• 제목/요약/키워드: Persistent photoconductivity

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AlxGal-xN/GaN 에피층의 비정상적인 광발광과 Persistent Photoconductivity 현상 (Anomalous Photoluminescence and Persistent Photoconductivity of AlxGal-xN/GaN Epilayers)

  • 정상조;전용기
    • 한국재료학회지
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    • 제13권10호
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    • pp.673-676
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    • 2003
  • We have investigated $Al_{x}$ $Ga_{l-x}$ N/GaN epilayers (x = 0.08, 0.15) grown by metal organic vapor phase epitaxy on sapphire with photoluminescence(PL), and persistent photoconductivity(PPC) experiments. An anomalous S-shaped shift behavior of temperature dependencies of PL peak energy is observed for the x = 0.15 sample. In PPC measurement, showed that the dark current recovery time of $Al_{x}$$Ga_{l-x}$ N/GaN epilayers mainly depends on the Al content. These behaviors are usually attributed to the presence of carrier localization states. All these phenomena are explained based on the alloy compositional fluctuations in the $Al_{x}$ /$Ga_{l-x}$ N/ epilayers. The photocurrent quenching observed in PPC measurements for $Al_{x}$ $Ga_{l-x}$ N/ epilayers less than 0.2 $\mu\textrm{m}$ thickness indicates that the presence of metastable state in the bandgap of GaN layer, and that the excess holes in the valence band recombine with free electrons.

Boosting up the photoconductivity and relaxation time using a double layered indium-zinc-oxide/indium-gallium-zinc-oxide active layer for optical memory devices

  • Lee, Minkyung;Jaisutti, Rawat;Kim, Yong-Hoon
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.278-278
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    • 2016
  • Solution-processed metal-oxide semiconductors have been considered as the next generation semiconducting materials for transparent and flexible electronics due to their high electrical performance. Moreover, since the oxide semiconductors show high sensitivity to light illumination and possess persistent photoconductivity (PPC), these properties can be utilized in realizing optical memory devices, which can transport information much faster than the electrons. In previous works, metal-oxide semiconductors are utilized as a memory device by using the light (i.e. illumination does the "writing", no-gate bias recovery the "reading" operations) [1]. The key issues for realizing the optical memory devices is to have high photoconductivity and a long life time of free electrons in the oxide semiconductors. However, mono-layered indium-zinc-oxide (IZO) and mono-layered indium-gallium-zinc-oxide (IGZO) have limited photoconductivity and relaxation time of 570 nA, 122 sec, 190 nA and 53 sec, respectively. Here, we boosted up the photoconductivity and relaxation time using a double-layered IZO/IGZO active layer structure. Solution-processed IZO (top) and IGZO (bottom) layers are prepared on a Si/SiO2 wafer and we utilized the conventional thermal annealing method. To investigate the photoconductivity and relaxation time, we exposed 9 mW/cm2 intensity light for 30 sec and the decaying behaviors were evaluated. It was found that the double-layered IZO/IGZO showed high photoconductivity and relaxation time of 28 uA and 1048 sec.

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잔류 광전도체 어레이를 이용한 광전신경망의 학습성능분석 (Analysis of Optoelectronic Neural Networks with Persistent Photoconductors Array)

  • 김종문
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 1991년도 제6회 파동 및 레이저 학술발표회 Prodeedings of 6th Conference on Waves and Lasers
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    • pp.29-34
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    • 1991
  • An optoelectronic implementation of analog and non-volatile synaptic weights of neural networks is proposed by using the doping modulated amophous silicon multilayer. The persistent photoconductivity(PPC) of the multilayer induced by a short illumination is characterized in experiment and implemented to the non-volatile synaptic weights. An optoelectronic processor with the single layer perceptron algorithm is also proposed. Some learning equations of the processor and the results of simulation are presented.

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In 코도핑 된 p-GaN의 광학적 특성 (In Co-Doping Effect on the Optical Properties of P-Type GaN Epilayers)

  • 안명환;정호용;정상조
    • 한국재료학회지
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    • 제18권8호
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    • pp.450-453
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    • 2008
  • Mg-doped and In-Mg co-doped p-type GaN epilayers were grown in a low-pressure metal organic chemical vapor deposition technique. The effect of In doping on the p-GaN layer was studied through photoluminescence (PL), persistent photoconductivity (PPC), and transmission electron microscopy (TEM) at room temperature. For the In-doped p-GaN layer, the PL intensity increases significantly and the peak position shifts to 3.2 eV from 2.95 eV of conventional p-GaN. Additionally, In doping greatly reduces the PPC, which was very strong in conventional p-GaN. A reduction in the dislocation density is also evidenced upon In doping in p-GaN according to TEM images. The improved optical properties of the In-doped p-GaN layer are attributed to the high crystalline quality and to the active participation of incorporated Mg atoms.

