• 제목/요약/키워드: InAs

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다층 성장한 InAs/InAlGaAs 양자점의 광학적 특성 (Optical Characteristics of Multi-Stacked InAs/InAlGaAs Quantum Dots)

  • 오재원;권세라;류미이;조병구;김진수
    • 한국진공학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.442-448
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    • 2011
  • 자발형성법으로 InP (001) 기판에 성장한 InAs/InAlGaAs 양자점(QDs, quantum dots)의 광학적 특성을 PL (photoluminescence)과 TRPL (time-resolved PL)을 이용하여 분석하였다. InAs 양자점 시료는 single layer InAs/InAlGaAs QDs (QD1)과 7-stacked InAs/InAlGaAs QDs (QD2)를 사용하였다. 저온(10 K)에서 QD1과 QD2 모두 1,320 nm에서 PL 피크가 나타났으며, 온도를 300 K까지 증가하였을 때 각각 178 nm와 264 nm의 적색편이(red-shift)를 보였다. QD1의 PL 소멸시간은 PL 피크인 1,320 nm에서 1.49 ns이고, PL 피크를 중심으로 장파장과 단파장으로 이동하면서 점차 짧아졌다. 그러나 QD2의 PL 소멸시간은 발광파장이 1,130 nm에서 1,600 nm까지 증가할 때 1.83 ns에서 1.22 ns로 점진적으로 짧아졌다. 이러한 QD2의 PL과 TRPL 결과는 평균 양자점의 크기가 InAs/InAlGaAs 층이 증가함에 따라 점차 증가하기 때문으로 single layer인 QD1에 비해 양자점 크기의 변화가 더 크기 때문으로 설명된다.

단파장 응용을 위한 InGaP/GaAs HPT의 광특성 (Optical Characteristics of InGaP/GaAs HPT for Short-wavelength Applications)

  • 이상훈;박재홍;송정근;홍창희;김용규
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.5-8
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    • 2000
  • This paper shows the high performance as a photodetector of InGaP/GaAs HPT with 3-terminal caused by its inherent good electrical properties compared with AIGaAs/GaAs HPT. InGaP/GaAs HPT produced the high optical gain of about 61 where HPT is biased at Vc=3V, Iв=2${\mu}\textrm{A}$ with an input optical power of 1.23㎼. This is 2.5 times higher than that of AIGaAs/GaAs HPT. And we examined that the optical gain of HPTs becomes larger when operating in 3-terminal configuration rather than 2-terminal with the floating base. for a given base current of 2${\mu}\textrm{A}$, the optical gain is enhanced about 18% in the InGaP/GaAs HPT and about 27% in the AIGaAs/GaAs HPT over that of the 2-terminal device.

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광학적 방법으로 측정된 양자우물 안의 InAs 양자점의 에너지 준위 (Optical Characteristic of InAs Quantum Dots in an InGaAs/GaAs Well Structure)

  • 남형도;곽호상;;송진동;최원준;조운조;이정일;조용훈;;최정우;양해석
    • 한국진공학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.209-215
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    • 2006
  • PL (photoluminescence), PLE (PL excitation) 그리고 근 적외선 투과 분광법을 활용하여 InAsGa/GaAs 우물 내 InAs 양자점 구조의 광학적 특성과 전자 버금 띠 구조에 대하여 연구하였다. 투과 스펙트럼과 PLE 스펙트럼으로부터 InAs 양자점 내 세 개의 구속 상태와 InGaAs/GaAs 우물 내에 두 개의 구속 상태가 존재함을 발견하였고, 광전류 스펙트럼에서 관측된 버금 띠 사이 전이들과 연관지어 해석하였다.

