• Advances in nano research
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• 제5권4호
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• pp.303-311
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• 2017

The continuum elasticity model is applied to investigate quantitatively the growth features and nucleation mechanism of quantum dots, nanopits, and joint QDs-nanopits structures in GaInAlN quasyternary systems. We have shown that for GaInAlN material system at the critical strain of ${\varepsilon}^*=0.039$ the sign of critical energy and volume is changed. We assume that at ${\varepsilon}={\varepsilon}^*$ the mechanism of the nucleation is changed from the growth of quantum dots to the nucleation of nanopits. Obviously, at small misfit (${\varepsilon}$ < ${\varepsilon}^*$), the bulk nucleation mechanism dominates. However, at ${\varepsilon}$ > ${\varepsilon}^*$, when the energy barrier becomes negative as well as a larger misfit provides a low-barrier path for the formation of dislocations, the nucleation of pits becomes energetically preferable. The free energy of mixing for $Ga_{1-x-y}In_xAl_yN$ quasiternary system was calculated and studied and its 3D sketch was plotted.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제20권1호
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• pp.113-117
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• 2021

A composite active layer was designed based on graphene quantum dots, which is a low-dimensional structure, and a heterogeneous active layer of graphene quantum dots was applied to the interfacial defect structure to overcome the limitations. Increasing to 1.5~3.5 wt % PVP GQD, Vf changed from 2.16 ~ 2.72 V. When negative deflection is applied to the lower electrode, electrons travel through the HfOx/ITO interface. The Al + ions are reduced and the device dominates at low resistance. In addition, as the PVP GQD concentration increased, the depth of the interfacial defect decreased, and the repetition of appropriate electrical properties was confirmed through Al and HfOx/ITO. The low interfacial defects help electrophoresis of Al+ ions to the PVP GQD layer and the HfOx thin film. A local electric field increase occurred, resulting in the breakage of the conductive filament in the defect.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.265-265
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• 2011

자발형성법으로 InP (001) 기판에 성장한 InAs/InAlGaAs 양자점(QDs: quantum dots)의 광학적 특성을 PL (photoluminescence)와 TRPL (time-resolved PL)을 이용하여 분석하였다. InAs QDs 시료는 single layer InAs QDs (QD1)과 7-stacked InAs QDs (QD2)를 사용하였다. 두 시료 모두 저온 (10 K)에서 1,320 nm에서 PL 피크가 나타나고, 온도가 증가함에 따라 PL 피크는 적색편이 (red-shift)를 보였다. 양자점의 온도를 10 K에서 300 K까지 증가하였을 때 QD1은 178 nm 적색편이 하였으며, PL 스펙트럼 폭은 온도가 증가함에 따라 증가하였다. 그러나 QD2는 264 nm 적색편이를 보였으며 PL 스펙트럼의 폭은 QD1 시료와 반대로 온도가 증가함에 따라 감소하였다. QD2의 아주 넓은 PL 스펙트럼 폭과 매우 큰 적색편이는 InAs 양자점 크기의 변화가 QD1에 비해 훨씬 크기 때문이다. QD2의 경우 InAs 층수(layer number)가 증가함에 따라 InAs QD의 크기가 점차 증가하므로 QD 크기의 변화가 single layer인 QD1 시료보다 훨씬 크다. QD1의 PL 소멸은 파장이 증가함에 따라 점차 느려지다가 PL 피크 근처에서 가장 느린 소멸 곡선을 보이고, 파장이 더 증가하였을 때 PL 소멸은 점차 빠르게 소멸하였다. 그러나 QD2의 PL 소멸곡선은 파장이 증가함에 따라 점차 빠르게 소멸하였다. 이것은 QD2는 양자점 크기의 변화가 매우 크기 때문에 (lateral size=18~29 nm, height=2.8~5.9 nm) 방출파장이 증가함에 따라 양자점 사이의 파동함수의 겹침이 증가하여 캐리어의 이완이 증가하기 때문으로 설명된다. 온도에 따른 TRPL 결과는 두 시료 모두 10 K에서 150 K 까지는 소멸시간이 증가하였고, 150 K 이후부터는 소멸시간이 감소하였다. 온도가 증가함에 따라 소멸시간이 증가하는 것은 양자점에서 장벽과 WL (wetting layer)로 운반자(carrier)의 이동, 양자점들 사이에 열에 의해 유도된 운반자의 재분배 등으로 인한 발광 재결합으로 설명할 수 있다. 150 K 이상에서 소멸시간이 감소하는 것은 열적효과에 의한 비발광 재결합 과정에 의한 운반자의 소멸이 증가하기 때문이다. 온도에 따른 TRPL 결과는 두 시료 모두 150 K까지는 발광재결합이 우세하고, 150 K 이상에서 비발광재겹합이 우세하게 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.186-186
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• 2012