수소화된 비정질 탄소 박막에서의 지속광전기전도도 (Persistent Photoconductivity in Hydrogenated Amorphous Carbon Thin Films)

  • 강성수;이원진;성덕용
    • 한국안광학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.49-55
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    • 1996
  • 본 연구에서는 LFPCVD법으로 수소화왼 비정질 탄소(a-C:H) 박막을 제작하였으며, 수소화된 비정질 규소 (a-Si:H)에서 주로 나타나는 지속광전기전도도(PPC) 현상을 a-C:H에서 처음으로 관찰하였다. 관찰된 PPC의 크기는 실온에서 암전기전도도의 3배 이상이며, 수 시간 이상 지속되었다. PPC의 크기는 조광시간이 증가함에 따라서 증가를 하며, 조광온도가 증가함에 따라서는 감소를 하여 $120^{\circ}C$ 이상에서 완전히 사라졌다. 또한 PPC의 붕괴는 확장지수붕괴(Stretched Exponential Decay) 함수로 설명할 수 있었다. 이로 미루어 볼 때 a-C:H에서의 PPC는 시료의 이질성과 밀접한 관련이 있다고 생각된다.

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Photoconductivity in Mg-doped p-type GaN by MBE

  • 양석진;박승호;이창명;윤재성;정운형;;강태원;김득영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.120-120
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    • 1999
  • III-nitride계 물질들은 blue와 UV 영역의 LED, LD와 같은 광소자뿐만 아니라 HBT, FET와 같은 전자소자로도 널리 응용되고 있다. 이와 같은 물질을 이용한 소자를 제작할 수 있는 낮은 저항의 ohmic contact은 필수적이다. Al이나 Ti와 같은 물질을 기초로 한 n-GaN의 경우는 이미 많은 연구결과가 발표되어 전기적 광학적 소자를 동작하는데 충분히 낮은 ohmic contact저항( )을 었다. 그러나 p-GaN의 ohmic contact은 아직까지 많은 문제점을 내포하고 있다. 그 중의 하나는 높은 doping 농도( )의 p-GaN 박막을 성장하기가 어렵다는 것이며, 또 하나는 낮은 접촉 비저항을 얻기 위해선 7.5eV이상의 큰 재가 function을 지닌 금속을 선택해야 한다. 그러나 5.5eV 이상의 재가 function을 갖는 금속은 존재하지 않는다. 위와 같은 문제점들은 p-GaN의 접촉 비저항이 이상의 높은 값을 갖게 만들고 있으며, 이에 대한 해경방안으로는 고온의 열처리를 통하여 p-GaN와 금속 사이에서 화학적 반응을 일으킴으로써 표면 근처에서 캐리어농도를 증가시키고, 캐리어 수송의 형태가 tunneling 형태로 일어날 수 있도록 하는 tunneling current mechanism을 이용하는 것이다. 이로 인해 결국 낮은 접촉 비저항을 얻을 수 있게되며, 일반적으로 p-GaN에서는 Nidl 좋은 물질로 알려져 있다. 그러나 Ni은 50$0^{\circ}C$이상의 열처리에서 쉽게 산화되는 특성 때문에 높은 캐리어를 얻는데 어려운 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 MBE로 성장된 p-GaN박막을 Mg의 activation을 더욱 증가시키기 위해 N2 분위기에서 15분간 90$0^{\circ}C$에서 annealing을 하였으며, ohmic 접촉을 위한 금속으로 높은 재가 function과 좋은 adhesion 그리고 낮은 자체저항을 가지고 있는 Ni/Au를 ohmic metal로 하여 contact한 후에 90$0^{\circ}C$에서 10초간 rapid thermal annealing (RTA)처리를 했다. 성장된 박막의 광학적 성질은 PL로써 측정하였으며, photoconductivity 실험을 통해 impurity의 life time을 분석하였고, persistent photoconductivity를 통해 dark current를 측정하였다. 또한 contact resistance를 계산하기 위해 circular-TLM method을 이용하여 I-V 특성을 조사하였다.

