• 제목/요약/키워드: InAs

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1.3 μm 광통신용 소자를 위한 InAs 양자점 성장 및 파장조절기술 개발 (Development of the Growth and Wavelength Control Technique of In As Quantum Dots for 1.3 μm Optical Communication Devices)

  • 박호진;김도엽;김군식;김종호;류혁현;전민현;임재영
    • 한국재료학회지
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    • 제17권7호
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    • pp.390-395
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    • 2007
  • We systematically investigated the effects of InAs coverage variation, two-step annealing and an asymmetric InGaAs quantum well (QW) on the structural and optical characteristics of InAs quantum dots (QDs) by using atomic force microscopy (AFM), transmission electron microscopy (TEM) and photoluminescence (PL) measurement. The transition of size distribution of InAs QDs from bimodal to multi-modal was noticeably observed with increasing InAs coverage. By means of two-step annealing, it is found that significant narrowing of the luminescence linewidth (from 132 to 31 meV) from the InAs QDs occurs together with about 150 meV blueshift, compared to as-grown InAs QDs. Finally, the InAs QDs emitting at longer wavelength of $1.3\;{\mu}m$ with narrow linewidth were grown by an asymmetric InGaAs QW. The excited-state transition for the InAs QDs with an asymmetric InGaAs QW was not noticeably observed due to the large energy-level spacing between the ground states and the first excited states. The InAs QDs with an asymmetric InGaAs QW will be promising for the device applications such as $1.3\;{\mu}m$ optical-fiber communication.

GaAs 기판 위에 성장한 In0.5Ga0.5As/In0.5Al0.5As 다중양자우물의 광학적 특성에 대한 In0.5Al0.5As 버퍼층 성장온도의 영향 (Growth Temperature Effects of In0.5Al0.5As Buffer Layer on the Optical Properties of In0.5Ga0.5As/In0.5Al0.5As Multiple Quantum Wells Grown on GaAs)

  • 김희연;오현지;안상우;류미이;임주영;신상훈;김수연;송진동
    • 한국진공학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.211-216
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    • 2010
  • $In_{0.5}Al_{0.5}As$ 버퍼층(buffer layer)의 성장온도 변화에 따른 $In_{0.5}Ga_{0.5}As/In_{0.5}Al_{0.5}As$ 다중양자우물(multiple quantum wells: MQWs)의 광학적 특성을 photoluminescence (PL)와 time-resolved PL (TRPL) 측정을 이용하여 분석하였다. $In_{0.5}Al_{0.5}As$ 버퍼층은 $320^{\circ}C$에서 $580^{\circ}C$까지 다양한 온도조건에서 $1{\mu}m$ 성장하였으며, 그 위에 6 nm, 4 nm, 그리고 2.5 nm 두께의 $In_{0.5}Ga_{0.5}As$ 양자우물(quantum well)과 10 nm 두께의 $In_{0.5}Ga_{0.5}As$ 장벽(barrier)의 MQWs을 성장하였다. 낮은 온도($320-480^{\circ}C$)에서 성장한 InAlAs 버퍼층의 MQWs는 4 nm QW과 6 nm QW로부터 모두 PL 피크가 측정되었으나, 높은 온도($320-580^{\circ}C$)의 버퍼층 위에 성장한 MQWs는 6 nm QW에서의 PL 피크만 관찰되었다. 일정한 온도 $480^{\circ}C$에서 성장한 버퍼층의 MQWs의 PL 세기가 가장 강하게 측정되었으며, 가장 높은 온도에서($530-580^{\circ}C$)에서 성장한 버퍼층의 MQWs의 PL 세기가 가장 약하게 나타났다. 이러한 PL 결과로부터 $In_{0.5}Al_{0.5}As$ 버퍼층의 최적의 성장조건은 일정한 온도 $480^{\circ}C$임을 확인하였다. 방출파장에 따른 PL 소멸시간(decay time)과 PL 스펙트럼으로부터 4 nm QW과 6 nm QW에서의 운반자 수명시간을 얻었다.

고속직접변조를 위한 1.55.$\mu$. InGaAsP/InGaAsP SL-MQW DFB-LD의 양자우물구조의 최적화 (Optimization of multiple-quantum-well structures in 1.55.$\mu$ InGaAsP/InGaAsP SL-MQW DFB-LD for high-speed direct modulation)

