• 제목/요약/키워드: Ga source

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HWE 방법에 의한 $AgGaS_2$/GaAs epilayer 성장과 특성 (Study of characteristics of $AgGaS_2$/GaAs epilayer by hot wall epitaxy)

  • 홍광준;정준우;방진주;진윤미;김소형;여회숙;양해정
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 제4회 영호남학술대회 논문집
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    • pp.84-91
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    • 2002
  • The stochiometric composition of $AgGaS_2$/GaAs polycrystal source materials for the $AgGaS_2$/GaAs epilayer was prepared from horizontal furnace. From the extrapolation method of X-ray diffraction patterns it was found that the polycrystal $AgGaS_2$/GaAs has tetragonal structure of which lattice constant an and Co were 5.756 $\AA$ and 10.305 $\AA$, respectively. $AgGaS_2$/GaAs epilayer was deposited on throughly etched GaAs(100) substrate from mixed crystal $AgGaS_2$/GaAs by the Hot Wall Epitaxy (HWE) system. The source and substrate temperature were $590^{\circ}C$ and $440^{\circ}C$ respectively. The crystallinity of the grown $AgGaS_2$/GaAs epilayer was investigated by the DCRC (double crystal X-ray diffraction rocking curve). The optical energy gaps were found to be 2.61 eV for $AgGaS_2$/GaAs epilayer 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 $\alpha=8.695{\times}10^{-4}$ eV/K, and $\beta=332K$. From the photocurrent spectra by illumination of polarized light of the $AgGaS_2$/GaAs epilayer, we have found that crystal field splitting ${\Delta}Cr$ was 0.28 eV at 20 K. From the PL spectra at 20 K, the peaks corresponding to free and bound excitons and a broad emission band due to D-A pairs are identified. The binding energy of the free excitons are determined to be 0.2676 eV and 0.2430 eV and the dissociation energy of the bound excitons to be 0.4695 eV.

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위성체의 동력원으로서의 GaAs 태양전지 (GaAs solar cells for a satellite application)

  • 이승기;한민구
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1988년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 한국전력공사연수원, 서울; 21-22 Oct. 1988
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    • pp.620-626
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    • 1988
  • GaAs solar cells may be the most attractive and efficient power source of a satellite. GaAs is more radiation tolerant and less temperature sensitive than widely used silicon. $Al_{x}$ Ga$_{1-x}$ As/GaAs solar cells have been designed and fabricated by Liquid Phase Epitaxial method. GaAs solar cells, of which structure is about 0.2 .mu.m p$^{+}$ - window layer, 0.6-1.O .mu.m Ge-doped p-layer. 3.mu.m n-GaAs layer and n$^{+}$ - buffer layer, have been characterized as a function of operating temperature from 25 .deg.C to 130 .deg.C. Open circuit voltage decreases linearly with increasing temperature by 1.4-1.51 mV/ .deg.C while degradation of silicon solar cells is about 2.2-2.5 mV/ .deg.C, short circuit current does not increase much with increasing temperature. Relative efficiency decreases with increasing of temperature by about 0.21-0.29 %/ .deg.C. Efficiency degradation of silicon solar cells with temperature is known to be about 0.5%/ .deg.C and our results show GaAs solar cells may be an excellent candidate for concentrated solar cells.ells.

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Photoreflectance에 의한 반절연성 GaAs의 띠간격 에너지(Eo)측정 (Band-gap energy (Eo) measurements of semi-insulating GaAs by photoreflectance)

  • 배인호;김말문;이정열;김인수;김기홍
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제7권6호
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    • pp.490-495
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    • 1994
  • We investigated photoreflectance of semi-insulating GaAs with respect to modulation sources, that is, modulation beam intensity, modulation frequency, temperature, and thickness of sample. PR spectra by each modulation source turned out to be signals of low electric field third differential, and band gap values of sample were fitted by least square root method for Aspnes' theoretical equation.

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$AgGaSe_2$ 단결정 박막 성장과 광전기적 특성 (Growth and Optoelectrical Properties for $AgGaSe_2$ Single Crystal Thin Films)

  • 홍광준;유상하
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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    • pp.171-174
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    • 2004
  • The stochiometric $AgGaSe_2$ polycrystalline mixture of evaporating materials for the $AgGaSe_2$ single crystal thin film was prepared from horizontal furnace. To obtain the single crystal thin films, $AgGaSe_2$ mixed crystal and semi-insulating GaAs(100) wafer were used as source material and substrate for the Hot Wall Epitaxy (HWE) system, respectively. The source and substrate temperature were fixed at $630^{\circ}C$ and $420^{\circ}C$, respectively. The thickness of grown single crystal thin films is $2.1{\mu}m$. The single crystal thin films were investigated by photoluminescence and double crystal X-ray diffraction(DCXD) measurement. The carrier density and mobility of $AgGaSe_2$ single crystal thin films measured from Hall effect by van der Pauw method are $4.89{\times}10^{17}\;cm^{-3},\;129cm^2/V{\cdot}s$ at 293K, respectively. From the photocurrent spectrum by illumination of perpendicular light on the c - axis of the $AgGaSe_2$ single crystal thin film, we have found that the values of spin orbit splitting ${\Delta}S_o$ and the crystal field splitting ${\Delta}C_r$ were 0.1762 eV and 0.2494 eV at 10 K, respectively. 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 $(D^o,X)$ having very strong peak intensity And, the full width at half 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.

