본 연구는 단일 ZnO 나노선의 광전 특성에 대한 에이징(aging) 효과에 관한 것이다. 합성 직후의 ZnO 나노선에 대하여 photoluminescence (PL), 광전류 스펙트럼, 전류-전압 특성 및 광응답 특성들을 측정하였고, ZnO 나노선을 3달 동안 공기 중에 노출시킨 후에 위의 실험을 반복하였다. 에이징된 나노선은 합성 직후의 나노선과 비교하여 넓은 영역의 PL 밴드는 약해졌고, 광전류의 크기는 증가하였으며, 광응답 속도는 느려졌다. 본 연구에서 PL를 통해 관찰된 에이징 효과는 나노선 내부에 산소 공극의 수가 감소함으로 인한 것이며, 광전류와 광응답 특성에서 에이징 효과는 나노선 표면 부근에 산소 공극의 형성으로 인한 것이다.
MBE로 성장한 AlGaAs/GaAs multiple-quantum well(MQW)에 대하여 pump source를 He-Ne laser와 Ar laser를 사용하여 상온에서 PR(photoreflectance)측정을 수행한 결과 여러 subband transition peak을 관찰하였다. PR결과를 standard analytic line shape으 로 fitting하여n=1의 conduction band와 heavy hole 그리고 light hole transition peak인 Cl-Hl, Cl-Ll에 대한 energy값들을 얻었다. 또한 상온에서의 PL(photoluminescence)측정에 서 Cl-Hl, Cl-Ll과 관련된 main peak와 shoulder를 관찰하였다. 이 값은 PR측정값과 잘 일 치함으로써 PL에서의 main peak와 should가 Cl-Hl, Cl-Ll과 관련된 peak임을 확인할 수 있 었다. 또한 envelope function approximation(EFA)을 이용하여 구한 이론값과 PR과 PL에서 측정된 실험값들을 비교하였다.
분자선에피택시법에 의하여 GaAs(100)기판 위에 InAs 자발형성양자점을 성장하였다. InAs 양자점은 1, 3, 6, 10, 15 및 20층 등으로 다양하게 적층되어졌고, GaAs 층과 InAs 양자점 층은 각각 20 MLs와 2 MLs의 두께를 갖도록 하였다. 이 양자점의 나노구조적 특성은 PL과 STEM을 사용하여 분석하였다. 가장 높은 PL 강도는 6층의 적층구조를 갖는 시편에서 나타났고 PL 피크의 에너지가 적층회수가 증가함에 따라 분리됨을 알 수 있었다. STEM분석결과, 6충의 적층구조에서는 결함이 거의 없이 수직으로 형성된 구조를 보여준 반면에 10층 이상의 적층구조를 가질 때 그 성장 방향에 따라 volcano형상을 갖는 결함이 수직하게 성장되어졌다.
Transmuted impurity atoms formed in neutron-irradiated ZnO thin films were theoretically identified first and then experimentally confirmed by photoluminescence (PL). ZnO thin films grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy were irradiated by neutron beam at room temperature. The ZnO films consist of eight constituent (Zn and O) isotropes, of which four are transmutable by neutron-irradiation; $^{64}$ , $^{68}$ Zn, $^{70}$ Zn and $^{18}$ O were expected to transmute into $^{65}$ Cu, $^{69}$ Ga, $^{71}$ Ga, and $^{19}$ F, respectively. The concentrations of these transmuted atoms were estimated in this study by considering natural abundance, neutron fluence and neutron cross section. The neutron-irradiated ZnO thin films were characterized by PL. In the PL spectra of the ZnO thin films, the Cu-related PL peaks were seen, but the Ga- or F-associated PL peaks were absent. This observation confirmed the existence of $^{65}$ Cu in the ZnO, but it could not do the formation of the other two. In this paper, the emission mechanism of Cu impurities is described and the reason for the absence of the Ga- or F-associated PL peaks is discussed as well.
The PS(porous Si) were fabricated with different anodization time and current density. The structural and optical properties of PS were investigated by SEM(scanning electron microscopy), AFM(atomic force microscopy), and PL(photoluminescence). It is found that the pore size and surface roughness of PS are proportional to the current density. The PL spectra show that the PL peak position is red-shifted with increasing anodization time. This behavior corresponds to the change of pore size which is consistent with the quantum confinement model. The FWHM(full width at half maximum) of PL peak is decreased from 97 to 51 nm and the PL peak position is blue-shifted with increasing current density up to 10 mA/$cm^2$. The PL peak intensity of the PS fabricated under 1 mA/$cm^2$ is the highest among samples.