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Ordering of manganese spins in photoconducting $Zn_{1-x}Mn_xTe$

  • Kajitani, T.;Kamiya, T.;Sato, K.;Shamoto, S.;Ono, Y.;Sato, T.;Oka, Y.
    • 한국결정성장학회:학술대회논문집
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    • 한국결정성장학회 1998년도 PROCEEDINGS OF THE 14TH KACG TECHNICAL MEETING AND THE 5TH KOREA-JAPAN EMGS (ELECTRONIC MATERIALS GROWTH SYMPOSIUM)
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    • pp.39-43
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    • 1998
  • Single crystals of{{{{ { Zn}_{ 1-x} {Mn }_{x }{Te} }}}} with x=0.3-0.6 were prepared by the standard Bridgeman method. Diffuse neutron diffraction intensities due to the short range magnetic ordering is found in the vicinities of 1 1/2 0 reciprocal point and its equivalent point, indicating that the magnetic correlation of the clusters is the type III antiferromangetic one do the F-type Bravais class crystals, being identical with that of {{{{{ Cd}_{ 1-x} {Mn }_{x }Te }}}}. Neutron inelastic scattering measure-ment has been performed for {{{{{ Zn}_{ 0.6} { Mn}_{ 0.4}Te }}}} sample using the cold neutron spectrometer. AGNES. High resolution measurement with the energy resolution of {{{{ TRIANGLE E= +- .01meV}}}} was carried out in the temperature range from 10K to the ambient. Critical scattering, closely related with the spin glass transition, has been observed for the first time in this semimagnetic semi-conductor. The critical scattering is observed at temperatures in the vicinity of the spin glass transition temperature, 17K. The scattering is observed as a kind of quasielastic scattering in the reciprocal range where the elastic magnetic diffuse scattering has been observed, e.g., 11/20 reciprocal point, indicating the spin fluctuation has dynamic components in this material. Photoconductivity has been discovered below 150K in {{{{{ Zn}_{ 0.4} {Mn }_{0.6 } Te}}}}. The electric AC conductivity has been increased dramatically under the laser light with the wave lengths of {{{{ lambda =6328,5145 and4880 }}}}$\AA$ ,respectively. After the light was darkened, the conductivity was reduced to the original level after about 2000 seconds at 50K, being above the spin glass transition temperature. This phenomenon is the typical persistent photoconductivity; PPC which was similarly found in {{{{ { Zn}_{ 1-x} { Mn}_{x} Te}}}}.

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산소 후열처리에 따른 Ga2O3/SiC photodetector의 전기 광학적 특성 (Impact of Oxygen Annealing on Deep-level Traps in Ga2O3/SiC Photodetectors)

  • 정승환;이태희;문수영;박세림;이형진;이건희;구상모
    • 전기전자학회논문지
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    • 제27권3호
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    • pp.288-295
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    • 2023
  • 본 연구에서는 radio frequency (RF)-스퍼터링을 이용하여 SiC 기판 위에 Ga2O3 박막을 증착하여 Metal-Semiconductor-Metal (MSM) UV photodetector (PD)를 제작하였고, 산소 후열처리에 따른 PD 성능을 연구하였다. 산소 후열처리된 Ga2O3 박막은 외부 광에 대한 전류의 상당한 증가와 시간 의존성 on/off 광 응답 특성에서 측정된 감소시간이 1.21, 1.12 s로 후열처리를 하지 않은 박막의 감소시간인 1.34, 3.01 s 보다 더 빠른 반응을 보여주었다. 이러한 특성은 산소 후열처리 후의 산소 공공 및 결함 분포 변화에 기인한다. 우리의 연구 결과는 산소 후열처리가 PD 성능 향상에 영향을 미칠 수 있다는 것을 확인하였다.

$A1_{0.15}$$Ga_{0.85}$N/GaN 박막의 광학적 특성 (Optical properties of the $A1_{0.15}$$Ga_{0.85}$N/GaN thin film)

  • 정상조;차옥환;서은경;김영실;신현길;조금재;남승재
    • 한국결정성장학회지
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    • 제9권6호
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    • pp.553-557
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    • 1999
  • MOCVD로 성장된 $A1_x$$Ga_{1-x}$N/GaN 박막의 광학적 특성을 이해하기 위하여 실온에서 광발광(PL), 광전류)PC), 광단속에 의한 광권도도(PPC) 측정하였다. PL과 PC로 결정된 $A1_x$$Ga_{1-x}$N/GaN 박막의 광학적 에너지 간격은 3.7eV 이었다. PC측정 시 빛을 시료의 위쪽에서 조사시켰을 때에는 3.70, 3.40eV의 peak와 2.2eV 근방에서 broad한 peak가 관측되었다. 그러나 기판 쪽에서 빛을 조사시켰을 때의 PC 스펙트럼은 2.2eV 근방에서 broad한 peak와 3.43eV peak 만을 볼 수 있었다. PPC실험에서 관측된 photocurrent quenching과 비정상적인 PPC현상은 GaN 띠간격내에 형성된 전위나 vacancy 등의 결정결함 준위내에 전자들이 포획되고 오랫동안 포화되어 있다가 다시 방전되는 현상으로 보인다.

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