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High-brightness Phosphor-conversion White Light Source Using InGaN Blue Laser Diode

  • Ryu, Han-Youl;Kim, Dae-Hwan
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제14권4호
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    • pp.415-419
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    • 2010
  • A phosphor-conversion white light source is demonstrated using an InGaN-based blue laser diode (LD) and a yellow-emitting phosphor excited by the blue LD. The photometric and colorimetric properties of this blue-LD-based white light source are characterized. When injection current of the LD is 100 mA, luminous flux and luminous efficiency of the white light are found to be over 5 lm and 10 lm/W, respectively. When injection current is >90 mA, luminance is estimated to be larger than 10 Mcd/$cm^2$. In addition, color characteristics of the white light such as chromaticity coordinates, a correlated color temperature, and a color rendering index are found to be quite stable as current and temperature of the LD varies. The demonstrated LD-based white light source is expected to be used in high-brightness illumination applications with good color stability.

선형 공핍층 근사를 사용한 단채널 GaAs MESFET의 전류 전압 특성 연구 (A Study on the Current-Voltage Characteristics of a Short-Channel GaAs MESFET Using a New Linearly Graded Depletion Edge Approximation)

  • 박정욱;김재인;서정하
    • 대한전자공학회논문지TE
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    • 제37권2호
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    • pp.6-11
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    • 2000
  • 본 논문에서는 단채널 n형 GaAs MESFET 소자의 공핍층의 두께가 선형적으로 변한다는 근사를 적용하여 공핍층내의 2차원 프와송 방정식을 풀어 단채널 GaAs MESFET의 전류-전압 특성을 해석적으로 도출하는 모델을 제안하였다. 이 모델로부터 문턱 전압, 소오스와 드레인의 저항 및 드레인 전류식을 도출하였다 계산 결과로부터 전류-전압 특성 곡선에서 단채널 소자의 특성인 Early 효과를 설명할 수 있었고 소오스 접촉 저항과 드레인 접촉 저항에 의한 전압 강하도 설명할 수 있었다. 더욱이 본 모델은 소자 해석에 있어서 단채널 소자에만 국한되지 않고 장채널 소자의 특성을 해석하는 데에도 적용할 수 있었다.

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HWE 방법에 의한 ZnSe/GaAs(100)의 성장과 특성 (Growth and characterization of ZnSe/GaAs(100) by hot-wall technique)

  • 전경남;고석룡;이경준;정원기;두하영;이춘호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.56-61
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    • 1996
  • 두 개의 증발료가 설치된 hot wall epitaxy 장치를 제작하고 GaAs 기판위에 undoped ZnSe 박막을 성장하였다. 기판온도 $350^{\circ}C$, 원료부의 온도 $660^{\circ}C$ 근방에서 성장된 경 연박막의 XRD 측정값은 175 $sec^{-1}$의 반치폭을 냐타내 였다. Photoluminescence 측정 결과 neu t tral acceptor bound exciton emission line이 강하게 얻어지는 양질의 박막을 성장하였다.

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저압 MOCVD로 CBr4 가스를 사용하여 탄소 도핑된 GaAs 에피층의 결정학적 방향에 따른 전기적 성질의 의존성 (Crystallographic Orientation Dependence Of Electrical Properties of Carbon-doped GaAs Grown by Low Pressure Metalorganic Chemical Vapor Deposition Using CBr4)

  • 손창식
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제15권3호
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    • pp.214-219
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    • 2002
  • In order to elucidate the crystallographic orientation dependence of electrical properties of carbon (C)-doped GaAs epilayers, C incorporation into GaAs epilayers on high-index GaAs substrates with various crystallographic orientations from (100) to (111)A has been performed by a low pressure metalorganic chemical vapor deposition using C tetrabromide ($CBt_4$) as a C source. The hole concentration of C-doped GaAs epilayers rapidly decreases with a hump at (311)A with increasing the offset angle. Although the growth temperature and the V/III ratio are varied, the crystallographic orientation dependence of hole concentration show a same trend. The above behaviors indicate that the bonding strength of As sites on a glowing surface plays an important role in the C incorporation into the high-index GaAs substrates.