Cho, Il-Wook;Na, Hyeon Ji;Ryu, Mee-Yi;Kim, Jin Soo
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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pp.279.2-279.2
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2016
InGaN/GaN multiple quantum wells (MQWs) have been attracted much attention as light-emitting diodes (LEDs) in the visible and UV regions. Particularly, quantum efficiency of green LEDs is decreased dramatically as approaching to the green wavelength (~500 nm). This low efficiency has been explained by quantum confined Stark effect (QCSE) induced by piezoelectric field caused from a large lattice mismatch between InGaN and GaN. To improve the quantum efficiency of green LED, several ways including epitaxial lateral overgrowth that reduces differences of lattice constant between GaN and sapphire substrates, and non-polar method that uses non- or semi-polar substrates to reduce QCSE were proposed. In this study, graded short-period InGaN/GaN superlattice (GSL) was grown below the 5-period InGaN/GaN MQWs. InGaN/GaN MQWs were grown on the patterned sapphire substrates by vertical-metal-organic chemical-vapor deposition system. Five-period InGaN/GaN MQWs without GSL structure (C-LED) were also grown to compare with an InGaN/GaN GSL sample. The luminescence properties of green InGaN/GaN LEDs have been investigated by using photoluminescence (PL) and time-resolved PL (TRPL) measurements. The PL intensities of the GSL sample measured at 10 and 300 K increase about 1.2 and 2 times, respectively, compared to those of the C-LED sample. Furthermore, the PL decay of the GSL sample measured at 10 and 300 K becomes faster and slower than that of the C-LED sample, respectively. By inserting the GSL structures, the difference of lattice constant between GaN and sapphire substrates is reduced, resulting that the overlap between electron and hole wave functions is increased due to the reduced piezoelectric field and the reduction in dislocation density. As a results, the GSL sample exhibits the increased PL intensity and faster PL decay compared with those for the C-LED sample. These PL and TRPL results indicate that the green emission of InGaN/GaN LEDs can be improved by inserting the GSL structures.
희박 자성 반도체 ZnMnTe를 장벽층으로 사용한 양질의 ZnTe/ZnMnTe 단일 양자우물 구조를 열벽적층 성장법으로 성장하였다. 고분해능 X-선 회절측정 결과 ZnTe 우물층이 강하게 스트레인을 받고 있음을 알 수 있었다. 광발광 측정으로부터 무거운 양공 엑시톤 (el-hhl)과 가벼운 양공 엑시톤 (el-lhl)의 매우 뾰족한 발광 크들이 나타남을 관측하였다. 또한 우물층의 두께가 증가함에 따라 (el-hhl)과 (el-lhl)의 엑시톤 관련 피크들은 낮은 에너지 쪽으로 이동하였다. 광발광 피크 세기의 온도에 따른 변화는 운반자들의 열적 활성화로 설명할 수 있었다.
희박 자성 반도체 ZnMnTe를 장벽층으로 사용한 양질의 ZnTe/ZnMnTe 단일 양자우물 구조를 열벽적층 성장법으로 성장하였다. 고분해능 X-선 회절측정 결과 ZnTe 우물층이 강하게 스트레인을 받고 있음을 알 수 있었다. 광발광 측정으로부터 무거운 양공 엑시톤 (el-hhl)과 가벼운 양공 엑시톤 (el-lhl)의 매우 뾰족한 발광 크들이 나타남을 관측하였다. 또한 우물층의 두께가 증가함에 따라 (el-hhl)과 (el-lhl)의 엑시톤 관련 피크들은 낮은 에너지 쪽으로 이동하였다. 광발광 피크 세기의 온도에 따른 변화는 운반자들의 열적 활성화로 설명할 수 있었다.
Off-axis 고주파 마그네트론 스퍼터링법으로 사파이어(0001) 기판 위에 이종에피텍셜 ZnO 박막을 제조하였다. ZnO 박막의 결정성은 증착압력, RF power 그리고 기판온도의 공정조건 변화에 많은 영향을 받았으며, 스퍼터링된 입자의 적당한 kinetic energy와 기판표면에서의 표면이동도(surface mobility)가 조화를 이룰 때 결정성이 우수한 이종에피텍셜 박막을 을 얻을 수 있었다. 이종에피텍셜 ZnO 박막의 Photoluminescence(PL) 특성 측정 결과, 저온(17K)에서 약 3.36 eV의 자외선 영역 발광을 관찰할 수 있었으며, 상온에서도 3.28 eV의 자외선 영역 발광을 관찰할 수 있었다. ZnO 박막을 산소 분위기에서 열처리함에 따라 결정성은 향상되는 반면 자외선 영역의 발광은 급격히 감소하는 경향을 보였다.
ZnO epilayer were synthesized by the pulesd laser deposition(PLD) process on $Al_2O_3$ substrate after irradiating the surface of the ZnO sintered pellet by the ArF(193nm) excimer laser. The substrate temperatures was $400^{\circ}C$. The crystalline structure of epilayer was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of ZnO epilayer measured with Hall effect by van der Pauw method are $8.27{\times}10^{16}\;cm^{-3}\;and\;299\;cm^2V{\cdot}s$ at 293 K, respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the ZnO obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)\;=\;3.3973\;eV\;-\;(2.69{\times}10^{-4}\;eV/K)T^2/(T\;+\;463K)$. After the as-grown ZnO epilayer was annealed in Zn atmospheres, oxygen and vaccum the origin of point defects of ZnO atmospheres has been investigated by the photoluminescence(PL) at 10 K. The native defects of $V_{Zn}$, Vo, $Zn_{int}$, and $O_{int}$ obtained by PL measurements were classified as a donors or accepters type.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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