Blue phosphorescent $(dfpypy)_2Ir(mppy)$, where dfpypy = 2',6'-difluoro-2,3'-bipyridine and mppy = 5-methyl-2-phenylpyridine, has been synthesized by newly developed effective method and its solid state structure and photoluminescent properties are investigated. The glass-transition and decomposition temperature of the compound appear at $160^{\circ}C$ and $360^{\circ}C$, respectively. In a crystal packing structure, there are two kinds of intermolecular interactions such as hydrogen bonding ($C-H{\cdots}F$) and edge-to-face $C-H{\cdots}{\pi}(py)$ interaction. This compound emits bright blue phosphorescence with ${\lambda}_{max}=472nm$ and quantum efficiencies of 0.23 and 0.32 in fluid and the solid state. The emission band of the compound is red-shifted by 40 nm relative to homoleptic congener, $Ir(dfpypy)_3$. The ancillary ligand in $(dfpypy)_2Ir(mppy)$ has been found to significantly destabilize HOMO energy, compared to $Ir(dfpypy)_3$, $(dfpypy)_2Ir(acac)$ and $(dfpypy)_2Ir(dpm)$, without significantly changing LUMO energy.
In the thin film alloy formation of the transition metals ion-beam-mixing technique forms a metastable structure which cannot be found in the arc-melted metal alloys. Sppecifically it is well known that the studies about the electronic structure of ion-beam-mixed alloys pprovide the useful information in understanding the metastable structures in the metal alloy. We studied the electronic change in the ion-beam-mixed ppt-Ct alloys by XppS and XANES. These analysis tools pprovide us information about the charge transfer in the valence band of intermetallic bonding. The multi-layered films were depposited on the SiO2 substrate by the sequential electron beam evapporation at a ppressure of less than 5$\times$10-7 Torr. These compprise of 4 ppairs of ppt and Cu layers where thicknesses of each layer were varied in order to change the alloy compposition. Ion-beam-mixing pprocess was carried out with 80 keV Ae+ ions with a dose of $1.5\times$ 1016 Ar+/cm2 at room tempperature. The core and valence level energy shift in these system were investigated by x-ray pphotoelectron sppectroscoppy(XppS) pphotoelectrons were excited by monochromatized Al K a(1486.6 eV) The ppass energy of the hemisppherical analyzer was 23.5 eV. Core-level binding energies were calibrated with the Fermi level edge. ppt L3-edge and Cu K-edge XANES sppectra were measured with the flourescence mode detector at the 3C1 beam line of the ppLS (ppohang light source). By using the change of White line(WL) area of the each metal sites and the core level shift we can obtain the information about the electrons pparticippating in the intermetallic bonding of the ion-beam-mixed alloys.
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.
본 연구에서는 수직 Bridgman 법으로 묽은 자성 반도체 Cd$_{1-x}$Mn$_x$Te 단결정을 성장시켜 Mn의 조성비 변화에 따른 자기광학적 특성과 응용성을 조사하였다. X-선 회절 실험으로부터 x < 0.82 조성에 대하여 zinc-blende 구조임을 확인하였다. 띠 간격 에너지는 온도 감소와 Mn 조성비 증가에 대하여 선형적으로 증가하였다. Faraday 회전은 광 에너지 증가 때문에 띠 간격 에너지 근처에서 증가하였고, Mn 조성비 x가 증가함에 따라 증가하였다. Cd$_{0.62}$Mn$_{0.38}$Te 결정을 이용한 광 아이솔레이트의 아이솔레이션과 삽입손실은 45와 0.35 dB이었다.
비자성 전이금속인 Rh 여러 층 사이에 자성 전이금속인 Ni 한층을 넣은 4Rh/Ni/4Rh(001) 계에서 Rh과 Ni의 자기 모멘트 진동현상을 FLAPW(full-potential linearized augmented plane wave) 방법을 이용하여 연구하였다. 가운데 층에 있는 Ni의 자기 모멘트를 계산한 결과는 0.34${\mu}_B$으로 덩치 Ni의 값보다 약 40% 감소한 값이다. Ni과의 강한 띠 혼성으로 Rh의 각 원자 층에 자기모멘트의 변화가 나타났는데 이 변화는 중심에서 표면으로 갈수록 작아지는 감쇠 진동을 하였다. Rh의 영향을 받아 가운데 Ni층의 폐르미 준위가 Ni의 에너지 띠 안쪽으로 이동하여 Ni의 전자수가 줄어들고 있음을 계산된 상태밀도 모양에서 알 수 있었다.
White-light-emitting ZnS:Mn, Cu, Cl phosphors with spherical shape and the size of $20\;{\mu}m$ are successfully synthesized. They have the double phases of cubic and hexagonal structures. They are applied to electroluminescent (EL) devices by silk screen method with the following structure: $electrode/BaTiO_3$ insulator layer ($50{\sim}60\;{\mu}m$)/ ZnS:Mn, Cu, Cl phosphor layer ($30{\sim}50\;{\mu}m$)/ITO glass. The EL devices are driven with the voltage of 100 V and the frequency of 400 Hz. The EL devices show the three emission peaks. The blue and green emission bands are originated from $CICu^{2+}$ transition and $ClCu^+$ transition, respectively. The yellow emission band results from $^4T^6A$ transition of $Mn^{2+}$ ion. As an increase of Cu concentrations, the blue and green emission intensities decrease whereas the yellow emission intensity increases; the quality becomes warm white. It is due to the energy transfer from the blue and green bands to the yellow band.
