• 제목/요약/키워드: PL 스펙트럼

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Time-resolved Photoluminescence Study of Seven-stacked InAs/InAlGaAs Quantum Dots

  • 오재원;권세라;류미이;조병구;김진수
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.265-265
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    • 2011
  • 자발형성법으로 InP (001) 기판에 성장한 InAs/InAlGaAs 양자점(QDs: quantum dots)의 광학적 특성을 PL (photoluminescence)와 TRPL (time-resolved PL)을 이용하여 분석하였다. InAs QDs 시료는 single layer InAs QDs (QD1)과 7-stacked InAs QDs (QD2)를 사용하였다. 두 시료 모두 저온 (10 K)에서 1,320 nm에서 PL 피크가 나타나고, 온도가 증가함에 따라 PL 피크는 적색편이 (red-shift)를 보였다. 양자점의 온도를 10 K에서 300 K까지 증가하였을 때 QD1은 178 nm 적색편이 하였으며, PL 스펙트럼 폭은 온도가 증가함에 따라 증가하였다. 그러나 QD2는 264 nm 적색편이를 보였으며 PL 스펙트럼의 폭은 QD1 시료와 반대로 온도가 증가함에 따라 감소하였다. QD2의 아주 넓은 PL 스펙트럼 폭과 매우 큰 적색편이는 InAs 양자점 크기의 변화가 QD1에 비해 훨씬 크기 때문이다. QD2의 경우 InAs 층수(layer number)가 증가함에 따라 InAs QD의 크기가 점차 증가하므로 QD 크기의 변화가 single layer인 QD1 시료보다 훨씬 크다. QD1의 PL 소멸은 파장이 증가함에 따라 점차 느려지다가 PL 피크 근처에서 가장 느린 소멸 곡선을 보이고, 파장이 더 증가하였을 때 PL 소멸은 점차 빠르게 소멸하였다. 그러나 QD2의 PL 소멸곡선은 파장이 증가함에 따라 점차 빠르게 소멸하였다. 이것은 QD2는 양자점 크기의 변화가 매우 크기 때문에 (lateral size=18~29 nm, height=2.8~5.9 nm) 방출파장이 증가함에 따라 양자점 사이의 파동함수의 겹침이 증가하여 캐리어의 이완이 증가하기 때문으로 설명된다. 온도에 따른 TRPL 결과는 두 시료 모두 10 K에서 150 K 까지는 소멸시간이 증가하였고, 150 K 이후부터는 소멸시간이 감소하였다. 온도가 증가함에 따라 소멸시간이 증가하는 것은 양자점에서 장벽과 WL (wetting layer)로 운반자(carrier)의 이동, 양자점들 사이에 열에 의해 유도된 운반자의 재분배 등으로 인한 발광 재결합으로 설명할 수 있다. 150 K 이상에서 소멸시간이 감소하는 것은 열적효과에 의한 비발광 재결합 과정에 의한 운반자의 소멸이 증가하기 때문이다. 온도에 따른 TRPL 결과는 두 시료 모두 150 K까지는 발광재결합이 우세하고, 150 K 이상에서 비발광재겹합이 우세하게 나타났다.

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실리콘 이온주입 SiO2층의 나노결정으로 부터의 광루미네센스 (Photoluminescence from silicon nanocrystals in silicon ion implanted SiO2 layers)

  • 김광희;오항석;장태수;권영규;이용현
    • 센서학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.183-190
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    • 2002
  • 실리콘 기판 위에 형성한 열산화막에 실리콘이온을 주입하고 열처리를 수행한 후, 광루미네센스(photoluminescence:PL) 스펙트럼을 조사하였다. 실리콘 이온도즈의 변화와 열처리 온도의 변화에 따른 PL스펙트럼을 조사하고, 이를 TEM과 XRD 데이터와 비교하여 분석한 결과, 광루미네센스 특성은 산화막내의 실리콘 나노결정으로부터 기인함을 알 수 있었다. 또 산화막을 1분 간격으로 습식 식각하면서 매 식각 시마다 PL스펙트럼을 관측하여 그 변화를 조사하였다. 이러한 실험을 통하여 산화막내에 분포하고 있는 실리콘 나노결정의 크기와 그 수가 PL피크 파장과 강도에 직접적으로 영향을 줌을 알 수 있었다.