This report investigates a new synthetic route and the size-dependent optical and electrical properties of PbS nanocrystal quantum dots (NQDs) in diameters ranging between 1.5 and 6 nm. Particularly we synthesize ultra-small sized PbS NQDs having extreme quantum confinement with 1.5~2.9 nm in diameter (2.58~1.5 eV in first exciton energy) for the first time by adjusting growth temperature and growth time. In this region, the Stokes shift increases as decreasing size, which is testimony to the highly quantum confinement effect of ultra-small sized PbS NQDs. To find out the electrical properties, we fabricate self-assembled films of PbS NQDs using layer by layer (LBL) spin-coating method and replacing the original ligands with oleic acid to short ligands with 1, 2-ethandithiol (EDT) in the course. The use of capping ligands (EDT) allows us to achieve effective electrical transport in the arrays of solution processed PbS NQDs. These high-quality films apply to Schottky solar cell made in an glass/ITO/PbS/LiF/Al structure and thin-film transistor varying the PbS NQDs diameter 1.5~6 nm. We achieve the highest open-circuit voltage (＜0.6 V) in Schottky solar cell ever using PbS NQDs with first exciton energy 2.58 eV.

• 분석과학
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• 제36권4호
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• pp.161-169
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• 2023

In this study, a straightforward and precise nitrogen/sulphur-codoped carbon dots (N/S-CD) was produced using a microwave irradiation approach. The N/S-CD was formulated from succinic acid (SA), bis-(3-aminopropyl)-amine (BAPA), and sodium thiosulphate (STS) as sources of carbon, nitrogen, and sulphur, respectively. The synthesized N/S-CD established a valuable quantum yield (QY) of 70 % and was sensitive to aluminium ion (Al³⁺) with a detection limit of 0.21 µM and a linear concentration range of 0-100 µM. When detecting Al³⁺ in real water samples, the N/S-CD resulted in a satisfactory recovery in the range of 91.14 %-103.37 %. Thus, the proposed study is very promising for Al³⁺ detection in environmental water samples.

• 센서학회지
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• 제31권4호
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• pp.238-243
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• 2022

In this study, a pyrene-core single molecule with amino (-NH₂) functional group material was hybridized using ZnO quantum dots (QDs). The suppressed performance of the 1-aminopyrene (1-PyNH₂) single molecule as an emissive layer (EML) in light-emitting diodes (LEDs) was exploited by adopting the ZnO@1-PyNH₂ core-shell structure. Unlike pristine 1-PyNH₂ molecules, the ZnO@1-PyNH₂ hybrid QDs formed energy proximity levels that enabled charge transfer. This result can be interpreted as an improvement in surface roughness. The uniform and homogeneous EML alleviates dark-spot degradation. Moreover, LEDs with the ITO/PEDOT:PSS/TFB/EML/TPBi/LiF/Al configuration were fabricated to evaluate the performance of two emissive materials, where pristine-1-PyNH₂ molecules and ZnO@1-PyNH₂ QDs were used as the EML materials to verify the improvement in electrical characteristics. The ZnO@1-PyNH₂ LEDs exhibited blue luminescence at 443 nm (FWHM = 49 nm), with a turn-on voltage of 4 V, maximum luminance of 1500 cd/m², maximum luminous efficiency of 0.66 cd/A, and power efficiency of 0.41 lm/W.