  • 심종인;한백형
    • 전자공학회논문지D
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    • 제34D권3호
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    • pp.60-73
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    • 1997
  • By introducing a compressive-strained quanternary InGaAsP quantum-wells instead of a conventional ternary InGaAs quantum-wells in 1.55.mu.m DFB-LD, the lasing performances canb e improved and the problems caused by the thickness non-uniformity and the compositional abruptness among the hetero-interpaces canb e relaxed. In this paper, we investigated an iptimum InGaAsP/InGaAsP multiple-quantum-well(MQW) structure as an active layer in a direct-modulated 1.55.mu. DFB-LD from the view point of threshold current, chirping charcteristics, and resonance frequency. The optimum compressive-strained MQW structure was revealed as InGaAsP/InGaAsP structure with strain amount of about 1.2%, number of wells $N_{w}$ of 7, well width $L_{w}$ of 58.agns.. The threshold current density J of 500A/c $m^{2}$, the linewidth enhancement factor a of 1.8, and differential resonance frequency of d $f_{r}$/d(I-I)$^{1}$2/=2GHz/(mA)$^{1}$2/(atI=2 $I_{th}$) were expected in 1.55.mu.m .gamma./4-shifted DFB-LD with the cavity length of 400.mu.m long and kL value of 1.25. These values are considerably improved ones compared to those of 1.55um DFB-LD with InGaAs/InGaAsP MQW which have enhancement factor and the resonance frequence frequency by the detuning of lasing wavelength and gain-peak wavelength. It was found that the linewidth enhancement factor of 20% and differential resonance frequency of 35% without the degradation of the threshold current density could be enhanced in the range of -15nm~-20nm detuning which can be realized by controlling the thickness and Incomposition of InGaAsP well. well.and Incomposition of InGaAsP well. well.

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Comparison of Growth Mode between GaAs and InAs Self Assembled Nanowire on Si(111) by Molecular Beam Epitaxy

  • 하재두;박동우;김영헌;김종수;김진수;노삼규;이상준
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.325-325
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    • 2012
  • 1차원구속 반도체인 nanowires (NWs)는 전기적, 광학적으로 일반 bulk구조와 다른 특성을 가지고 있어서 현재 많은 연구가 되고 있다. 일반적으로 NWs는 Au 등의 금속 촉매를 이용하여 성장을 하게 되는데 이때 촉매가 오염물로 작용을 해서 결함을 만들어서 bandgap내에 defect level을 형성하게 된다. 본 연구는 Si (111) 기판 위에 GaAs NWs 와 InAs NWs를 촉매를 이용하지 않고 성장 하였다. vapour-liquid-solid (VLS)방법으로 성장하는 GaAs NWs는 Ga의 droplet을 이용하게 되는데 Ga이 Si 기판위에 자연 산화막에 존재하는 핀홀(pinhole)로 이동하여 1차적으로 Ga droplet 형성하고 이후 공급되는 Ga과 As은 SiO2 보다 GaAs와 sticking coefficient 가 좋기 때문에 Ga drolept을 중심으로 빠른 선택적 성장을 하게 되면서 NWs로 성장을 하게 된다. 반면에 InAs NWs를 성장 할 시에 droplet 방법으로 성장을 하게 되면 NWs가 아닌 박막 형태로 성장을 하게 되는데 이것으로 InAs과 GaAs의 $SiO_2$와의 sticking coefficient 의 차이를 추측을 할 수 있다. InAs NWs는 GaAs NWs는 달리 native oxide를 이용하지 않고 InAs 과 Si 사이의 11.5%의 큰 lattice mismatch를 이용한다. 이종의 epitaxy 방법에는 크게 3종류 (Frank-van der Merwe mode, Stranski-Krastanov mode, Volmer-Weber mode)가 있는데 각기 다른 adatom 과 surface의 adhesive force로 나누어지게 된다. 이 중 Volmer-Weber mode epitaxy는 adatom 의 cohesive force가 surface와의 adhesive force보다 큰 경우 성장 되는 방식으로 InAs NWs 는 이 방식을 이용한다. 즉 droplet을 이용하지 않는 vapour-solid (VS) 방법으로 성장을 하였다. 이 때 In 의 migration을 억제하기 위해서 VLS mode 의 GaAs NWs 보다 As의 공급을 10배 이상 하였다. FE-SEM 분석 결과 GaAs NWs는 Ga droplet을 확인 할 수 있었고 InAs NWs는 droplet이 존재하지 않았다. GaAs와 InAs NW는 density와 length가 V/III가 높을수록 증가 하였다.