Sulfur에 의하여 치환된 ZnTe 단결정 박막의 광발광 특성 (Photoluminescence characteristics of ZnTe single crystal thin films substi-tuted by sulfur)

  • 최용대
    • 한국결정성장학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.279-283
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    • 2003
  • 본 연구에서는 ZnTe에 S 원자를 소량 첨가한 ZnTe : S 단결정 박막이 열적적층법에 의하여 GaAs(100) 기판 위에 성장되었다. S 원자에 의한 효과를 알기 위하여 ZnTe : S 단결정 박막의 광발광 특성을 조사하였다. 저온 광발광 스펙트럼에서 등전자적 중심(isoelectronic center)으로 보이는 2.339 eV의 피크가 관측되었고, ZnTe 단결정 박막의 광발광 스펙트럼에서 근원을 알 수 없었던 발광 스펙트럼은 관측되지 않았다. 온도에 따른 가벼운 양공 자유 엑시톤의 세기 변화는 외부자기포획(extrinsic self-trapping)으로 설명하였다. 그리고 상온에서 에너지 띠간격 흡수단 근처의 발광선이 관측되었다.

저온 photoluminescence 스펙트럼 및 형광체 합성에 관한 연구 (A Study on Phosphor Synthetic and Low Temperature Photoluminescence Spectrum)

  • 김수용
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.10-16
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    • 2010
  • 본 논문에서는 ZnO와 $Ga_2O_3$ 분말을 1 : 1의 mole비로 혼합하고 여기에 Mn을 첨가하여 Ar 주입 상태와 진공 상태에서 조성된 $ZnGa_2O_4$ : Mn을 합성하였다. 제작된 $ZnGa_2O_4$ : Mn의 발광 스펙트럼 관찰을 하여 산소의 성분 변화가 발광 특성에 미치는 영향을 설명하였다. 또한 저온의 Photoluminescence(PL) 스펙트럼으로부터 Mn의 site symmetry가 발광 스펙트럼에 미치는 영향을 설명하였다.

이온 조사에 따른 전도성 고분자의 Photoluminescecne (PL) 변화 연구

  • 이철수;주진수;고석근
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.200-200
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    • 1999
  • ^g , pp V (Poly-para phenylene vinylene) 유도체와^g , pp P(Poly-para phennylene) 유도체에 Ar, H2, N2 및 O2 등의 이온을 조사하여 PL(Photoluminescence)의 변화를 실험하였다. 각각의 전도성 고분자는 ITO9indium tin oxide)가 증착되어 있는 유리기판위에 spin coating을 하였으며 이렇게 처리된 전도성 고분자의 표면에 이온을 조사하였다. 여기에서 조사된 이온의 가속 에너지는 300eV에서 700eV까지 변화시켰고 이온 조사량은 1$\times$1013ions/cm2에서 1$\times$1017ions/cm2까지 변화시켰다. 이때 이온빔의 전류밀도는 0.2$\mu\textrm{A}$/$\textrm{cm}^2$이하로 고정하였으며 chamber내의 진공도는 $1.5\times$10-4Torr를 유지하였다. 이온 빔처리후 불안정한 고분자의 표면이 대기와 반응하는 것을 어느정도 방지하기 위해 이온 빔으로 처리된 시료를 chamber의 내부에 일정시간동안 방치하였다. Ar, H등의 이온으로 처리된 MEH-PPV의 경우는 PL의 세기가 감소하였고 이온 조사량이 1016ions/cm2 보다 클 때 PL의 세기는 급속히 감소하였다.^g , pp V와^g , pp P 유도체의 경우는 특정 이온 조사량에서 PL의 증가현상을 보였는데^g , pp P 도체중에서 P3의 경우를 보면 이온 빔 에너지가 300eV이고 이온 전류 밀도가 0.05$\mu\textrm{A}$/$\textrm{cm}^2$인 N2이온을 조사하면 이온 조사량이 1$\times$1013ions/cm2가 될 때 PL의 세기가 39%까지 증가하였다. PL의 변화에 대한 비교를 위해 이온빔으로 처리된 시료와 처리되지 않은 시료의 UV흡수스펙트럼과 IR 흡수 스펙트럼을 분석하였다. 본 실험에 사용된 모든 시료의 PL 세기는 1016ons/cm2이상의 dose에서 급격한 감소 현상을 나타내었고 PL의 최대값을 나타내는 파장의 이동은 관찰되지 않았다.

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Ni-Doped $CdGa_2Se_4$및 Undoped $CdGa_2Se_4$단결정의 광발성 특성 (Photoluminescence Properties of Ni-doped and Undoped $CdGa_2Se_4$ Single Crystals)

  • 김창대;정해문;신동호;김화택
    • 한국진공학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.254-258
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    • 1992
  • Iodine 화학수송법으로 성장한 Ni-doped CdGa2Se4와 undoped CdGa2Se4 단결정 의 PL 및 PLE 스펙트럼을 조사하였다. Undoped CdGa2Se4 단결정의 PL 스펙트럼에서는 전도대아래 준 연속적으로 분포된 electron trap과 deep level, 그리고 가전자대 위 0.07eV, 0.12eV에 있는 acceptor level 사이의 전자전이에 의한 2개의 emission band를 2.13eV와 1.20eV 영역에서 관측하였으며, Ni-doped 단결정에서는 Ni2+ 이온의 여기상태 3T1(3P)와 바 닥상태 3T1(3F) 사이의 전자전이에 의한 emission band를 1.48eV 영역에서 관측하였다. 이 러한 결과로부터 제안된 CdGa2Se4의 energy band model은 본 연구의 PL mechanism을 설명하는데 가능함을 보여주었다.

