• 한국융합학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.49-55
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• 2015

양자점 기술은 나노연구 관점에서 벌크 재료에 대한 보완적 응용과 고유한 특성을 활용한 응용의 폭이 넓어 융합기술로서 의미가 크다. 양자점 기술의 발전과 더불어 기술성, 사업성, 시장성에 기반한 현황 분석이 매우 중요하고, 이에 본 연구는 특허, 논문, 시장 및 산업, 국가 R&D 과제 정보를 활용한 4P 분석 방법을 적용하여 양자점 연구의 동향을 파악하고자 한다. 연구의 결과물은 양자점 연구의 방향 설정, 전략 수립에 활용될 수 있는 기초 정보를 제공한다. 특히 특허와 논문 분석을 통해 양자점 연구 성과를 파악하고, 급격한 성장세를 보이는 응용 분야와 사업화를 견인하고 있는 응용 분야를 도출하였다. 또한 선진 연구와 국내 연구 동향을 비교하여 국내 양자점 연구 현황을 진단할 수 있는 초석을 제공하였다는 점에서 본 연구가 의미를 갖는다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.93-93
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• 1999

양자점(Quantum dot : QD)를 이용한 소자를 만들기 위해서는 수직방향으로의 적층이 필수적이다. 양자점의 적층은 수직적으로 같은 위치에 정렬하므로, 고려되어야 할 요소로는 양자점간의 파동함수의 중첩(coupling)에 의한 특성변화, 적층의 진행에 따른 변형(strain)의 증가로 기인되는 volcano 모양으로 나타나는 결함등이 있다. 이러한 결함은 nonradiative recombination center로 작용하여 오히려 효율이 떨어지게 되는 현상이 발생하게 되므로 본 연구에서는 적층횟수에 따른 발광효율의 변화를 조사하여 소자응용에 적절한 적층 조건을 조사하였다. 시료성장은 molecular beam epitaxy (MBE) 장치를 이용하여 GAs(100) 기판위에 GaAs buffer를 58$0^{\circ}C$에서 150nm 성장후 InAs/GaAs 양자점과 50$0^{\circ}C$에서 적층회수 1, 3, 6, 10, 15, 20회로 하였으며 적층성장 이후 GaAs cap layer를 성장하였다. GaAs spacing과 cap layer의 성장온도 역시 50$0^{\circ}C$이며 시료의 분석은 photoluminescence (PL)과 scanning transmission electron microscope (STEM)으로 하였다. 적층횟수를 바꾸어 시료를 성장하기 전에 적층횟수를 10회로 고정하고 spacing 두께를 2.8nm, 5.6nm, 11.2nm로 바꾸어 성장하여 PL 특성을 관찰하여본 결과 spacing이 2.8nm인 경우 수직적으로 정렬된 양자점 간에 coupling이 매우 커서 single layer QD의 PL peak에 비해 약 100nm 정도 파장이 증가하였고, spacing의 두께가 11.2nm 일 경우는 single layer QD와 거의 같은 파장의 빛을 방출하여 중첩이 거의 일어나지 않지만 두꺼운 spacing때문에 PL세기가 감소하였다. 한편, 적층회수에 따른 광학적 특성을 PL로 조사하여 본 결과 peak 파장은 적층횟수가 1회에서 3회로 증가했을 때는 blue shift 하다가 이후 적층이 증가함에 따라 red shift 하였다. 그리고 10층 이상의 적층에서는 excited state에서 기인된 peak이 검출되었다. 이렇나 원인은 적층수가 증가함에 따라 carrier life time이 증가하여 exciter state에 carrier가 존재할 확률이 증가하기 때문으로 생각된다. 또한 PL 세기가 다소 증가하다가 10층 이상의 경우는 다시 감소함을 알 수 있었다. 반치폭도 3층과 6층에서 가장 적은 값을 보였다. 이와 같은 결과는 결함생성과 관련하여 STEM 분석으로 해석되어질 수 있는데 6층 적층시는 양자점이 수직적으로 정렬되어 잘 형성됨을 관찰할 수 있었고 적층에 따른 크기 변화도 거의 나타나지 않았다. 그러나 10층 15층 적층시 몇가지 결함이 형성됨을 볼수 있었고 양자점의 정렬도 완전하게 이루어지지 않음을 볼 수 있었다. 그러므로 수직적층된 InAs 양자점의 광학적 특성은 성장조건에 따른 결함생성과 밀접한 관련이 있으며 상세한 논의가 이루어질 것이다.

