• 한국재료학회지
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• 제13권6호
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• pp.347-351
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• 2003

II-Ⅵ ZnO compound semiconductor thin films were grown on $\alpha$-Al$_2$O$_3$(0001) single crystal substrate by radical beam assisted molecular beam epitaxy and the optical properties were investigated. Zn(6N) was evaporated using Knudsen cell and O radical was assisted at the partial pressure of 1$\times$10$^{4}$ Torr and radical beam source of 250-450 W RF power. In $\theta$-2$\theta$ x-ray diffraction analysis, ZnO thin film with 500 nm thickness showed only ZnO(0002)and ZnO(0004) peaks is believed to be well grown along c-axis orientation. Photoluminescence (PL) measurement using He-Cd ($\lambda$=325 nm) laser is obtained in the temperature range of 9 K-300 K. At 9 K and 300 K, only near band edge (NBE) is observed and the FWHM's of PL peak of the ZnO deposited at 450 RF power are 45 meV and 145 meV respectively. From no observation of any weak deep level peak even at room temperature PL, the ZnO grains are regarded to contain very low defect density and impurity to cause the deep-level defects. The peak position of free exciton showed slightly red-shift as temperature was increased, and from this result the binding energy of free exciton can be experimentally determined as much as $58\pm$0.5 meV, which is very closed to that of ZnO bulk. By van der Pauw 4-point probe measurement, the grown ZnO is proved to be n-type with the electron concentration($n_{e}$ ) $1.69$\times$10^{18}$$cm^3$, mobility($\mu$) $-12.3\textrm{cm}^2$/Vㆍs, and resistivity($\rho$) 0.30 $\Omega$$\cdot$cm.

• 한국결정성장학회지
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• 제11권4호
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• pp.138-147
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• 2001

수평 전기로에서 $ZnIn_{2}S_{4}$ 다결정을 합성하여 HWE(Hot Wall Epitaxy)방법으로 $ZnIn_{2}S_{4}$ 단결정 박막을 반절연성 GaAs(100) 기판 위에 성장시겼다. $ZnIn_{2}S_{4}$ 단결정 박막은 증발원의 온도를 $610^{\circ}C$, 기판의 온도를 $450^{\circ}C$로 성장시켰고 성장 속도는 0.5$\mu\textrm{m}$/hr로 확인되었다. $ZnIn_{2}S_{4}$ 단결정 박막의 결정성의 조사에서 $10^{\circ}$K에서 광발광 (photoluminescence) 스펙트럼이 433nm (2.8633 eV)에서 exciton emission 스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 요동곡성 (DCRC)의 반폭치(FWHM)도 133 arcsec로 가장 작아 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 $293^{\circ}$K에서 각각 $8.51{\times}10^{17}electron{\textrm}{cm}^{-3}$, 291$\textrm{cm}^2$/V-s 였다. $ZnIn_{2}S_{4}$ 단결정 박막의 광전류 단파장대 봉우리들로부터 $10^{\circ}$K에서 측정된 ${\Delta}$Cr(crystal field splitting)은 0.1678 eV, ${\Delta}$So (spin orbit coupling)는 0.0148eV였다. $10^{\circ}$K의 광발광 측정으로부터 고품질의 결정에서 볼 수 있는 free exciton 과 매우 강한 세기의 중성 주개 bound exciton 등의 피크가 관찰되었다. 이때 증성 주개 bound exciton 의 반치폭과 결합 에너지는 각각 9meV와 26meV였다. 또한 Haynes rule에 의해 구한 불순물의 활성화 에너지는 130meV였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 추계총회 및 학술대회 논문집
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• pp.131-133
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• 2012

The photoluminescence (PT) properties of Al-doped ZnO thin films grown by the sol-gel dip-coating method have been investigated. At 12 K, nine distinct PL peaks were observed at 2.037, 2.592, 2.832, 3.027, 3.177, 3.216, 3.260, 3.303, and 3.354 eV. The deep-level emissions (2.037, 2.592, 2.832, and 3.027 eV) were attributed to native defects. The near-band-edge (NBE) emission peaks at 3.354, 3.303, 3.260, 3.216, and 3.177 eV were attributed to the emission of the neutral-donor-bound excitons (D0X), two-electron satellite (TES), free-to-neutral-acceptors (e,A0), donor-acceptor pairs (DAP), and second-order longitudinal optical (2LO) phonon replicas of the TES (TES-2LO), respectively. According to Haynes' empirical rule, we calculated the energy of a free exciton (FX) to be 3.374 eV. The thermal activation energy for D0X in the nanocrystalline ZnO thin film was found to be ~25 meV, corresponding to the thermal dissociation energy required for D0X transitions.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.208-208
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• 2003

RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 Ar과 $O_2$의 유량을 25sccm씩 흘리면서 $SiO_2$/Si기판 위에 Sn $O_2$ 박막을 증착하였다. 증착된 박막은 columnar 구조로 성장하였으며 많은 입자들이 뭉쳐서 형성된 양배추꽃(cauliflower) 형태의 뭉친 입자(agglomerates)를 가지는 표면형상이 관찰되었다. 분위기에 따른 어닐링 효과를 확인하기 위하여 50$0^{\circ}C$에서 공기와 질소 분위기하에서 열처리하였다. 열처리한 후 표면거칠기가 개선되었으며, 표면형상의 변화가 발생하였다. 특히 50$0^{\circ}C$, 질소분위기에서 어닐링한 경우는 양배추꽃 형태의 표면형상이 소수의 작은 입자가 뭉친 형태로 분리되면서 입도분포가 개선되었다. 이러한 결과는 어닐링 과정에서 발생되는 응력을 완화시키기 위하여 표면형상의 변화가 발생하는 것으로 판단된다. XPS 측정 결과, 질소 분위기에서 어닐링한 후에 OIs와 Sn5/3d 피크가 낮은 결합에너지에 위치하고 있어 산소공공의 농도가 어닐링 전에 비하여 증가하였음을 확인할 수 있다. 어닐링 전후에 Sn $O_2$ 박막의 면저항 측정 값은 XPS 결과와는 달리 질소 분위기 어닐링한 후에 오히려 면저항값이 크게 증가하였다. 이러한 결과는 질소 분위기 어닐링한 후 표면형상의 변화에 기인하여 입자간의 연결성이 저하되어 면저항값이 증가한 것으로 추정된다. 산소분위기에서 어닐링한 후에 전체적으로 전기적 특성의 재현성이 개선되었으며 Sensitivity( $R_{air}$/ $R_{gas}$)가 향상되었음을 확인하였다.하였다.석을 통하여 La의 분포를 확인하였으며, HRTEM 분석을 통하여 미세구조분석을 실시하였다.2463eV였다. 10K에서 광발광 봉우리의 919.8nm (1.3479eV)는 free exciton(Ex), 954.5nm (1.2989eV)는 donor-bound exciton 인 I2(DO,X)와 959.5nm (1.2921eV)는 acceptor-bound exciton 인 I1(AO,X) 이고, 964.6nm(1.2853eV)는 donor-acceptor pair(DAP) 발광, 1341.9nm (0.9239eV)는 self activated(SA)에 기인하는 광발광 봉우리로 고찰되었다.가 높을수록 방출전류가 시간에 따라 급격히 감소하였다. 각 duty비에서 방출전류의 양이 1/2로 감소하는 시점을 에미터의 수명으로 볼 때 duty비 대 에미터 수명관계를 구해 높은 duty비에서 전계방출을 시킴으로써 실제의 구동조건인 낮은 duty비에서의 수명을 단시간에 예측할 수 있었다. 단속적으로 일어난 것으로 생각된다.리 폐 관류는 정맥주입 방법에 비해 고농도의 cisplatin 투여로 인한 다른 장기에서의 농도 증가 없이 폐 조직에 약 50배 정도의 고농도 cisplatin을 투여할 수 있었으며, 또한 분리 폐 관류 시 cisplatin에 의한 직접적 폐 독성은 발견되지 않았다이 낮았으나 통계학적 의의는 없었다[10.0%(4/40) : 8.2%(20/244), p>0.05]. 결론: 비디오흉강경술에서 재발을 낮추기 위해 수술시 폐야 전체를 관찰하여 존재하는 폐기포를 놓치지 않는 것이 중요하며, 폐기포를 확인하지 못한 경우와 이차성 자연기흉에 대해서는 흉막유착술에 더 세심한 주의가 필요하다는 것을 확인하였다. 비디오흉강경수술은 통증이 적고, 입원기간이 짧고,

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.113-113
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• 2003

