the conjugated polymers containing electron donor-acceptor pair for OPVs. Pyrrolo[3,2-b]pyrrole-2,5-dione unit, regioisomer of the known pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione, is originated from the structure of stable synthetic pigment. The new conjugated polymers with 1,4-diphenylpyrrolo[3,2-b]pyrrole-2,5-dione, thiophene and carbazole were synthesized using Suzuki polymerization to generate P1 and P2. The solid films of P1 and P2 show absorption bands with maximum peaks at about 377, 554 and 374, 542 nm and the absorption onsets at 670 and 674 nm, corresponding to band gaps of 1.85 and 1.84 eV, respectively. To improve the hole mobility of the polymer with 1,4-bis(4-butylphenyl)-pyrrolo[3,2-b]-pyrrole-2,5-dione unit, which was previously reported by us, the butyl group at the 4-positions of the N-substituted phenyl group was substituted with hydrogen and methyl group. The field-effect hole mobility of P2 is $9.6{\times}10^{-5}cm^2/Vs$. The device with $P2:PC_{71}BM$ (1:2) showed $V_{OC}$ value of 0.84 V, $J_{SC}$ value of 5.10 $mA/cm^2$, and FF of 0.33, giving PCE of 1.42%.

광전도성 고분자와 안트라센 유도체를 이용한 백색 전계발광소자의 발광 특성 (Electroluminescent Properties of White Light-Emitting Device Using Photoconductive Polymer and Anthracene Derivatives)

  • 이정환;최희락;이봉
    • 한국재료학회지
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    • 제15권8호
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    • pp.543-547
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    • 2005
  • Organic electroluminescence devices were made from 1,4-bis-(9-anthrylvinyl)benzene (AVB) and 1,4-bis-(9-aminoanthryl)benzene (AAB) anthracene derivatives. Device structure was ITO/AVB/PANI(EB)/Al (multi-layer device) and ITO/AAB:DCM/Al(single-layer device). In these devices, AVB, polyaniline(emeraldine base) (PANI(EB)) and AAB were used as the emitting material. 4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-p-(dimethylamino)styryl-4H -pyran(DCM) was used as red fluorescent dopant. We studied change of fluorescence wavelength with concentration of DCM doped in AAB. The ionization potential (IP) and optical band gap (Eg) were measured by cyclic voltammetry and UV-visible spectrum. We compared with difference of emitting wavelength between photoluminescence and electroluminescence spectrum. In case of the multi-layer device, PANI and AVB EL spectra have similar wave pattern to each PL spectrum and when PAM and AVB were used at the same time, and multi-layer device showed that a balanced recombination and radiation kom PANI and AVB. In case of the single-layer device, with the increase of DCM concentration, the blue emission decreases and red emission increases. This indicates that DCM was excited by the energy transfer from AAB to DCM or the direct recombination at the dopant sites due to carrier trapping, or both. The device with $1.0wt\%$ DCM concentration gave white light.

Effect of Niobium on the Electronic Properties of Passive Films on Zirconium Alloys

  • Kim, Bo Young;Kwon, Hyuk Sang
    • Corrosion Science and Technology
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    • 제2권2호
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    • pp.68-74
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    • 2003
  • The effects of Niobium on the structure and properties(especially electric properties) of passive film of Zirconium alloys in pH 8.5 buffer solution are examined by the photo-electrochemical analysis. For Zr-xNb alloys (x = 0, 0.45, 1.5, 2.5 wt%), photocurrent began to increase at the incident energy of 3.5 ~ 3.7 eV and exhibited the $1^{st}$ peak at 4.3 eV and the $2^{nd}$ peak at 5.7 eV. From $(i_{ph}hv)^{1/2}$ vs. hv plot, indirect band gap energies $E_g{^1}$= 3.01~3.47 eV, $E_g{^2}$= 4.44~4.91 eV were obtained. With increasing Nb content, the relative photocurrent intensity of $1^{st}$ peak significantly increased. Compared with photocurrent spectrum of thermal oxide of Zr-2.5Nb, It was revealed that $1^{st}$ peak in photocurrent spectrum for the passive film formed on Zr-Nb alloy was generated by two types of electron transitions; the one caused by hydrous $ZrO_2$ and the other created by Nb. Two electron transition sources were overlapped over the same range of incident photon energy. In the photocurrent spectrum for passive film formed on Zr-2.5Nb alloy in which Nb is dissolved into matrix by quenching, the relative photocurrent intensity of $1^{st}$ peak increased, which implies that dissolved Nb act as another electron transition source.