• 한국결정성장학회지
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• 제6권3호
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• pp.351-359
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• 1996

ECR (electron cyclotron resonance) 플라즈마원이 장착되어 있는 화학선에피탁시 (chemical beam epitaxy : CBE) 장치를 사용하여 InAs 양자점 구조형성에 미치는 수소플라즈마의 효과에 대하여 조사하였다. 자기조직화(self-organized)에 의해 GaAs 기판위에서 InAs 양자점의 형성을 RHEED(reflection high energy electron diffraction)로 관측한 결과 수소가스 및 수소플라즈마의 영향을 받지 않은 상태에서는 1.9 ML(monolayer)의 InAs 층성장(layer growth) 후에 형성되는데 비해 수소플아즈마를 조사한 상태에서는 약 2.6 ML의 InAs 층성장(layer growth) 후에 형성되는데 비해 수소플아즈마를 조사한 상태에서는 약 2.6 ML의 InAs층이 성장된 후 뒤늦게 이루어짐을 확인하였다. 기판의 온도 $370^{\circ}C$에서 동일한 조건으로 형성시킨 InAs 양자점의 밀도 및 크기는 수소플라즈마의 영향을 받지 않은 경우 $1.9{\times}10^{11}cm^{-2}$ 및 17.7 nm에서 수소플라즈마를 쪼인 경우 $1.3{\times}10^{11}cm^{-2}$ 및 19.4 nm로 양자점 형성 다소 완화되는 것으로 나타났다. 또한, 수소플아즈마에 의한 InAs 양자점의 PL(photoluminescence) 신호의 적색이동(red shift)과 반치폭 증가로부터 양자점 크기의 증가와 균일성이 다소 감소되는 모습을 알 수 있었다. 이와같은 수소플라즈마의 영향은 GaAs 기판과 InAs 사이의 부정합 변형환화 효과에의해 InAs의 충성장을 강화시키는 원자상 수소의 작용때문인 것으로 고려되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.268-268
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• 2011

GaAs (001) 기판에 MBE를 이용하여 자발형성법으로 성장한 InAs 양자점(QDs: quantum dots)의 광학적 특성을 PL (photoluminescence)과 TRPL (time-resolved PL)을 이용하여 분석하였다. InAs 양자점 성장 동안 In 공급은 계속하면서 As 공급을 주기적으로 차단과 공급을 반복하면서 성장하였다. As 차단과 공급을 1초, 2초, 그리고 3초씩 하면서 InAs 양자점을 성장하였다. 기준시료는 In과 As 공급을 중단하지 않고 20초 동안 성장하였다. As interruption mode로 성장한 시료들의 QD density는 기준시료에 비해 증가하였으며, size distribution도 기준시료에 비해 향상되었다. 기준시료와 비교하였을 때, As interruption mode로 성장한 시료들의 PL 피크는 적색이동 (red-shift)를 보였으며, PL 세기는 2배 이상 증가하였다. PL 소멸곡선은 파장이 증가함에 따라 점차 느려지다가 PL 피크에서 가장 느린 소멸을 보인 후 다시 점차 빠르게 소멸하였다. 시료의 온도를 10 K에서 60 K까지 증가하였을 때 PL 피크 에너지는 변하지 않았으며, PL 소멸시간은 서서히 증가함을 보였다. 온도를 더 증가하였을 때 PL 피크 에너지는 적색이동 하였으며 PL 소멸시간도 빠르게 감소함을 보였다. As interruption mode로 성장한 양자점 시료의 구조적 특성 변화에 의한 광학적 특성 변화를 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제35권3호
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• pp.95-106
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• 2024

일반 백색 LED의 연색성을 보완하기 위해 적색 양자점을 선택적으로 활용함으로써 고연색성 조명을 구현하는 연구가 최근 활발하다. 본 논문에서는 최근 이루어지고 있는 원격 양자점 부품 연구 및 이를 활용한 고연색성 조명 개발의 현황에 대해 소개한다. 특히 양자점 부품이 배치되는 조명의 광구조 최적화에 있어서 중요하게 고려해야 할 다양한 요소를 집중적으로 논의함으로써 향후 고연색성 조명 연구의 방향 및 전망까지 다루고자 했다.