Indium Interruption Growth법으로 성장한 InAs 양자점의 광학적 특성 (Optical Properties of InAs Quantum Dots Grown by Using Indium Interruption Growth Technique)

  • 이희종;류미이;김진수
    • 한국진공학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.474-480
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    • 2009
  • 분자선 에피택시 (molecular beam epitaxy: MBE)를 이용하여 GaAs (100) 기판에 Indium interruption growth법으로 성장한 InAs 양자점 (quantum dots: QDs)의 광학적 특성을 photoluminescence (PL)와 time-resolved PL (TRPL) 실험을 이용하여 분석하였다. In interruption growth법은 InAs 양자점 성장 동안 As 공급은 계속 유지하면서 셔터 (shutter)를 이용해 서 In 공급을 조절하는 방법이다. 본 연구에서는 In을 1초 동안 공급하고 셔터를 0초, 9초, 19초, 29초, 또는 39초 동안 닫아 In 공급을 차단하였으며, 공급과 차단 과정을 각 30회 반복하여 양자점을 성장하였다. In interruption 시간을 0초에서 19초까지 증가하였을 때 PL 피크는 1096 nm에서 1198 nm로 적색편이 (~100 nm)하고 PL 세기는 증가하였으나, 19초에서 39초까지 증가하였을 때 PL 스펙트럼의 변화는 없고 PL 세기는 감소하였다. 모든 양자점의 PL 소멸시간 (decay time)은 약 1 ns로 바닥상태 (ground state) PL 피크에서 가장 길게 나타났다. In interruption 시간이 19초인 시료가 가장 좋은 PL 특성과 가장 짧은 운반자 소멸시간을 나타내었다. PL 특성의 향상은 In interruption 시간동안 일정한 양의 In 원자들의 분리와 이동이 증가한 것으로 설명될 수 있다. 이러한 결과로부터 In interruption 법을 이용하여 InAs 양자점의 크기, 균일도, 조밀도 등을 조절하여 원하는 파장대의 양자점을 성장할 수 있음을 알 수 있다.

InAlGaAs 장벽층의 상분리 현상에 따른 InAs 나노 양자점의 성장거동 연구

  • 조병구;김재수;이광재;박동우;김현준;황정우;오혜민;김진수;최병석;오대곤
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.165-165
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    • 2010
  • $1.55\;{\mu}m$ 대역의 레이저 다이오드를 제작하기 위해, InP(001) 기판에 InAlGaAs 물질을 장벽층으로 하는 InAs 양자점 구조를 분자선증착기 (MBE)를 이용하여 성장하고 구조 및 광학적 특성을 Double Crystal X-ray Diffraction (DCXRD), Atomic Force Microscopy (AFM), Photoluminescence (PL)을 이용하여 평가하였다. 일반적으로 InAlGaAs 물질은 고유한 상분리 현상 (Phase Separation)이 나타나는 특성이 있으며, 이는 양자점 성장에 중요한 요인으로 작용할 수 있다. 이러한 InAlGaAs 물질의 상분리 현상을 기판온도 ($540^{\circ}C$, $555^{\circ}C$, $570^{\circ}C$)를 비롯한 성장변수를 변화시켜 제어하고 InAs 양자점 형성에 어떠한 영향을 미치는지를 분석하였다. 540의 성장온도에서 InP(001) 기판에 격자정합한 InAlGaAs 장벽층이 성장온도를 $570^{\circ}C$로 증가시킬 경우 기판에 대하여 인장 응력 (Tensile Strain)을 받는 구조로 변화되었다. 인장응력을 받는 InAlGaAs 장벽층을 Ga Flux 양을 조절하여 격자정합한 InAlGaAs 층을 형성할 수 있었다. AFM을 통한 표면 형상 분석 결과, 서로 다른 기판온도에서 성장한 InAlGaAs 물질이 InP(001) 기판에 격자정합 조건일지라도 표면의 거칠기 (Surface Roughness)는 매우 다른 양상을 보였고 InAs 양자점 형성에 직접적으로 영향을 주었다. $570^{\circ}C$에서 성장한 InAlGaAs 위에 형성한 InAs 양자점의 가로방향 크기를 세로방향 크기로 나눈 비율이 1.03으로서, 555와 $540^{\circ}C$의 1.375 와 1.636와 비교할 때 모양 대칭성이 현저히 개선된 것을 알 수 있다. 상분리 현상이 줄어 표면 거칠기가 좋은 InAlGaAs 위에 양자점을 형성할 때 원자들의 이동도가 상대적으로 높아 InAs 양자점의 크기가 증가하고, 밀도가 감소하는 현상이 나타났다. 또한 InAlGaAs 장벽층이 InP(001) 기판을 기준으로 응력 (Compressive 또는 Tensile)이 존재하는 경우, InAs 양자점 모양이 격자정합 조건 보다 비대칭적으로 변하는 특성을 보여 주었다. 이로부터, 대칭성이 개선된 InAs 양자점 형성에 InAlGaAs 장벽층의 표면 거칠기와 응력이 중요한 변수로 작용함을 확인 할 수 있었다. PL 측정 결과, 발광파장은 $1.61\;{\mu}m$로 InAs 양자구조 형상에 따라 광강도 (Intensity), 반치폭 (Line-width broadening) 등이 변화 되었다.