사각형구조를 갖는 Ru 단층의 자성과 전자구조 (The Magnetism and Electronic Structures of Ru Monolayer with Square Lattice)

  • 조이현;김인기;이재일;장영록;박인호;최성을;권명회
    • 한국자기학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.127-130
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    • 1999
  • 사각형구조를 갖는 Ru 단층에서 살창상수와 자성과의 관계를 총 에너지 총 퍼텐셜 보강 평면 파동(FLAPW) 에너지띠 방법에 의해 연구하였다. 반강자성상태를 고려하기 위해 2개의 원자를 포함하는 사각형에서 살창상수가 7.30a.u.보다 큰 경우는 강자성이었고 그 보다 작은 경우에는 상자성이었다. 반강자성상태도 고려하였으나 총 에너지 계산결과 그 가능성은 없었다. 총 에너지 최소값은 살창상수가 6.53a.u.인 경우로 이 때의 자기적 상태는 상자성이었다. Ag의 살창상수값 근처인 7.72a.u.에서 자기모멘트는 2.49$\mu$B로 계산되었다. 살창상수가 7.86a.u.인 경우에 자기모멘트가 거의 포화되었으며 그 때의 자기모멘트는 2.57$\mu$B이었다.

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A first-principles theoretical investigation of the structural, electronic and magnetic properties of cubic thorium carbonitrides ThCxN(1-x)

  • Siddique, Muhammad;Rahman, Amin Ur;Iqbal, Azmat;Azam, Sikander
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제51권5호
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    • pp.1373-1380
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    • 2019
  • Besides promising implications as fertile nuclear materials, thorium carbonitrides are of great interest owing to their peculiar physical and chemical properties, such as high density, high melting point, good thermal conductivity. This paper reports first-principles simulation results on the structural, electronic and magnetic properties of cubic thorium carbonitrides $ThC_xN_{(1-x)}$ (X = 0.03125, 0.0625, 0.09375, 0.125, 0.15625) employing formalism of density-functional-theory. For the simulation of physical properties, we incorporated full-potential linearized augmented plane-wave (FPLAPW) method while the exchange-correlation potential terms in Kohn-Sham Equation (KSE) are treated within Generalized-Gradient-Approximation (GGA) in conjunction with Perdew-Bruke-Ernzerhof (PBE) correction. The structural parameters were calculated by fitting total energy into the Murnaghan's equation of state. The lattice constants, bulk moduli, total energy, electronic band structure and spin magnetic moments of the compounds show dependence on the C/N concentration ratio. The electronic and magnetic properties have revealed non-magnetic but metallic character of the compounds. The main contribution to density of states at the Fermi level stems from the comparable spectral intensity of Th (6d+5f) and (C+N) 2p states. In comparison with spin magnetic moments of ThSb and ThBi calculated earlier with LDA+U approach, we observed an enhancement in the spin magnetic moments after carbon-doping into ThN monopnictide.

증착 온도에 따른 La2MoO6:Dy3+,Eu3+ 형광체 박막의 광학 특성 (Effect of Deposition Temperature on the Optical Properties of La2MoO6:Dy3+,Eu3+ Phosphor Thin Films)

  • 조신호
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제32권5호
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    • pp.387-392
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    • 2019
  • $Dy^{3+}$ and $Eu^{3+}$-co-doped $La_2MoO_6$ phosphor thin films were deposited on sapphire substrates by radio-frequency magnetron sputtering at various growth temperatures. The phosphor thin films were characterized using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy, ultraviolet-visible spectroscopy, and fluorescence spectrometry. The optical transmittance, absorbance, bandgap, and photoluminescence intensity of the $La_2MoO_6$ phosphor thin films were found to depend on the growth temperature. The XRD patterns demonstrated that all the phosphor thin films, irrespective of growth temperatures, had a tetragonal structure. The phosphor thin film deposited at a growth temperature of $100^{\circ}C$ indicated an average transmittance of 85.3% in the 400~1,100 nm wavelength range and a bandgap energy of 4.31 eV. As the growth temperature increased, the bandgap energy gradually decreased. The emission spectra under ultraviolet excitation at 268 nm exhibited an intense red emission line at 616 nm and a weak emission line at 699 nm due to the $^5D_0{\rightarrow}^7F_2$ and $^5D_0{\rightarrow}^7F_4$ transitions of the $Eu^{3+}$ ions, respectively, and also featured a yellow emission band at 573 nm, resulting from the $^4F_{9/2}{\rightarrow}^6H_{13/2}$ transition of the $Dy^{3+}$ ions. The results suggest that $La_2MoO_6$ phosphor thin films can be used as light-emitting layers for inorganic thin film electroluminescent devices.

