We present an improved transfer matrix algorithm which can be used in solving general n-band effective-mass $Schr{\ddot{o}}dinger$ equation for quantum well structures with arbitrary shaped potential profiles(where n specifies the number of bands explicitly included in the effective-mass equation). In the proposed algorithm, specific formulas are presented for the three-band (the conduction band and the two heavy- and light-hole bands) and two-band (the heavy- and light-hole bands) effective-mass eigensystems. Advantages of the present method can be taken in its simple and unified treatment for general $n{\times}n$ matrix envelope-function equations, which requires relatively smaller computation efforts as compared with existing methods of similar kind. As an illustration of application of the method, numerical computations are performed for a single GaAs/AlGaAs quantum well using both the two-band and three-band formulas. The results are compared with those obtained by the conventional variational procedure to assess the validity of the method.
A blue light emitting diode with 8 periods InGaN/GaN multi-quantum well structure grown by metal-organic chemical vapor deposition was fabricated with the inclusion of the metal-interconnection process in order to integrate the chips for light lamp. The quantum well structure provides the blue light photoluminescence peaked at 479.2 nm at room temperature. As decreasing the temperature to 20 K, the main peak was shifted to 469.7 nm and a minor peak at 441.9 nm appeared indicating the quantum dot formation in quantum wells. The current-voltage measurement for the fabricated LED chips shows that the metal-interconnection provides good current path with ohmic resistance of 41 $\Omega$.
Terahertz (THz) wave는 광학 영역과 방송파 영역 사이에 광대역 주파수 스펙트럼을 차지하고 있다. X선과는 달리 비이온화 광원으로 직진성, 투과성, 낮은 에너지 (meV)를 가지고 있어 비파괴적이고 무해한 장점을 지니고 있다. 본 연구에서는 In0.53Ga0.47As:Be/In0.52Al0.48As의 multi quantum well (MQW)을 Semi-insulting InP:Fe substrate 위에 active layer의 두께와 적층을 변화주어서 성장하였고Au (200 nm)/Ti (30 nm)의 금속전극으로 공정을 하였다. Ti:Sapphire femtosecond pulse laser를 조사하여 THz time-domain spectrometer 시스템을 이용하여 광전도검출법으로 THz 검출 특성을 연구하였다. THz 검출은 짧은 전하수명과 높은 저항을 요구한다. LTInGaAs의 경우 AsGa antisite로 인하여 짧은 전하수명을 얻게 되면 n-type의 높은 전하밀도를 가지게 되어서 저항이 낮아지게 된다. 높은 저항을 만들기 위하여 Be doping을 이용하여 과잉의 전자들을 보상하고 InAlAs layer를 삽입시켜 보다 높은 저항을 얻었다. LT-InGaAs:Be는 LT-GaAs보다 1/70 정도의 amplitude를 보이는데 LT-InGaAs/InAlAs MQW의 경우 LT-GaAs 대비 약 3/4 정도의 큰 amplitude를 얻었다. 또 active layer의 두께가 얇고 적층이 많을수록 신호가 커지는 것을 알 수 있었다. 이는 상대적으로 band gap이 큰 InAlAs층이 더 높은 저항을 만든 것으로 사료된다.
Lee, J.W.;Jo, D.W.;Ok, J.E.;Yun, W.I.;Ahn, H.S.;Yang, M.
Journal of Ceramic Processing Research
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제13권spc1호
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pp.93-95
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2012
We report on the growth and characterization of the nano- and micro scale GaN structures selectively grown on the vertex of GaN stripes using the metal organic vapor phase epitaxy method and conventional photolithography technique. The triangular shaped nano- and micro GaN structures which have semi-polar {11-22} facets were formed only on the vertex of the lower GaN stripes. Crystalline defects reduction was observed by transmission electron microscopy for upper GaN stripes. We also have grown the InGaN/GaN multi-quantum well structures on the semi-polar facets of the upper GaN stripes. Cathodoluminescence images were taken at 366, 412 and 555 nm related to GaN band edge, InGaN/GaN layer and defects, respectively.
Shim, Jae-Phil;Jeong, Hoonil;Choi, Sang-Bae;Song, Young Ho;Jho, Young-Dahl;Lee, Dong-Seon
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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pp.347-348
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2013
To obtain high conversion efficiency in InGaN-based solar cells, it is critical to grow high indium (In) composed InGaN layer for increasing sun light absorption wavelength rage. At present, most InGaN-based solar cells adopt InGaN/GaN multi-quantum-well (MQW) structure for high crystalline quality of InGaN with high In composition. In this study, we fabricated and compared the performances of two types of InGaN/GaN MQW solar cells which have the 15% (SC 15) and 25% (SC 25) of In composition at quantum well layer. Although both devices showed similar dark current density and leakage current, SC 15 showed better performance under AM 1.5G illumination as shown in Fig. 1. It is interesting to note that SC 25 showed severe current density decrease as increasing voltages. As a result, it lowered short circuit current density and fill factor of the device. However, SC 15 showed steady current density and over 75 % of fill factor. To investigate these differencesmore clearly, we analyzed their photoluminescence (PL) spectra under various applied voltages as shown in Fig. 2. At the same time, photocurrent, which was generated by PL excitation, was also measured as shown in Fig. 3. Further, we investigated the relationship between piezoelectric field and performance of InGaN based solar cell varying indium composition.
We fabricated GaN nanopores m the etching process of anodic oxidation of aluminum. The aluminum was deposited by using E-beam evaporator on p-type GaN. After the aluminum was anodized GaN structure was exposed to the electric field with the oxidat species. The fabricated nanopore structure provides the enhanced intensity of light emission at the wavelengths 470 nm. We investigated the structure of the GaN nanopores from FE-SEM and EDS measurements.
A novel semiconductor device is proposed to be used as a processing element for the implementation of pulse-mode neural networks which consists of alternating n' GaAs quantum wells and undoped AlGaAs barriers sandwitched between n' GaAs cathode and P' GaAs anode and in simple circuit in conjunction with a parallel capacitive and resistive load the trigger circuit generates neuron-like pulse train output mimicking the function of axon hillock of biological neuron. It showed the sigmoidal relationship between the frequency of the pulse-train and the applied input DC voltage. In conjunction with MQWIMD the various neural circuits are proposed especially a neural chip monolithically integrated with photodetectors in order to perfrom the pattern recognition.
유기금속화학기상증착법으로 적층 InAs/$In_{0.1}Ga_{0.9}As$ DWELL (dot-in-a-well) 구조를 성장하여 n-i-n 구조의 적외선 수광소자를 제작하였으며, PL (photoluminescence) 발광 특성 및 암전류 특성을 분석하였다. 동일한 조건으로 양자점을 적층하였을 때 크기 및 밀도의 변화에 의한 이중 PL peak을 관찰하였으며, TMIn의 유량을 조절함으로써 단일 peak을 갖는 균일한 크기의 양자점 적층 구조를 성장할 수 있었다. 적외선 수광소자 구조를 성장함에 있어서, 상부의 n-형 GaAs의 성장 온도가 600도 이상인 경우 PL 발광 세기가 급격히 감소하였고 이에 따른 암전류의 증가를 관찰하였다. 0.5 V 인가 전압에서 암전류의 온도 의존성에 대한 활성화 에너지의 크기는 성장온도가 580도인 경우 106 meV이고, 650도의 경우는 48 meV로 급격이 낮아졌다. 이는 고온의 성장 온도에 의한 InAs 양자점과 $In_{0.1}Ga_{0.9}As$ 양자우물구조 계면에서의 열적 상호 확산에 의하여 비발광 천이가 증가되었기 때문이다.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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