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GaxIn1-xSbyAs1-y의 전자적 구조: UTB 방법에 의한 밴드정렬상태 (Electronic Structure of GaxIn1-xSbyAs1-y: Band Alignments Based on UTB Calculations)

  • 심규리
    • 한국진공학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.461-467
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    • 2011
  • 사원화합물 반도체 $Ga_xIn_{1-x}Sb_yAs_{1-y}$을 구성하는 네 가지 이원화합물 반도체 GaAs, GaSb, InAs, InSb의 최고 가전자띠 준위와 최저 전도띠 준위를 밀접결합방법에 근거한 해석적 근사법으로 계산하였다. 이들을 이종 접합시켰을 때 경계면에서의 밴드정렬상태를 구한 결과, GaAs/InAs와 GaAs/InSb, GaSb/InSb는 제 I형, GaAs/GaSb는 제 II형, GaSb/InAs, InSb/InAs는 제III형의 밴드 정렬 형태를 갖는다는 것을 알 수 있었다. 또한 범용적 밀접결합을 이용하여 사원화합물 반도체 $Ga_xIn_{1-x}Sb_yAs_{1-y}$의 성분비 x와 y에 따른 최고 가전자 띠와 최저 전도 띠 준위변화를 구하였다. $Ga_xIn_{1-x}Sb_yAs_{1-y}$을 GaSb와 InAs 격자 정합시켜 경계면에서의 밴드정렬상태를 구해 본 결과 성분비에 따라 제 II형과 제 III형 사이의 밴드정렬형태의 전이가 일어남을 알 수 있었다. $Ga_xIn_{1-x}Sb_yAs_{1-y}$를 GaSb에 격자 정합 시켰을 때 $x{\geq}0.15$에서 제 III형 밴드정렬이었던 것이 $x{\geq}0.81$에서는 제 II형의 밴드정렬 상태로 전이되며, 이와 반대로 $Ga_xIn_{1-x}Sb_yAs_{1-y}$를 InAs에 격자정합 시켰을 때 $x{\geq}0.15$에서 제 II형 밴드 정렬이 $x{\geq}0.81$에서 제 III형 밴드정렬로 전이됨을 알 수 있었다.

$Ga{1-X}In_xAs$ 합금 반도체에서의 전자 이동도 (The Electron Mobility in $Ga{1-X}In_xAs$Alloys)

  • 임행삼;심재훈;김능연;정재용
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.423-427
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    • 1998
  • In this paper the electron mobility in $Ga{1-X}In_xAs$alloy semiconductors is simulated by using the ensemble Monte Carlo method. The simulations for Ga\ulcornerIn\ulcornerAs with In mole fraction, doping concentration and temperature as parameters are performed. The electron mobility for alloys which perfectly orderd alloys without the alloy scattering mechanism are assumed, the results show that mobility in Ga\ulcornerIn\ulcornerAs is improved by 11%, 12% and 7% for 0.25, 0.53 and 0.75. In mole fractions, respectively, We reported the theoretical results of electron mobility in $Ga{1-X}In_xAs$alloys, so those will contribute to the research and development into materials for high-speed semiconductor devices.