ZnO 박막은 p형 도핑방법이 점차 알려 지면서 최근 차세대 발광소자 재료로서 주목을 받고 있으며, 우수한 전자 이동도, 우수한 홀 이동도, 발광 스펙트럼(PL) 피크의 날카로움, 높은 free exciton binding energy, 방사선 노출에 대한 큰 내구성, 습식 식각이 가능, 동종 기판 사용이 가능함으로써 박막의 품질을 개선할 수 있고 제조공정을 간소화할 수 있는 등의 장점을 지니고 있어 이에 관련된 많은 연구들이 진행되고 있다. 특히 ZnO 박막을 차세대 발광소자로 응용하기 위해서는 고품질의 에피탁시 박막을 성장시켜야 하며 이를 위하여 MBE, MOCVD, PLD법 등 다양한 에피탁시 박막증착이 시도되고 있다. 또한 보다 양질의 ZnO 박막을 성장시키기 위해 적절한 단결정 기판 및 버퍼층의 탐색과 각 기판에 따른 ZnO 박막의 물성평가 작업도 진행되고 있다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.784-789
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• 1998

In this work, the optical properties of freestanding GaN single crystalline substrate grown by hydride vapor phase epitaxy(HVPE) were investigated. The low temperature PL spectrum in freestanding GaN consists of free and bound exciton emissions, and a deep DAP recombination around at 1.8eV. The optically-pumped stimulated emission in freestanding GaN substrate was observed at room temperature. At the maximum power density of 2MW/$\textrm{cm}^2$, the peak energy and FEHM of stimulated emission were 3.318 eV and 8meV, respectively. The excitation power dependence on the integrated emission intensity indicates the threshold pumping power density of 0.4 MW/$\textrm{cm}^2$.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.159-160
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• 2006

$AgGaSe_2$ single crystal thin films grown by using hot wall epitaxy (HWE) system. The single crystal thin films were investigated by photoluminescence and double crystal X-ray diffraction(DCXD) measurement. From the photoluminescence measurement of $AgGaSe_2$ single crystal thin film, we observed free excition ($E_x$) observable only in high quality crystal and neutral bound exciton ($D^{\circ}$,X) having very strong peak intensity. And, the full width at hall maximum and binding energy of neutral donor bound excition were 8 meV and 14.1 meV, respectively. By Haynes rule, an activation energy of impurity was 141 meV.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.143-144
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• 2010

3-5족 화합물 반도체를 이용한 집광형 삼중 접합 태양전지는 40% 이상의 광변환 효율로 많은 주목을 받고 있다[1]. 삼중 접합 태양전지의 하부 셀은 기계적 강도가 높고 장파장을 흡수할 수 있는 Ge이 사용된다. Ge위에 성장될 III-V족 단결정막으로서 Ge과 격자상수가 일치하는 GaInP나 GaAs가 적합하고, 성장 중 V족 원소의 열확산으로 인해 Ge과 pn접합을 형성하게 된다. 이때 GaInP의 P의 경우 GaAs의 As보다 확산계수가 낮아 태양전지 변환효율향상에 유리한 얇은 접합 형성이 가능하고, 표면 에칭효과가 적기 때문에 GaInP를 단결정막으로 선택하여 p-type Ge기판 위 성장으로 단일접합 Ge구조 제작이 가능하다. 하지만 이종접합 구조 성장으로 인해 발생한 계면사이의 전위나 미세결함들이 결정막내부에 존재하게 되며 이러한 결함들은 광학소자 응용 시 비발광 센터로 작용할 뿐 아니라 소자의 누설전류를 증가시키는 원인으로 작용하여 태양전지 변환효율을 감소시키게 된다. 이에 결함감소를 통해 소자의 전기적 특성을 향상시키고자 수소 열처리나 플라즈마 공정을 통해 수소 원자를 박막내부로 확산시키고, 계면이나 박막 내 결함들과 결합시킴으로서 결함들의 비활성화를 유도하는 연구가 많이 진행되어 왔다 [2][3]. 하지만, 격자불일치를 갖는 GaInP/Ge 구조에 대한 수소 열처리 및 불순물 준위의 거동에 대한 연구는 많이 진행되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 Ga0.45In0.55P/Ge구조에 수소 열처리 공정을 적용을 통하여 단결정막 내부 및 계면에서의 결함밀도를 제어하고 이를 통해 태양 전지의 변환효율을 향상시키고자 한다. <111> 방향으로 $6^{\circ}C$기울어진 p-type Ge(100) 기판 위에 유기금속화학증착법 (MOCVD)을 통해 Si이 도핑된 200 nm의 n-type GaInP층을 성장하여 Ge과 단일접합 n-p 구조를 제작하였다. 제작된 GaInP/Ge구조를 furnace에서 250도에서 90~150분간 시간변화를 주어 수소열처리 공정을 진행하였다. 저온 photoluminescence를 통해 GaInP층의 광학적 특성 변화를 관찰한 결과, 1.872 eV에서 free-exciton peak과 1.761 eV에서 Si 도펀트 saturation에 의해 발생된 D-A (Donor to Acceptor)천이로 판단되는 peak을 검출할 수 있었다. 수소 열처리 시간이 증가함에 따라 free-exciton peak 세기 증가와 반가폭 감소를 확인하였고, D-A peak이 사라지는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 결과는 수소 열처리에 따른 단결정막 내부의 수소원자들이 얕은 불순물(shallow impurity) 들로 작용하는 도펀트들이나, 깊은 준위결함(deep level defect)으로 작용하는 계면근처의 전위, 미세결함들과의 결합으로 결함 비활성화를 야기해 발광세기와 결정질 향상효과를 보인 것으로 판단된다. 본 발표에서는 상술한 결과를 바탕으로 한 수소 열처리를 통한 박막 및 계면에서의 결함준위의 거동에 대한 광분석 결과가 논의될 것이다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.81-81
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• 2003