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기상 이동법으로 성장한 ZnO disk의 photoluminescence 특성 (Pholuminescence properties of ZnO disks grown using vapor phase transport)

  • 남기웅;김민수;김소아람;박형길;윤현식;임재영
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.238-239
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    • 2012
  • ZnO disk는 Ar 가스의 ON/OFF 사이클을 사용한 기상 이동법으로 성장하였다. 온도 의존성 photoluminescence (PL)은 PL 스펙트럼의 quenching 동작을 관장하는 메커니즘을 연구하기 위해 조사하였다. ZnO disk의 12 K PL 스펙트럼에서 3.364, 3.315, 3.244, 3.212, 3.170, 3.139, 3.100 eV의 피크를 관측되었고, 그것은 각각 excitons bound to neutral donors ($D^{\circ}X$), A-line, first-order longitudinal optical (1LO) phonon replica of A-line (A-1LO), donor-to acceptor pair (DAP), A-2LO, DAP-1LO, A-3LO 이다. $D^{\circ}X$와 A-line 피크는 Varshni 공식에 의해서 피팅을 하였고, 도너 이온화 에너지는 40 meV 이었다. Free excitons, $D^{\circ}X$, A-line의 lifetime은 이론적으로 계산하였고, 온도가 증가함에 따라 lifetime이 증가하였다.

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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.

p-GaSb:Be/GaAs 에피층의 Be 준위에 관한 연구 (A Study of Be Levels in p-GaSb:Be/GaAs Epitaxial Layers)

  • 노삼규;김준오;이상준
    • 한국진공학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.135-140
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    • 2011
  • Be을 도핑한 p형 GaSb:Be 에피층의 광여기 발광(PL) 스펙트럼(20 K)의 도핑밀도에 따른 변화를 조사하여, Be 억셉터의 근원을 분석하였다. 도핑을 증가시키면 PL 피크가 고에너지로 변위하고 반치폭은 줄어드는 경향을 보이다가, 밀도가 ${\sim}10^{17}cm^{-3}$ 이상에서 피크 에너지는 오히려 저에너지로 변위하고 반치폭이 늘어나는 현상을 관측하였다. 3개 피크로 분리한 PL 스펙트럼의 적분 PL 강도 변화를 통하여, 도핑 증가에 따라 $Be[Be_{Ga}]$ 준위(0.794 eV)는 감소하는 반면 진성결함에 기인한 $A[Ga_{Sb}]$ 피크(0.778 eV)와 함께 Be과 A 사이에 위치하는 새로운 $Be^*$ 준위(0.787 eV)가 증가하기 때문으로 분석되었다. 이것은 Be을 도핑한 p-GaSb:Be 에피층에는 Be 얕은준위(${\Delta}E=16meV$)와 Be과 A 결함준위가 결합한 $Be^*[Ga_{Sb}-Be_{Ga}]$의 복합준위(${\Delta}E=23meV$)가 공존하기 때문으로 논의하였으며, ${\sim}10^{17}cm^{-3}$ 이상 도핑할 경우에는 Be 준위가 다소 감소할 수 있음을 보였다.

Hot Wall Epitaxy에 의하여 성장된 ZnS-ZnSe 초격자의 구조 및 Photoluminescence (Structure and Photoluminescence of ZnS-ZnSe Superlattices grown by Hot Wall Epitaxy)

  • 최용대
    • 한국진공학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.212-219
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    • 1994
  • Hot wall epitaxy법에 의하여 GaAs(100)aus 위에 ZnS-ZnSe 초격자를 성장하였다. ZnS-ZnSe 초격자의 주기는 x-선 회절 패턴에 의하여 확인되었고 이것은 변형을 고려하고 계산된 이론적인 패턴과 비교되었다. 경계면에 평행한 ZnS와 ZnSe의 변형의 비는 ZnSe에 대하여 ZnS의 두께기 증가할수록 감 소되었다. ZnS-ZnSe 초격자의 photoluminescence(PL)는 고에너지 영역의 예리한 스펙트럼과 저에너지 영역의 폭이 넓은 스펙트럼으로 구성되어있다. PL의 광자에너지는 Kronig-Penney 모델을 사용하여 계 산된 이론적인 에너지 값과 비교한 결과 type I의 초격자임을 알았다.

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