약 1.12 ev의 밴드갭 에너지를 갖는 실리콘은 동작 온도가 250 ℃ 이하로 제한되어, 밴드갭 에너지가 큰 SiC 기판을 이용한 MIS(metal-insulator-semiconductor) 구조의 시료를 제작하여 고온에서 수소 응답 특성을 고찰하였다. 적용된 유전체 박막은 수소가스에 대해 침투성이 강하고 고온에서 안정성을 보이는 탄탈륨 산화막(Ta2O5)으로, 스퍼터링으로 증착된 탄탈륨(Ta)을 900 ℃의 온도에서 급속열산화법(RTO)으로 형성하였다. 이렇게 형성된 탄탈륨 산화막은 TEM, SIMS, 및 누설전류 측정을 통해, 두께, 원소들의 깊이 분포 및 절연특성을 분석하였다. 수소가스 응답특성은 0부터 2,000 ppm의 수소가스 농도에 대해, 상온으로부터 200와 400 ℃의 온도에서 정전용량의 변화로 평가하였다. 그 결과, 시료로부터 감도가 우수하고, 약 60초의 응답 시간을 나타내는 특성을 확인하였다.
Photoelectrochemical (PEC) systems are promising methods of producing H2 gas using solar energy in an aqueous solution. The photoelectrochemical properties of numerous metal oxides have been studied. Among them, the PEC systems based on TiO2 have been extensively studied. However, the drawback of a PEC system with TiO2 is that only ultraviolet (UV) light can be absorbed because of its large band gap (3.2 - 3.4 eV). Two approaches have been introduced in order to use PEC cells in the visible light region. The first method includes doping impurities, such as nitrogen, into TiO2, and this technique has been extensively studied in an attempt to narrow the band gap. In comparison, research on the second method, which includes visible light water splitting in molecular photosystems, has been slow. Mallouk et al. recently developed electrochemical water-splitting cells using the Ru(II) complex as the visible light photosensitizer. the dye-sensitized PEC cell consisted of a dye-sensitized TiO2 layer, a Pt counter electrode, and an aqueous solution between them. Under a visible light (< 3 eV) illumination, only the dye molecule absorbed the light and became excited because TiO2 had the wide band gap. The light absorption of the dye was followed by the transfer of an electron from the excited state (S*) of the dye to the conduction band (CB) of TiO2 and its subsequent transfer to the transparent conducting oxide (TCO). The electrons moved through the wire to the Pt, where the water reduction (or H2 evolution) occurred. The oxidized dye molecules caused the water oxidation because their HOMO level was below the H2O/O2 level. Organic dyes have been developed as metal-free alternatives to the Ru(II) complexes because of their tunable optical and electronic properties and low-cost manufacturing. Recently, organic dye molecules containing multi-branched, multi-anchoring groups have received a great deal of interest. In this work, tri-branched tri-anchoring organic dyes (Dye 2) were designed and applied to visible light water-splitting cells based on dye-sensitized TiO2 electrodes. Dye 2 had a molecular structure containing one donor (D) and three acceptor (A) groups, and each ended with an anchoring functionality. In comparison, mono-anchoring dyes (Dye 1) were also synthesized. The PEC response of the Dye 2-sensitized TiO2 film was much better than the Dye 1-sensitized or unsensitized TiO2 films.
ZnS 박막을 Hot W긴 법에 의해 증발관 온도, 기판온도 및 외부로부터 유황(5)의 공급을 변수로 하여 제작하여 광학적, 결정 구조적 특성을 분석 ·검토하였다 박막의 증착속도는 증발관 온도 및 5 증기압을 높일수록 증가하였으나 기관온도를 높이면 급격히 감소하였다. 박막의 광학적 특성은 증착속도와 밀접하게 관계하고 있다고 사료되며, 실온에서의 금지대 폭은 이론 값보다 작은 3.46∼3.72ev를 나타내어 결정 중에 결함이 존재함을 알 수 있었다. 박막의 구조를 분석한 결과 어느 경우에 있어서나 섬아연광 구조의 (111) 주 배향성을 나타내었으나 회절피크의 강도 및 반치폭으로부터 결정성은 대체로 양호하지 못했음을 알았다. 그러나, 기판온도 또는 5 공급 등의 제작조건에 따라 광학적, 결정적 특성이 개선되었다.
The $Cu_2ZnSnSe_4$ (CZTSe) thin films solar cell is one of the next generation candidates for photovoltaic materials as the absorber of thin film solar cells because it has optimal bandgap (Eg=1.0eV) and high absorption coefficient of $10^4cm^{-1}$ in the visible length region. More importantly, CZTSe consists of abundant and non-toxic elements, so researches on CZTSe thin film solar cells have been increasing significantly in recent years. CZTSe thin film has very similar structure and properties with the CIGS thin film by substituting In with Zn and Ga with Sn. In this study, As-deposited CZTSe thin films have been deposited onto soda lime glass (SLG) substrates at different deposition condition using Pulsed Laser Deposition (PLD) technique without post-annealing process. The effects of deposition conditions (deposition time, deposition temperature) onto the structural, compositional and optical properties of CZTSe thin films have been investigated, without experiencing selenization process. The XRD pattern shows that quaternary CZTSe films with a stannite single phase. The existence of (112), (204), (312), (008), (316) peaks indicates all films grew and crystallized as a stannite-type structure, which is in a good agreement with the diffraction pattern of CZTSe single crystal. All the films were observed to be polycrystalline in nature with a high (112) predominant orientation at $2{\theta}{\sim}26.8^{\circ}$. The carrier concentration, mobility, resistivity and optical band gap of CZTSe thin films depending on the deposition conditions. Average energy band gap of the CZTSe thin films is about 1.3 eV.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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