The stochiometric mixture of evaporating materials for the CuGaSe$_2$ single crystal thin films were prepared from horizontal furnace. Using extrapolation method of X-ray diffraction patterns for the polycrystal CuGaSe$_2$, it was found tetragonal structure whose lattice constant no and co were 5.615$\AA$ and 11.025$\AA$, respectively. To obtains the single crystal thin films, CuGaSe$_2$ mixed crystal was deposited on throughly etched GaAs(100) by the Hot Wall Epitaxy(HWE) system. The source and substrate temperature were 61$0^{\circ}C$ and 45$0^{\circ}C$ respectively, and the growth rate of the single crystal thin films was about 0.5${\mu}{\textrm}{m}$/h. The crystalline structure of single crystal thin films was investigated by the double crystal X-ray diffraction(DCXD). Hall effect on this sample was measured by the method of van der pauw and studied on carrier density and mobility depending on temperature. From Hall data, the mobility was likely to be decreased by pizoelectric scattering in the temperature range 30K to 150K and by polar optical scattering in the temperature range 150K to 293K. The optical energy gaps were found to be 1.68eV for CuGaSe$_2$ single crystal thin films at room temperature. The temperature dependence of the photocurrent peak energy is well explained by the Varshni equation then the constants in the Varshni equation are given by a=9.615$\times$ 10$^{-4}$ eV/K, and $\beta$=335K. From the photocurrent spectra by illumination of polarized light of the CuGaSe$_2$ single crystal thin films. We have found that values of spin orbit coupling ΔSo and crystal field splitting ΔCr was 0.0900eV and 0.2498eV, respectively. From the PL spectra at 20K, the peaks corresponding to free bound excitons and D-A pair and a broad emission band due to SA is identified. The binding energy of the free excitons are determined to be 0.0626eV and the dissipation energy of the acceptor-bound exciton and donor-bound exciton to be 0.0352eV, 0.0932eV, respectively.

• 한국결정성장학회지
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• 제13권6호
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• pp.279-283
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• 2003

본 연구에서는 ZnTe에 S 원자를 소량 첨가한 ZnTe : S 단결정 박막이 열적적층법에 의하여 GaAs(100) 기판 위에 성장되었다. S 원자에 의한 효과를 알기 위하여 ZnTe : S 단결정 박막의 광발광 특성을 조사하였다. 저온 광발광 스펙트럼에서 등전자적 중심(isoelectronic center)으로 보이는 2.339 eV의 피크가 관측되었고, ZnTe 단결정 박막의 광발광 스펙트럼에서 근원을 알 수 없었던 발광 스펙트럼은 관측되지 않았다. 온도에 따른 가벼운 양공 자유 엑시톤의 세기 변화는 외부자기포획(extrinsic self-trapping)으로 설명하였다. 그리고 상온에서 에너지 띠간격 흡수단 근처의 발광선이 관측되었다.