• 한국결정성장학회지
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• 제30권2호
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• pp.78-81
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• 2020

양자점은 산소와 수분에 취약하기 때문에 수분과 산소를 막아줄 수 있는 베리어 특성을 가진 제품을 이용하여 샌드위치 형식 양자점 층을 감싸는 형태로 제조하여 양자점의 광학적 신회성을 평가하였다. 다른 보호막이 없는 양자점 레진으로만 이루어진 필름, 양자점 필름과 PET를 합지한 필름 및 베리어 필름을 합지한 양자점 필름, 3가지를 이용하여 온도 60℃, 습도 90 %인 고온고습 조건에서 650시간 동안 변화를 평가를 진행하였다. 베리어 필름과 합지한 양자점 필름 제품은 휘도와 CIE x 및 CIE y 값이 유지되는 반면 PET와 합지한 양자점 필름 제품은 휘도 8 %, CIE x 2 % 및 CIE y 8 %가 낮아졌다. 또한 수분과 산소에 그대로 노출되었던 양자점 필름 제품은 측정 전부터 산화되어 낮게 측정되었으며 최종적으로 휘도 12 %, CIE x 9 % 및 CIE y 14 %가 낮게 측정되었다.

• 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.

• 한국진공학회지
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• 제22권2호
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• pp.86-91
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• 2013

Arsenic interruption growth (AIG)법을 이용하여 GaAs 기판에 성장한 InAs 양자점(quantum dots, QDs)의 광학적 특성을 PL (photoluminescence)과 time-resolved PL을 이용하여 분석하였다. AIG법은 InAs 양자점 성장 동안 In 공급은 계속 유지하면서 셔텨(shutter)를 이용해서 As 공급과 차단을 조절하는 방법이다. 본 연구에서는 As 공급과 차단을 1초(S1), 2초(S2), 또는 3초(S3) 동안 반복하여 성장한 InAs QDs과 As 차단 없이 성장한 기준시료(S0)를 사용하였다. AIG법으로 성장한 시료들의 PL 세기는 기준시료보다 모두 강하게 나타나고, As 차단 시간에 따라 PL 피크는 적색이동(redshifted) 또는 청색이동 (blueshifted)하여 나타났다. 기준시료 S0의 PL 피크와 비교하였을 때 S1의 PL 피크의 적색이동은 양자점 평균 길이가 S0보다 증가하였기 때문이며, S3의 청색이동은 양자점 평균 길이가 S0보다 감소하였기 때문이다. AIG법으로 성장한 QDs 시료들의 PL 세기의 증가는 cluster의 감소, 양자점 밀도의 증가, 균일도의 향상, 종횡비(aspect ratio) 향상으로 설명된다. 온도에 따른 PL 세기와 PL 피크 에너지, PL 소멸 시간과 발광 파장에 따른 PL 소멸 시간을 측정하였다. As 공급과 차단을 2초로 하였을 때 cluster는 전혀 나타나지 않았고 양자점의 밀도는 증가하였으며 균일도와 종횡비도 향상되었다. 또한 S2는 가장 강한 PL 세기와 가장 긴 소멸 시간을 나타내었다. 이러한 결과는 AIG법을 이용하여 InAs 양자점의 크기, 조밀도, 균일도, 종횡비 등을 조절하여 원하는 파장대의 양자점을 성장할 수 있으며 발광 특성도 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2006년도 제30회 학술논문발표회 초록집
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• pp.215-215
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• 2006

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2006년도 제30회 학술논문발표회 초록집
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• pp.213-213
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• 2006