분자선에피탁시법을 이용하여 InP(001) 기판위에 성장한 InAlAs 에피층의 특성에 대한 성장온도 (370-$430 ^{\circ}C$)의 효과를 Normalski 현미경, 원자력현미경 (AFM), 광발광 (PL), 이중결정 x-선 회절법 (DCXRD)을 사용하여 분석하였다. InAlAs 에피층의 표면형상, 구조적, 광학적 특성은 370-$400^{\circ}C$에서 성장한 시료에서는 성장온도의 증가로 향상되지만, $430 ^{\circ}C$로 성장한 시료에서는 특성이 나빠졌다. 결과적으로 $400 ^{\circ}C$로 성장한 InAlAs 에피층의 특성이 가장 우수하였다.
keV ion beam irradiatin for surface modification and thin film growth have been discussed. keV ion beam irradiation in reactive gas environment has been developed for improving wettability of polymer, and for enhancing adhesion to metal film, and adventages of the method have been reviewed. An epitaxial Cu film on Si(100) substrate has been grown by ionized cluster beam and changes of crystallinity and surface roughness have been discussed. Stoichiometric $SnO_2$ films on Si(100) and glass have been grown by a hybrid ion beam Deposition(2 metal ion sources+1 gas ion source), and nonstoichiometric $SnO_2$ films are controlled by various deposition conditions in the HIB. Surface modification for polymer by kev ion irradiation have been developed. Wetting angle of water to PC has been changed from 68 degree to 49 degree with $Ar^+$ irradiation and to 8 degree with $Ar^+$ irradiation and the oxygen environment. Change of surface phenomena in a keV ion beam and characteristics of the grown films are suggested.
Tetra(4-carboxyphenyl)porphine(TCPP) 흡착으로부터 그래핀 표면의 기능화에 대하여 방사광을 이용한 광전자 분광법으로 연구하였다. 최근 들어 그래핀을 이용한 소자개발에 있어서 그래핀의 우수한 전기적 특성을 저해하지 않으며 그 표면의 화학적 활성도를 개선하고자 하는 필요성이 대두되고 있다. 따라서 기능성 작용기를 가지고 있는 유기반도체 물질을 이용하여 그래핀 표면의 화학적 활성화를 촉진시킴과 동시에 보호층을 형성시키고자 하는 연구가 보고되고 있다. 그러나 일반적으로 그 유기분자들이 그래핀 표면에 흡착되었을 때 전하의 이동을 유도함으로서 원래 그래핀의 물리적 특성을 변화시킬 가능성을 가지고 있다. 본 연구에서는 6H-SiC 표면 위에 두층으로 에피텍셜 성장된 그래핀에 TCPP 분자를 흡착시킴으로서 그래핀의 고유 특성을 거의 저해하지 않음과 동시에 기능성 작용기의 역할을 충실히 수행할 수 있음을 보여 주고 있다. 이는 valence band dispersion과 일함수 변화 측정으로 관찰할 수 있었다. 또한 TMA를 이용한 TCPP의 수산화 작용기의 반응 과정은 일반적인 실리콘 산화막에 적용했을 때 일어나는 화학적 반응 과정과 다른 메커니즘으로 진행됨을 관찰하였다.
GaN는 III-V족 물질로 밴드갭이 3.4 eV으로 가시광선 영역에서 투명하며 우수한 전기적 특성으로 인해 여러 반도체 분야에서 응용되고 있는 물질이다. GaN 박막의 성장 방법으로는 molecular beam epitaxial 방법과 metal organic chemical vapor deposition 방법이 있지만 고비용인 단점이 있다. 이에 비해 sputtering 방법으로 성장시킨 GaN 박막은 비용이 적게 들고 저온에서 성장이 가능하다는 장점이 있다. 이 연구에서는 radio frequency sputter를 사용하여 GaN 박막을 성장하여 구조적, 광학적 특성을 분석하였다. GaN 박막은 각각 단일층의 그래핀과 c-축 사파이어 기판에 증착 하였으며, 이때 기판온도는 $25^{\circ}C$, $100^{\circ}C$, $200^{\circ}C$로 변화를 주었고, N2 분압은 2 sccm, 5 sccm, 10 sccm으로 변화를 주었다. 그래핀과 사파이어 기판에 성장된 각각의 GaN 박막의 결정성을 투과전자현미경 이미지로 측정하여 비교하였다. $4{\times}10^{-3}$ Torr 진공도와 50 W의 방전 전력과 Ar 10 sccm 분위기에서 20 min 동안 증착된 GaN 박막 두께는 70 nm정도를 가지는 것으로 확인하였다. X-ray Diffraction 측정으로 사파이어 기판 및 (002) 방향으로 성장된 GaN의 피크를 확인하였다. 추가적으로 Photoluminescence 스펙트럼은 N2 분압의 변화와 yellow luminescence 영향을 받는 것을 확인하였다. 본 연구를 통하여, 증착된 기판온도와 N2 분압의 변화에 따른 그래핀 및 사파이어 기판에 증착된 GaN 박막의 특성을 비교하였으며, sputtering 방법으로 고품질의 GaN 박막을 성장시킬 수 있는 가능성을 확인하였다.
