본 연구에서는 LED 칩 제조를 위해 이용되는 유기금속화학증착(MOCVD) 장비에서 발생하는 분진(dust)으로부터 용매추출을 통해 고순도 갈륨(Ga) 함유 수용액을 회수하는 연구를 수행하였다. 추출제 종류, 추출제의 농도 변화에 대한 연구를 통해 Ga 추출에 효과적인 추출제를 선정하고자 하였으며 다단계 추출/역추출 공정을 통해 추출 효율을 향상시켜 고순도 Ga 수용액을 제조하였다. 선행연구에서 원료에 대한 분석을 바탕으로 Ga의 추출 및 분리를 위해 PC88A, DP-8R, Cyanex 272 추출제 중 Cyanex 272를 선택하였으며 1.5M일 때 43.8%의 효율이 나타났다. 다단계 추출을 통해 Ga의 추출 효율은 83%까지 상승하였으며 0.1 M HCl을 이용한 역추출 공정으로 불순물이 없는 5N급 고순도 Ga 수용액을 제조할 수 있었다.
In this study, a 70 W buck converter using GaN metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) is developed. This converter exhibits over 97 % efficiency, high power density, and 48 V-to-12 V/1.2 V/1 V (triple output). Three gate drivers and six GaN MOSFETs are placed in a 1 ㎠ area to enhance power density and heat dissipation capacity. The theoretical switching and conduction losses of the GaN MOSFETs are calculated. Inductances, capacitances, and resistances for the output filters of the three buck converters are determined to achieve the desired current, voltage ripples, and efficiency. An equivalent circuit model for the thermal analysis of the proposed triple-output buck converter is presented. The junction temperatures of the GaN MOSFETs are estimated using the thermal model. Circuit operation and temperature analysis are evaluated using a circuit simulation tool and the finite element analysis results. An experimental test bed is built to evaluate the proposed design. The estimated switch and heat sink temperatures coincide well with the measured results. The designed buck converter has 130 W/in3 power density and 97.6 % efficiency.
일반적으로 고출력 반도체 레이저 다이오드는 발진 파장 및 광출력에 따라 다양한 분야에 응용되고 있으며, 특히 발진파장이 808 nm 대역인 고출력 레이저 다이오드의 경우 재료가공, 펌핌용 광원, 의료 분야 등 다양한 응용분야를 가진 광원 중의 하나라고 할 수 있다. 808 nm 대역의 레이저 다이오드 제작에는 현재 InGaAsP/InGaP/GaAs 및 InGaAlAs/GaAs 양자우물을 이용하여 제작되고 있으나 양자우물과 이를 둘러싸는 장벽물질간의 band-offset이 적어 효율적인 고출력 레이저 다이오드의 제작에 다소 어려움이 있기 때문에 강한 캐리어 구속 효과를 지니는 양자점 혹은 양자대쉬 구조를 사용하는 것이 고출력 레이저 다이오드를 제작할 수 있는 한 방법이다. 실험에 사용된 InP/InGaP 양자구조는 Riber사의 compact21 MBE 장치를 사용하여 성장하였으며 GaAs기판을 620-630도에서 가열하여 표면의 산화층을 제거하고 580도에서 약 100 nm 두께의 GaAs 버퍼층 및 50 nm 두께의 InGaP층을 성장하였다. 양자 구조는 MEE (migration enhanced epitaxy) 방식으로 성장되었는데, 이는 InP/InGaP 의 lattice mismatch율이 작아 양자 구조 형성이 어렵기 때문에 InP/InGaP 양자 구조 성장에 적합하다고 생각하였으며, Indium 2초, growth interuption time 10초, phosphorous 2초 그리고 growth interuption time 10초를 하나의 시퀀스로 보고, 그 시퀀스를 반복하여 양자 구조를 성장하였다. 본 실험에 사용된 P 소스는 Riber사의 KPC-250 P-valved cracker모델을 사용하였으며 InP의 성장률은 0.985${\AA}/s$이다. InP/InGaP 양자구조 성장 중에, 성장 온도, 시퀀스 수의 변화 등 다양한 조건을 변화 시켜 샘플을 성장시켰고, 양자 구조 성장을 확인하기 위하여 AFM 및 SEM을 통해 구조적 분석을 하였으며 PL 측정을 통해 광학적 분석을 진행하였다.