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InGaAs/InAlAs 양자우물구조의 발광특성에 대한 In0.4Al0.6As 버퍼층 성장온도의 영향 (Growth Temperature Effects of In0.4Al0.6As Buffer Layer on the Luminescence Properties of InGaAs/InAlAs Quantum Well Structures)

  • 김희연;류미이;임주영;신상훈;김수연;송진동
    • 한국진공학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.449-455
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    • 2011
  • $In_{0.4}Al_{0.6}As$ 버퍼층의 성장온도 변화에 따른 $In_{0.5}Ga_{0.5}As/In_{0.5}Al_{0.5}As$ 다중양자우물(multiple quantum wells, MQWs)의 광학적 특성을 포토루미네션스(photoluminescence, PL)와 시간분해 포토루미네션스(time-resolved PL, TRPL) 측정을 이용하여 분석하였다. $In_{0.4}Al_{0.6}As$ 버퍼층은 기판의 온도를 $320^{\circ}C$에서 $580^{\circ}C$까지 다양하게 변화시키며 $1{\mu}m$ 성장하였으며, 그 위에 $In_{0.5}Al_{0.5}As$ 층을 $480^{\circ}C$에서 $1{\mu}m$ 성장한 후 InGaAs/InAlAs MQWs을 성장하였다. MQWs는 6-nm, 4-nm, 그리고 2.5-nm 두께의 $In_{0.5}Ga_{0.5}As$ 양자우물과 10-nm 두께의 $In_{0.5}Al_{0.5}As$ 장벽으로 이루어졌다. 4-nm QW과 6-nm QW로부터 PL 피크가 나타났으나, $In_{0.4}Al_{0.6}As$ 성장온도 변화가 가장 큰($320^{\circ}C$에서 $580^{\circ}C$까지 변화) 시료는 6-nm QW에서의 PL 피크만 나타났다. 낮은 온도($320^{\circ}C$에서 $480^{\circ}C$까지 변화)에서 성장한 $In_{0.4}Al_{0.6}As$ 버퍼층 위에 성장한 MQWs의 PL 특성이 우수하게 나타났다. 발광파장에 따른 TRPL 결과로 4-nm QW과 6-nm QW에서의 캐리어 소멸시간을 얻었다.

Impurity-free vacancy diffusion 방법을 이용하여 압축 응력을 가진 InGaAs/InGaAsP 다중양자우물 구조의 무질서화 (Quantum well intermixing of compressively strained InGaAs/InGaAsP multiple quantum well structure by using impurity-free vacancy diffusion technique)

  • 김현수;박정우;오대곤;최인훈
    • 한국진공학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.150-154
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    • 2000
  • Impurity-free vacancy diffusion 방법을 이용하여 압축 응력을 가진 InGaAs/InGaAsP 다중 양자 우물 구조에서 열처리 온도에 따른 무질서 정도를 조사하였다. InGaAs/SiO$_2$ cap 구조가 InP/$SiO_2$ cap 구조보다 급속열처리 (rapid thermal annealing : RTA) 과정에서 더 많은 청색 천이를 나타내었다. 열처리 온도 $700^{\circ}C$에서, InGaAs/$SiO_2$ cap 구조의 경우 다중양자우물의 밴드갭 파장은 1.55 $\mu\textrm{m}$대역에서 1.3 $\mu\textrm{m}$ 대역으로 이동하였으며, InGaAs/$SiO_2$ cap 구조와 InP/$SiO_2$ cap 구조의 밴드갭 파장차이는 195 nm (123 meV)로 높은 선택성을 나타내었다. 또한, DCXRD 스펙트럼으로부터 다중양자우물 구조에서 균일한 합금형태로 완전히 무질서화되는 것을 볼 수 있었다.

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Hall 소자용 InAs 박막성장

  • 김성만;임재영;이철로;노삼규;신장규;권영수;유연희;김영진
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.94-94
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    • 1999
  • 반도체 Hall 효과를 이용하여 자계를 검출하여 이를 전압신호로 출력하는 자기센서로는 주로 GaAs, InSb, InAs 등의 박막이 사용되고 있다. 자기센서의 응용분야가 최근에는 직류전류의 무접촉 검출, 자동차의 무접촉 회전 검출, 산업용 기계의 제어용 무접촉 위치검출 분야로 확대되고 있어 그 수요가 급증하고 있다. 이중 Hall 소자의 응용분야중 많은 활용이 기대되고 있는 자동차용 무접촉 센서는 -4$0^{\circ}C$~15$0^{\circ}C$의 온도범위에서 안정하게 작동하여야 하므로 온도 안정성이 매우 중요하다. 그러나 Hall 소자 시장의 80%를 점유하고 있는 InSb Hall 소자는 온도가 올라감에 따라 저항이 급격히 낮아지는 성질을 가지고 있으므로 10$0^{\circ}C$ 이상의 온도에서 사용하는 것이 불가능하다. 한편 InAs(에너지갭~0.18eV)는 InSb보다 에너지 갭이 크므로 고온에서도 작동이 가능하고 자계변화에 따른 출력의 직진성이 매우 좋다는 장점을 가지고 있다. 이러한 InAs Hall 소자를 실현하기 위해서 가장 중요한 것이 고품위의 InAs의 박막 성장기술이다. InAs 박막을 성장하기 위해서 사용되고 있는 기판은 GaAs이다. 그러나 GaAs 기판과 InAs 박막 사이에는 약 7% 정도의 격자부정합이 존재하기 때문에 높은 이동도를 가지는 고품위 박막을 성장시키기가 매우 어렵다. 이에 본 연구에서는 분자선에피택시 방법을 이용하여 GaAs 기판위에 고품위의 InAs 박막을 성장하는 기술을 연구하였으며, 성장된 InAs 박막의 특성을 DCX 및 Hall effect 등으로 조사하였다. InAs 박막 성장시 기판은 <0-1-1> 방향으로 2$^{\circ}$ off 된 GaAs(100)를 사용하였다. InAs 박막성장시 기판온도는 48$0^{\circ}C$로 하고 GaAs buffer 두께는 2000$\AA$로 하여 As flux 및 Si doping 농도등을 변화시켰다. 그 결과 Si doping 농도 2.21$\times$1017/am에서 10,952cm2/V.s의 이동도를 얻었다.