반응성RF 마그네트론 스퍼터링 법으로 상온에서 c-축으로 우선 배향된 AIN 박막을 여러 기판 위에 증착하였다. SiO$_{2}$/Si, Si$_{3}$N $_{4}$Si, Si(100), Si(111)그리고 $\alpha$-AI$_{2}$O$_{3}$(0001) 기판에서 AIN(0002)로킹커브 피크의 표준편차는 각각 2.6˚, 3.1˚2.6˚, 2.5˚ 그리고 2.1˚ 의 값을 나타내었다. $\alpha$-AI$_{2}$O$_{3}$(0001) 기판에 증착된 AIN박막은 epitaxial 성장을 나타내었다. Si기판에 증착된 AIN박막에서 측정된 비저항과 1MHz 주파수에서 측정된 유전상수의 값은 각각 $10^{11}$Ωcm와 9.5였다. IDT/AIN/$\alpha$-AI$_{2}$O$_{3}$(0001)구저를 갖는 지연선 소자의 표면 탄성과 특성을 측정하였다. 상 속도, 전기기계 결합계수 그리고 전파손실은 H/λ가 0.17-0.5 범위에서 각각 5448-5640m/s, 0.13-0.17% 그리고 0.41-0.64dB/λ의 값을 나타내었다.다.
The optical characterization of self-assembled InAs/AlAs Quantum Dots(QD) grown by MBE(Molecular Beam Epitaxy) was investigated by using Photoluminescence(PL) spectroscopy. The influence of thin AlAs barrier on QDs were carried out by utilizing a pumping beam that has lower energy than that of the AlAs barrier. This provides the evidence for the tunneling of carriers from the GaAs layer, which results in a strong QD intensity compared to the GaAs at the 16 K PL spectrum. The presence of two QDs signals were found to be associated with the ground-states transitions from QDs with a bimodal size distribution made by the excitation power-dependent PL. From the temperature-dependent PL, the rapid red shift of the peak emission that was related to the QD2 from the increasing temperature was attributed to the coherence between the QDs of bimodal size distribution. A red shift of the PL peak of QDs emission and the reduction of the FWHM(Full Width at Half Maximum) were observed when the annealing temperatures ranged from 500 $^{\circ}C$ to 750 $^{\circ}C$, which indicates that the interdiffusion between the dots and the capping layer was caused by an improvement in the uniformity size of the QDs.
In-rich InGaN epilayers were grown on (0001) sapphire substrates by radio-frequency plasma-assisted molecular beam epitaxy (RF-MBE). InGaN epilayers grown at various growth condition were observed by SEM, XRD, and RHEED. When plasma power of nitrogen increased from 290 to 350 W, surface morphology and crystal quality became worse according to more active nitrogen on the surface of InGaN at N-rich growth condition. As In composition was reduced from 89 to 71% by changing the incoming flux of In and Ga, surface morphology and crystal quality became worse. In addition, weak peaks of cubic InGaN phase was observed from InGaN layer with 71% In composition by XRD ${\Phi}$ scan measurement. When growth temperature decreased from 500 to $400^{\circ}C$, RHEED diffraction pattern was changed to be from streaky to spotty which means atomically rough surface, and spotty pattern showed cubic symmetry of InGaN clearly. XRD ${\Phi}$ scan measurement gave clear evidence that more cubic InGaN phase was formed at low growth temperature. All these results indicates that extremely low surface mobility of Ga adatom caused inferior crystal quality and cubic InGaN phase.
Laser ablation법으로 c-축 배향되도록 만든 Y/sub 1/Ba/sub 2/Cu/sub 3/O/sub 7- .delta. / 박막으로 임계온도 근처에서 운반자들의 정보를 얻기위하여 Hall 효과를 연구하였다. 자기비저항은 Nernst 효과 때문에 자기장이 증가할 수록 offset 점의 온도가 낮았고, 자기비저항으로 부터 열자기적 효과를 고 려하여 계산한 Hall 비저항값과 실제 van der Pauw 법으로 측정한 Hall 비저항값을 비교해 본 결과 비교적 잘 일치하였다.
레이저 간섭 석판 장비(Laser Interference Lithography; LIL)를 이용하여, Anodic Aluminum Oxide(AAO) 나노기공의 배열을 향상 시켰다. 이후 진공에서 Fe와 Cu를 AAO/Si에 성장하고, AAO를 제거하여 Cu/Fe(20 nm) 나노구조를 제작하였다. AAO의 나노기공과 나노구조는 전처리 과정에서 제작된 PR(photoresist) 나노선을 따라 1차원으로 배열되었다. 자성 나노구조의 자기이력곡선으로부터 이들이 vortex 구조를 가지며, 쌍극자 상호작용이 지배적임을 확인하였다.
Jin, Da Woon;Ko, Young Joon;Kong, Dae Sol;Kim, Hyun Ki;Ha, Jae-Hyun;Lee, Minbaek;Hong, Jung-Il;Jung, Jong Hoon
Current Applied Physics
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제18권12호
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pp.1486-1491
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2018
In recent years, mica has been successfully used as a substrate for the growth of flexible epitaxial ferroelectric oxide thin films. Here, we systematically investigated the flexibility of mica in terms of its thickness, repeated bending/unbending, extremely hot/cold conditions, and successive thermal cycling. A $20-{\mu}m-thick$ sheet of mica is flexible even up to the bending radius of 5 mm, and it is durable for 20,000 cycles of up- and down-bending. In addition, the mica shows flexibility at 10 and 773 K, and thermal cycling stability for the temperature variation of ca. 400 K. Compared with the widely used flexible polyimide, mica has a significantly higher Young's modulus (ca. 5.4 GPa) and negligible hysteresis in the force-displacement curve. These results show that mica should be a suitable substrate for piezoelectric energy-harvesting applications of ferroelectric oxide thin films at extremely low and high temperatures.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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