피부 마찰 소음 측정을 통한 피부 상태 연구 (A Study on Skin Status with Acoustic Measurements of Skin Friction Noise)

  • 장윤희;서대훈;고아름;김선영;임준만;한종섭;이상화;박선규;김양한
    • 대한화장품학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.103-109
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    • 2016
  • 화장품 사용 전후의 피부 상태는 주로 시각과 촉각 및 피부 구조에 기초한 정성적, 정량적 방법에 의해 평가되어 왔다. 본 연구에서는 화장품을 피부에 도포할 때 문지름으로 인한 마찰 소음이 발생한다는 사실을 기반으로, 피부 문지름에서 발생하는 소리를 측정하여 청각을 기반으로 하는 새로운 피부 상태 평가법을 개발하고자 하였다. 우선 무향 조건에서 고감도의 계측용 마이크로폰을 사용하여 피부를 문질렀을 때 발생하는 소리를 계측하였으며, 주파수 영역(1/3 옥타브 스펙트럼) 해석법을 이용하여 세정 전, 세정 후, 화장품 도포 후의 세 가지 피부 조건에 따른 소리의 스펙트럼 변화를 분석하였다. 그 결과, 세정 전보다 세정 후에 피부 문지름에서 발생하는 소리의 세기가 증가하는 경향을 보였으며, 화장품 도포 후에는 문지름 소음의 총 세기가 가장 작음을 확인하였다. 또한, 화장품 도포 후는 도포 전과 비교해볼 때, 2 kHz 미만의 저주파 대역의 에너지는 증가하며 반대로 2 kHz 이상의 고주파 영역의 에너지는 상대적으로 감소하는 변곡점이 발생하였다. 화장품 도포 후에 변곡점 근처에서 에너지 차이가 반전되는 이러한 현상은 피부의 물리적 모델인 풍선으로 해석되며, 저주파 영역에서의 소리 세기의 증가를 설명하기 위해 "유연함 지표"를 도입하고, 고주파 영역에서의 소리 세기의 감소를 설명하기 위해서는 "부드러움 지표"를 도입하였다. 그리고, 이러한 소리 측정을 통한 유연함 증가와 부드러움 증가는 각각 cutometer와 primos을 사용한 피부 유연함 측정과 피부 거칠기 측정 결과와 유사함을 확인하였다. 이상의 연구 결과를 통해 유연함과 부드러움 지표를 사용하는 청각에 기초한 평가 방법은 새로운 피부 상태 평가법으로 활용 가능할 것으로 판단된다.

태양 전지용 $CuGaSe_2$ 단결정 박막 성장과 태양전지로의 응용 (Growth of $CuGaSe_2$ single crystal thin film for solar cell development and its solar cell application)

  • 윤석진;홍광준
    • 한국결정성장학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.252-259
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    • 2005
  • [ $CuGaSe_2$ ] 단결정 박막은 수평 전기로에서 합성한 $CuGaSe_2$ 다결정을 증발원으로하여, hot wall epitaxy(HWE) 방법으로 증발원과 기판(반절연성 GaAs(100))의 온도를 각각 $610^{\circ}C,\;450^{\circ}C$로 고정하여 단결정 박막을 성장하였다. 이때 단결정 박막의 결정성은 광발광 스펙트럼(PL)과 이중결정 X-선 요동곡선 (DCRC)으로부터 구하였다. Hall 효과는 Van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 293 K에서 운반자 농도와 이동도는 각각 $4.87{\times}10^{17}/cm^3,\;129cm^2/V{\cdot}s$였다. $n-Cds/p-CuGaSe_2$ 합 태양전지에 $80mW/cm^2$의 광을 조사시켜 최대 출력점에서 전압은 0.41 V, 전류밀도는 $21.8mA/cm^2$였고, fill factor는 0.75 그리고 태양전지 전력변환 효율은 11.17% 였다.