Terahertz Generation and Detection Using InGaAs/InAlAs Multi Quantum Well

  • 박동우;한임식;노삼규;지영빈;오승재;서진석;전태인;김진수;김종수
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.205-205
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    • 2013
  • 테라헤르쯔(terahertz: THz)파는 0.1~10 THz 의 범위로 적외선과 방송파 사이에 광대역 주파수 스펙트럼을 차지하고 있으며 직진성, 투과성, 그리고 낮은 에너지 (meV)를 가지고 있어 비 파괴적이고 무해한 장점을 지니고 있다. Ti:sapphire laser와 같은 femto-pulse source 등이 많은 발전이 되어 현재 많은 연구와 발전이 이루어지고 있다. femto-pulse source를 이용한 THz 응용에서는 높은 저항, 큰 전자 이동도, 그리고 아주 짧은 전하수명의 기판을 요구하는데 저온에서 성장한 (low-temperature grown : LT) GaAs는 격자 내에 Gallium 자리에 Arsenic이 치환 하면서 AsGa antisite가 발생하여 전하수명을 짧아지는 것을 응용하여 가장 많이 이용되고 있다. 현재 THz 응용분야에서 보다 작고 가격경쟁력이 있는 광통신을 이용한 THz photomixer등이 활발히 연구 하고 있다. 광섬유 내에서 손실과 분산이 최소값을 가지는 부분이 1.55 ${\mu}m$ 부근이고 In0.53Ga0.47As 기판을 이용하였을 때 여기에 완벽하게 만족하게 된다. 하지만 LT-InGaAs 의 경우 AsGa antisite로 인하여 carrier lifetime은 짧아지지만 높은 n-type 전하밀도를 가지게 된다. 이때 Be을 doping하여 전하밀도를 보상하여 높은 저항을 유지해야 하는데 Be의 활성화를 위해서는 열처리를 필요로 한다. 하지만 열처리를 하면 carrier lifetime이 길어지기 때문에 carrier lifetime과 저항을 적절히 조율해야 한다. 이는 물질자체의 특성이기 때문에 InGaAs는 GaAs보다 낮은 amplitude와 짧은 cut-off frequency를 가진다. 본 연구에서는 보다 높은 저항을 얻기 위하여 molecular beam epitaxy를 이용하여 semi-insulating InP:Fe 기판위에 격자 정합된 InGaAs:Be/InAlAs multi quantum well (MQW)를 온도별 ($250{\sim}400^{\circ}C$), 주기별 (50~150)로 성장을 하였고 이때 InGaAs layer의 Be doping level은 $2{\times}1018\;cm^{-3}$, Ex-situ annealing은 $550^{\circ}C$에서 10분으로 고정 하였다. THz 발생 실험에서는 InGaAs/InAlAs MQW은 4000 pA로 1,000 pA를 가지는 InGaAs epilayer보다 4배 높은 전류 신호를 얻을 수 있었고 모든 샘플이 2 THz에서 cut-off frequency를 가지고 있었다. THz 검출 실험에서는 LT-InGaAs:Be epilayer LT-InGaAs:Be/InAlAs, HT-InGaAs/InAlAs 샘플이 각각 180, 9000, 12000 pA의 전류신호를 가지고 있었고 모든 샘플이 2 THz에서 cut-off frequency를 가지고 있었다. HT-InGaAs/InAlAs MQW를 이용한 검출실험에서는 InGaAs layer가 defect free이지만 LT-InGaAs:Be/ InAlAs MQW 보다 높은 전류 신호를 얻을 수 있었다. 이는 InAlAs layer가 저항만 높이는 것뿐만 아니라 carrier trapping layer로써의 역할도 하는 것으로 사료된다.

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새로운 HVT 성장방법을 이용한 CIGS 결정성장 (New fabrication of CIGS crystals growth by a HVT method)

  • 이강석;전헌수;이아름;정세교;배선민;조동완;옥진은;김경화;양민;이삼녕;안형수;배종성;하홍주
    • 한국결정성장학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.107-112
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    • 2010
  • 높은 광흡수 계수를$(1{\times}10^5cm^{-1})$ 가지는 CIGS는 Ga의 비율에 따라서 밴드갭을 조절할 수 있다는 장점을 지니고 있다. CIGS의 밴드갭은 Ga의 비율에 따라 $CuInSe_2$(Eg: 1.0 eV)에서 $CuGaSe_2$(Eg: 1.68 eV)까지의 범위에 존재하며, 태양전지에 서 이상적인 fill factor 모양을 가지도록 Ga의 비율을 높게 조성한다. CIGS 흡수층을 제작하는 방법에는 co-evaporator 방식이 가장 널리 사용되며 연구되고 있다. 이에 본 연구에서는 수평 형태의 hydride vapor transport (HVT)법을 고안하여 CIGS 나노 구조 및 에피성장을 시도하였다. HVT법은 $N_2$ 분위기에서 원료부의 CIGS 혼합물을 HCl과 반응시켜 염화물 기체상태로 변환 후 growth zone까지 이동하여 성장을 하는 방식이다. 성장기판은 c-$Al_2O_3$ 기판과 u-GaN을 사용하였다. 성장 후 field emission scanning electron microscopy(FE-SEM)과 energy dispersive spectrometer(EDS)를 이용하여 관찰하였다.