• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.324-325
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• 2014

Quantum wells infrared photodetectors (QWIPs) have been used to detect infrared radiations through the principle based on the localized stated in quantum wells (QWs) [1]. The mature III-V compound semiconductor technology used to fabricate these devices results in much lower costs, larger array sizes, higher pixel operability, and better uniformity than those achievable with competing technologies such as HgCdTe. Especially, GaAs/AlGaAs QWIPs have been extensively used for large focal plane arrays (FPAs) of infrared imaging system. However, the research efforts for increasing sensitivity and operating temperature of the QWIPs still have pursued. The modification of heterostructures [2] and the various fabrications for preventing polarization selection rule [3] were suggested. In order to enhance optical performances of the QWIPs, double barrier quantum well (DBQW) structures will be introduced as the absorption layers for the suggested QWIPs. The DBWQ structure is an adequate solution for photodetectors working in the mid-wavelength infrared (MWIR) region and broadens the responsivity spectrum [4]. In this study, InGaAs/GaAs/AlGaAs double barrier quantum well infrared photodetectors (DB-QWIPs) are successfully fabricated and characterized. The heterostructures of the InGaAs/GaAs/AlGaAs DB-QWIPs are grown by molecular beam epitaxy (MBE) system. Photoluminescence (PL) spectroscopy is used to examine the heterostructures of the InGaAs/GaAs/AlGaAs DB-QWIP. The mesa-type DB-QWIPs (Area : $2mm{\times}2mm$) are fabricated by conventional optical lithography and wet etching process and Ni/Ge/Au ohmic contacts were evaporated onto the top and bottom layers. The dark current are measured at different temperatures and the temperature and applied bias dependence of the intersubband photocurrents are studied by using Fourier transform infrared spectrometer (FTIR) system equipped with cryostat. The photovoltaic behavior of the DB-QWIPs can be observed up to 120 K due to the generated built-in electric field caused from the asymmetric heterostructures of the DB-QWIPs. The fabricated DB-QWIPs exhibit spectral photoresponses at wavelengths range from 3 to $7{\mu}m$. Grating structure formed on the window surface of the DB-QWIP will induce the enhancement of optical responses.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.153-153
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• 2010

Recently, to develop GaN-based light-emitting diodes (LEDs) with better performances, various approaches have been suggested by many research groups. In particular, using the patterned sapphire substrate technique has shown the improvement in both internal quantum efficiency and light extraction properties of GaN-based LEDs. In this paper, we discuss the influences of the direction of the hexagonal-structure arrays of lens-shaped patterns (HSAPs) formed on sapphire substrates on the crystal, optical, and electrical properties of InGaN/GaN multi-quantum-well (MQW) LEDs. The basic direction of the HSAPs is normal (HSAPN) with respect to the primary flat zone of a c-plane sapphire substrate. Another HSAP tilted by 30o (HSAP30) from the HSAPN structure was used to investigate the effects of the pattern direction. The full width at half maximums (FWHMs) of the double-crystal x-ray diffraction (DCXRD) spectrum for the (0002) and (1-102) planes of the HSAPN are 320.4 and 381.6 arcsecs., respectively, which are relatively narrower compared to those of the HSP30. The photoluminescence intensity for the HSAPN structure was ~1.2 times stronger than that for the HSAP30. From the electroluminescence (EL) measurements, the intensity for both structures are almost similar. In addition, the effects of the area of the individual lens pattern consisting of the hexagonal-structure arrays are discussed using the concept of the planar area fraction (PAF) defined as the following equation; PAF = [1-(patterns area/total unit areas)] For the relatively small PAF region up to 0.494, the influences of the HSAP direction on the LED characteristics were significant. However, the direction effects of the HSAP became small with increasing the PAF.

• 한국진공학회지
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• 제22권1호
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• pp.37-44
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• 2013

본 연구에서는 양자점(quantum dot, QD)에서의 전하트랩이 태양전지의 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여, GaAs 모체 태양전지(MSC)의 활성층에 InAs/GaAs QD을 삽입한 $p^+-QD-n/n^+$ 태양전지(QSC)를 제작하여 그 특성을 비교 조사하였다. Stranski-Krastanow (SK)와 준단층(quasi-monolayer, QML)의 2종류 QD를 도입하였으며, 표준 태양광(AM1.5)에서 얻은 전류-전압 곡선으로부터 태양전지의 특성인자(개방전압($V_{OC}$), 단락전류($I_{SC}$), 충만도(FF), 변환효율(CE))를 결정하였다. SK-QSC의 FF값은 80.0%로 MSC의 값(80.3%)과 비슷한 반면, $V_{OC}$와 $J_{SC}$는 각각 0.03 V와 $2.6mA/cm^2$만큼 감소하였다. $V_{OC}$ 및 $J_{SC}$ 감소 결과로 CE는 2.6% 저하되었는데, QD에 의한 전하트랩이 주요 원인으로 지적되었다. 전하트랩을 완화시키기 위한 구조로서 QML-QD 기반 태양전지를 본 연구에서 처음 시도하였으나, 예측과는 달리 부정적 결과를 보였다.