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열처리 온도에 따른 InAs 양자점의 특성변화 (Abnormal behavior in photoluminescence of InAs quantum dots subjected to annealing treatment)

  • 최현광;이선연;이제원;조관식;전민현
    • 한국진공학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.374-379
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    • 2001
  • MBE를 이용하여 GaAs위에 InAs 양자점을 성장시키고 Ga, As, In, As의 순서로 셔터를 교대로 열어주는 방식으로 3주기 반복하여 InGaAs 층을 성장시키고 그 위에 다시 GaAs층을 성장시킨 시료(시료번호: QDl)에 대하여 온도를 변화시키며 열처리를 수행한 후 그 광학적 특성을 분석하였다. 기존의 다른 그룹들의 연구결과처럼, InAs 양자점을 성장시키고 GaAs 에피층을 barrier층으로 성장시킨 경우, 열처리 온도가 증가함에 따라 발광피크는 단파장쪽으로 이동하는 것을 확인하였다. 반면에, InGaAs층을 포함하고 있는 QDI 시료의 경우, 발광 피크의 위치가 열처리 온도가 $600^{\circ}C$가 될 때까지는 장파장 쪽으로 이동하다가, 그 이상의 온도에서는 단파장 쪽으로 이동하는 현상을 관찰하였다. 또한, 발광피크의 반치폭도 열처리 온도가 증가하면서 감소하는 경향을 보이다가 다시 증가되는 경향을 보이고 있다.

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자연 성장된 InAs/AlAs 양자점의 Photoreflectance 특성 (Self-Assembled InAs/AlAs Quantum Dots Characterization Using Photoreflectance Spectroscopy)

  • 김기홍;심준형;배인호
    • 한국진공학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.208-212
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    • 2009
  • MBE법으로 성장된 InAs/AlAs 양자점(quantum dots; QD) 구조의 광학적 특성을 photoreflectance(PR) 이용하여 조사하였다. Wetting layer(WL) 두께에 따른 전체 장벽의 폭이 달라짐에 따라 GaAs 완충층 및 WL 신호의 세기가 변화되었다. QD 층이 식각된 시료의 상온 PR측정 결과로부터 $1.1{\sim}1.4\;eV$ 영역의 완만한 신호는 InAs QDs과 WL에 관련된 신호임을 알았다. 온도 $450{\sim}750^{\circ}C$범위에서 열처리 시켰을 때 WL층의 PR 신호가 red shift하였는데, 이는 열처리 후 InAs WL와 AlAs층 사이에 Al과 In의 내부 확산에 의해 양자점의 크기가 균일하게 재분포 되고, WL의 임계 두께가 증가하였음을 나타낸다.

Arsenic Detoxification by As(III)-Oxidizing Bacteria: A Proposition for Sustainable Environmental Management

  • Shamayita Basu;Samir Kumar Mukherjee;Sk Tofajjen Hossain
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제51권1호
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    • pp.1-9
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    • 2023
  • Arsenic (As), which is ubiquitous throughout the environment, represents a major environmental threat at higher concentration and poses a global public health concern in certain geographic areas. Most of the conventional arsenic remediation techniques that are currently in use have certain limitations. This situation necessitates a potential remediation strategy, and in this regard bioremediation technology is increasingly important. Being the oldest representativse of life on Earth, microbes have developed various strategies to cope with hostile environments containing different toxic metals or metalloids including As. Such conditions prompted the evolution of numerous genetic systems that have enabled many microbes to utilize this metalloid in their metabolic activities. Therefore, within a certain scope bacterial isolates could be helpful for sustainable management of As-contamination. Research interest in microbial As(III) oxidation has increased recently, as oxidation of As(III) to less hazardous As(V) is viewed as a strategy to ameliorate its adverse impact. In this review, the novelty of As(III) oxidation is highlighted and the implication of As(III)-oxidizing microbes in environmental management and their prospects are also discussed. Moreover, future exploitation of As(III)-oxidizing bacteria, as potential plant growth-promoting bacteria, may add agronomic importance to their widespread utilization in managing soil quality and yield output of major field crops, in addition to reducing As accumulation and toxicity in crops.