CPL을 이용한 저전력 격자 웨이브 디지털 필터의 설계 (Low-power Lattice Wave Digital Filter Design Using CPL)

  • 김대연;이영중;정진균;정항근
    • 전자공학회논문지D
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    • 제35D권10호
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    • pp.39-50
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    • 1998
  • 넓은 통과대역과 좁은 천이대역폭을 갖는 디지털 필터는 이동통신 장비의 CODEC이나 의료장비등에 사용된다. 이러한 주파수 특성을 갖는 디지털 필터는 다른 주파수 특성의 디지털 필터에 비해 계수 및 내부신호의 양자화 영향을 크게 받기 때문에 긴 워드 길이가 요구되며 이로 인해 칩의 면적 및 소모 전력이 증가한다. 본 논문에서는 이러한 주파수 특성을 갖는 디지털 필터의 저전력 구현을 위하여 CPL (Complementary Pass-Transistor Logic), 격자 웨이브 디지털 필터와 수정된 DIFIR (Decomposed & Interpolated FIR) 알고리듬을 이용한 설계 방법을 제시한다. CPL에서의 단락전류 성분을 줄이기 위하여 PMOS 몸체효과, PMOS latch 및 weak PMOS를 이용하는 3가지 방법에 대해 시뮬레이션을 통하여 비교한 결과 전파지연, 에너지 소모 및 잡음여유 면에서 PMOS latch를 사용하는 방법이 가장 유리하였다. 통찰력을 가지고 CPL 회로를 최적화하기 위해 CPL 기본구조에 대해 시뮬레이션 결과로부터 전파지연과 에너지 소모에 대한 경험식을 유도하여 트랜지스터의 크기를 정하는데 적용하였다. 또한 필터계수를 CSD (Canonic Signed Digit)로 변환하고 계수 양자화 프로그램을 이용하여 필터계수의 non-zero 비트수를 최소화시켜 곱셈기를 효율적으로 구현하였다. 알고리듬 측면에서 하드웨어 비용을 최소화하기 위해 수정된 DIFIR 알고리듬을 사용하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 방법의 전력 소모가 기존 방법보다 38% 정도 감소되었다.

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뜨거운 곁쌓기 법에 의해 성장된 MgGa2Se4 단결정 박막의 열처리 효과 (Effect of Thermal Annealing for MgGa2Se4 Single Crystal Thin Film Grown by Hot Wall Epitaxy)

  • 방진주;김혜정;박향숙;강종욱;홍광준
    • 센서학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.51-57
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    • 2014
  • The evaporating materials for $MgGa_2Se_4$ single crystal thin films was prepared from horizontal electric furnace. To obtain the single crystal thin films, $MgGa_2Se_4$ compounded polycrystal powder was deposited on thoroughly etched semi-insulated GaAs(100) substrate by the hot wall epitaxy (HWE) method system. The source and substrate temperatures of optimized growth conditions, were $610^{\circ}C$ and $400^{\circ}C$, respectively.The source and substrate temperatures were $610^{\circ}C$ and $400^{\circ}C$, respectively. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by double crystal X-ray diffraction (DCXD). The temperature dependence of the energy band gap of the $MgGa_2Se_4$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)=2.34\;eV-(8.81{\times}10^{-4}\;eV/K)T^2/(T+251\;K)$. After the as-grown $MgGa_2Se_4$ single crystal thin films was annealed in Mg-, Se-, and Ga-atmospheres, the origin of point defects of $MgGa_2Se_4$ single crystal thin films has been investigated by the photoluminescence (PL) at 10 K. The native defects of $V_{Mg}$, $V_{Se}$ obtained by PL measurements were classified as a donors or acceptors type. And we concluded that the heat-treatment in the Se-atmosphere converted $MgGa_2Se_4$ single crystal thin films to an optical n-type. Also, we confirmed that Ga in $MgGa_2Se_4$/GaAs did not form the native defects because Ga in $MgGa_2Se_4$ single crystal thin films existed in the form of stable bonds.