• 한국진공학회지
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• 제15권3호
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• pp.294-300
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• 2006

금속유기화학증착기 (metal-organic chemical vapor deposition)를 이용하여 분포귀환형 (distributed feed back) InP/InGaAs/InP 회절격자 구조를 제작하고 원자력간현미경 (atomic force microscopy)과 주사전자현미경 (scanning electron microscopy) 실험을 통해 표면 및 단면을 분석하였다. 그 위에 분자선증착기(molecular beam epitaxy)법을 이용하여 자발형성 (self-assembled) InAs/InAlGaAs 양자점 (quantum dot)을 성장하고, 광학적 특성을 온도변화 광여기 발광 (photoluminescence)으로 회절격자 구조 없이 성장한 양자점 시료와 비교 분석하였다. 회절격자의 간격 대비 폭의 비가 약 30%인 InP/InGaAs/InP 회절격자가 제작되었으며, 그 위에 성장된 양자점의 경우 상온 파장이 1605 nm에서 PL이 관찰되었다. 이는 회절격자 없이 같은 조건에서 성장된 시료의 상온 파장인 1587 nm 보다 장파장에서 발광하였으며, 회절격자의 영향으로 양자점 크기가 변하였음을 조사하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권2호
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• pp.411-414
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• 2013

In order to enhance the photovoltaic property of the CdS/CdSe co-sensitized quantum dot sensitized solar cells (QDSSCs), the surface of nanoporous $TiO_2$ photoanode was modified by ultrathin $Al_2O_3$ layer before the deposition of quantum dots (QDs). The $Al_2O_3$ layer, dip-coated by 0.10 M Al precursor solution, exhibited the optimized performance in blocking the back-reaction of the photo-injected electrons from $TiO_2$ conduction band (CB) to polysulfide electrolyte. Transient photocurrent spectra revealed that the electron lifetime (${\tau}_e$) increased significantly by introducing the ultrathin $Al_2O_3$ layer on $TiO_2$ surface, whereas the electron diffusion coefficient ($D_e$) was not varied. As a result, the $V_{oc}$ increased from 0.487 to 0.545 V, without appreciable change in short circuit current ($J_{sc}$), thus inducing the enhancement of photovoltaic conversion efficiency (${\eta}$) from 3.01% to 3.38%.

• 한국진공학회지
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• 제18권5호
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• pp.352-357
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• 2009

본 연구에서는 1.1 eV의 에너지대역을 흡수할 수 있는 InAs 양자점구조와 1.3 eV의 에너지 대역을 흡수 할 수 있는 InGaAs 양자우물구조를 이용한 텐덤형 태양전지의 구조를 1D poisson을 이용해 설계하고, 분자선 에피택시 장비를 이용하여 각각 5, 10, 15층씩 쌓은 양자점 및 양자우물구조를 삽입하여 p-n접합을 성장하였다. Photoluminescence (PL) 측정을 이용한 광학적특성 평가에서 양자점 5층 및 양자우물 10층을 삽입한 구조의 PL 피크가 가장 높은 상대발광강도를 나타냈으며, 각각 1.1 eV 및 1.3 eV에서 57.6 meV 및 12.37 meV의 Full Width at Half Maximum을 나타내었다. 양자점의 밀도 및 크기는 Reflection High-Energy Electron Diffraction system과 Atomic Force Microscope를 이용해 분석하였다. 그리고 GaAs/AlGaAs층을 이용한 터널접합에서는 I-V 측정을 통하여 GaAs층의 두께(20, 30, 50 nm)에 따른 터널링 효과를 평가하였다. GaAs 층의 두께가 30 nm 및 50 nm의 터널접합에서는 backward diode 특성을 나타낸 반면, 20 nm GaAs층의 GaAs/AlGaAs 터널접합에서는 다이오드 특성 곡선을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2003년도 제25회 학술발표회 초록집
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• pp.121-121
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• 2003