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시각기호의 3차원을 활용한 패션일러스트레이션의 은유와 환유적 표현방법 분석 (The Expression of Metaphor and Metonymy in Fashion illustration by Three Components of Visual Sign)

  • 최정화;유영선
    • 복식
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    • 제54권3호
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    • pp.13-25
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    • 2004
  • The purpose of this study was to show the analysis system and the expression which is applied to fashion illustration by three major components in visual sign, metaphor and metonymy. The results of this study were as follows : Firstly, metaphor in qualisign of syntactics was revealed as a color such as realistic description, a pattern such as clothing of figure. etc. Metonymy was revealed as a social and cultural background color, a concept pattern. etc. In sinsign of syntactics. metaphor was revealed as a human body, non-human body and metamorphosis human body and metonymy as a human body and non-human body. In legisign of syntactics, the metaphor by perspective was used for a fantasy of space. and the metonymy was revealed as a color perspective representation, etc. The degree of change of texture was revealed as a metaphor and metonymy of gradation. And conventional custom sign was almost revealed in metaphor. Secondly, semantics showed about fashion image as juxtaposition of two similar objects in metaphor and as real description and simplification in metonymy Alternative fashion image in semantics was presented as a object related to fashion image. Conventional symbolic sign was presented as a role to clarify a fashion message in metaphor. Thirdly, the metaphorical and metonymical expression in pragmatics were usually presented as drawing and painting.

대기압 MOCVD 시스템을 이용하여 Si 기판 위에 자발적으로 형성된 InAs 양자점에 대한 연구 (Epitaxy of Self-assembled InAs Quantum Dots on Si Substrates by Atmospheric Pressure Metalorganic Chemical Vapor Deposition)

  • 유충현
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.527-531
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    • 2005
  • Fully coherent self-assembled InAs quantum dots(QDs) grown on Si (100) substrates by atmospheric pressure metalorganic chemical vapor deposition(APMOCVD) were grown and the effect of growth conditions such as growth rate and growth time on quantum dots' morphology such as densities and sizes was investigated. InAs QDs of 30 - 80 nm in diameters with densities in the range of (0.6 - 1.7) x $10^{10}\;cm^{-2}$ were achieved on Si substrates and InAs layer was changed from 2 dimensional growth to 3 dimensional one at a nominal thickness less than 0.48 ML. This is attributed to the higher ambient pressure of APMOCVD suppressing of In segregation from the 2 dimensional InAs layer. This In segregation looked to disturb the dot formation especially when the growth rate was low so that the dots became less dense and bigger as the growth rate was lower.

InGaAs/InAlAs Quantum Cascade Lasers Grown by using Metal-organic Vapor-phase Epitaxy

  • Kim, Dong Hak;Jeong, Hae Yong;Choi, Young Su;Park, Deoksoo;Jeon, Young-Jin;Jun, Dong-Hwan
    • Applied Science and Convergence Technology
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    • 제26권5호
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    • pp.139-142
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    • 2017
  • In this paper, InP-based InGaAs/InAlAs quantum cascade lasers(QCLs) providing nearly zero emission wavelength mismatch between the measured emission wavelength and the designed transition wavelength of QCLs is presented. The zero emission wavelength mismatch of QCLs influenced by both the accurate compositions and thicknesses of the low-pressure metal-organic vapor-phase epitaxy(MOVPE) grown InGaAs and InAlAs layers throughout the core and the abrupt composition transitions between InGaAs and InAlAs layers. The abrupt interfaces between InGaAs and InAlAs layers have been achieved throughout the core structure by means of controlling individually purged vent/run valves of a closed coupled showerhead reactor. In addition, maintaining substrate temperature constant during InGaAs/InAlAs core growth was a partial factor of uniformity improvement of QCLs. These approaches for reducing the possible discrepancies between the designed and MOVPE grown epitaxial structures could lead to improvement of QCL performance.