At the study, it has fabricated Al/AlN/GaAs MIS capacitor using DC reactive sputtering method. To applicate GaAs semiconductor in a MIS devices, investigated capability of AIN thin film by the insulator layer. Also it has investigated inversion of C-V characteristics by addition of the hydrogen(hydrogen concentration: 5%) and it has investigated that leakage current has $10^{-8}A/cm^2$ for 1 MV/cm breakdown electric field of I-V characteristics.
GaN 소자는 고출력 및 고선형성 특성을 가지므로 레이더 수신기에서 저잡음 증폭기로 활용되어 리미터 없이 구현될 수 있으며, 이로 인해 잡음지수를 개선하고 면적을 줄일 수 있다. 본 논문에서는 Ka-대역 레이더용 수신기에 적용하기 위한 GaN 저잡음 증폭기를 기술하였다. 설계된 저잡음 증폭기는 150-nm GaN HEMT 공정으로 제작되었으며, 목표주파수 내에서 패키징 손실을 포함하여 >23 dB 이득, <6.5 dB의 잡음지수 특성을 보였다. 고입력 부하시험시 이득 및 잡음 저하가 있었으나, 반복시험시 추가적인 성능저하는 나타나지 않았다. 부하시험 후 잡음지수 및 S-파라미터 측정을 통해 GaN 저잡음 증폭기에서 ~40 dBm 펄스 입력 전력을 견딜 수 있음을 확인하였다.
In this paper, design problem of QFT-PSS using Genetic Algorithm(GA) is investigated for power systems with parameter variation and disturbance uncertainties. A robust controller for uncertain power systems can be designed automatically such that the cost of feedback is minimized and all robust stability and performance specifications are satisfied. It is shown that the proposed design method not only automates loop shaping but also improves design quality and improves the quality with a reduced order controller. The robustness of the proposed controller has been investigated on a single machine infinite bus model. The results are shown that the proposed QFT-PSS using GA is more robust tan conventional PSS.
트렌치 애노드 컨택을 설계하여 순방향 전압강하를 감소시키는 GaN 쇼트키 장벽 다이오드를 제안하였다. 애노드 내부에 트렌치를 설계하여 제안된 소자의 표면 애노드 컨택은 메탈 일 함수(metal work function)가 높은 Pt와 형성되며, 트렌치 애노드 컨택은 메탈 일 함수가 낮은 Au와 형성된다. 제안된 소자의 전기적 특성을 검증하기 위하여 2차원 수치 해석 시뮬레이션을 수행하였고, AlGaN/GaN 혜테로 접합 구조 위에 제작 및 측정하였다. 제안된 소자는 복잡한 공정 추가 없이 제작되며 $100A/cm^2$에서의 순방향 전압 강하는 0.73V로 기존 소자의 1.25V보다 우수한 특성을 보였다. 제안된 소자의 온 저항은 $1.58m{\Omega}cm^2$로 기존 소자의 온 저항 $8.20m{\Omega}cm^2$ 보다 낮은 장점을 가진다.
에피성장된 Fe/GaAs 적층구조에서의 스핀 주입 실험을 하였다. Fe와 GaAs 사이에 Schottky tunnel barrier를 형성시키기 위하여 높게 도핑된 GaAs 층을 channel 층 위에 성장하였다. 스핀전달에 의한 chemical potential 차이만을 검출하기 위해서 전압 측정 단자 사이에 전류 흐름이 포함되지 않는 non-local 측정방법을 사용하였다. 그 결과 두 강자성 전극이 반평행한 구간에서 dip이 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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