• 한국광학회지
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• 제17권3호
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• pp.278-284
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• 2006

본 연구에서는 광통신 시스템에서의 고속변조를 위하여 사용되는 전계광학 변조기를 구현하기 위하여 InAs 양자점(Quantum Dots)을 변조영역으로 하는 전계광학 변조기를 설계, 제작하였다. 제작한 양자점 전계광학 변조기에서 1550 nm의 파장을 가지는 입력광의 변조 특성을 측정하여 벌크(Bulk)형태의 변조영역을 가지는 동일한 구조의 전계광학 변조기와 비교하였다. 위상변조효율은 TE 모드에서 $333.3^{\circ}/V{\cdot}mm$, TM 모드에서 $300^{\circ}/V{\cdot}mm$ 로 측정되었으며, 기존의 벌크로 변조영역이 구성된 전계광학 변조기와 동일한 소자구조를 가지는 전계광학 변조기에 비해 편광의존도가 낮으며 위상변조효율이 20배 이상 향상된 결과를 얻었으며, 양자우물구조에 비하여는 3배 이상의 높은 위상변조효율을 얻었다.

• 한국재료학회지
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• 제8권8호
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• pp.737-743
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• 1998

$SrAI_2O_4:Eu^{2+}$를 합성하여 장잔광 축광재료로서 가장 중요한 발광특성과 장잔광특성을 조사하였다. 융제로서 $B_2O_3$를 3wt% 첨가한 $SrCO_3$, $Eu_2O_3$, $AI_2O_34의 혼합분말은 $1000^{\circ}C$이상에서 모체결정인 $SrAl_2O_4$의 단일상이 형성되었으나, 장잔관 형광체로서 최적의 합성조건은 $1300^{\circ}C$, 3시간이었다. 그리고 $SrAI_2O_4:Eu^{2+}$는 부활제인 $Eu^{2+}$의 $4f^65d^1$ $\rightarrow$$4f^7$천이에 기인하여 황록색발광영역의 520nm(2.384eV)를 최대 발파장으로 하는 450~650nm의 폭넓은 발광스펙트럼을 보였으며, 또한 발광파장을 520nm로 고정하여 측정한 여기스펙트럼의 최대 흡수피크는 360nm이고 250nm에서 480nm의 넓은 범위에서 흡수스펙트럼이 관찰되었다.

• 한국재료학회지
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• 제11권3호
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• pp.227-235
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• 2001

본 연구의 목적은 기존의 고상 반응법을 이용하여 일본의 상용 Zn$_2$SiO$_4$:Mn형광체보다 우수한 성능의 형광체를 제조하는데 있다. 이틀 위해 본 연구에서는 고상 반응법을 이용하여 Zn$_2$SiO$_4$:Mn 형광체를 합성하고, 이를 PDP(Plasma Display Panel)에 적용하기 위하여 소성온도 및 환원 온도와 주입되는 기체의 양, dopant Mn의 농도를 다양하게 하여 합성하였고, ball milling 등을 통하여 입자의 특성을 개선하는 실험을 하였다. 제조된 형광체의 발광특성 및 모양 등의 특성은 상용 Zn$_2$SiO$_4$:Mn 형광체와 비교하였다. Mn의 농도를 0.08mo1e로 하여 130$0^{\circ}C$에서 소성하였을 때 결정성 및 휘도가 가장 우수하였고, 환원시 5% H$_2$-96% N, 혼합가스의 양을 100ml/rnin으로 일정하게 주입시켰을 때 20%이상 휘도가 증가하였다. Ball rnilling은 30분 동안 100rpm으로 하였을 때 입자의 크기가 수십 $\mu\textrm{m}$에서 3$\mu\textrm{m}$이하로 줄어들었다. 특히. 발광 특성이 상용 형광체보다 월등히 우수하여 PDP에 적용할 수 있다

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.173-173
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• 2010

Recently, a patterned sapphire substrate (PSS) has been intensively used as one of the effective ways to reduce the dislocation density for the III-nitride epitaxial layers aiming for the application of high-performance, especially high-brightness, light-emitting diodes (LEDs). In this paper, we analyze the growth kinetics of the atoms and crystalline quality for the undopped-GaN depending on the facets of the pattern fabricated on a sapphire substrate. The effects of the PSS on the device characteristics of InGaN/GaN LEDs were also investigated. Several GaN samples were grown on the PSS under the different growth conditions. And the undoped-GaN layer was grown on a planar sapphire substrate as a reference. For the (002) plane of the undoped-GaN layer, as an example, the line-width broadening of the x-ray diffraction (XRD) spectrum on a planar sapphire substrate is 216.0 arcsec which is significantly narrower than that of 277.2 arcsec for the PSS. However, the line-width broadening for the (102) plane on the planar sapphire substrate (363.6 arcsec) is larger than that for the PSS (309.6 arcsec). Even though the growth parameters such as growth temperature, growth time, and pressure were systematically changed, this kind of trend in the line-width broadening of XRD spectrum was similar. The emission wavelength of the undoped-GaN layer on the PSS was red-shifted by 5.7 nm from that of the conventional LEDs (364.1 nm) under the same growth conditions. In addition, the intensity for the GaN layer on the PSS was three times larger than that of the planar case. The spatial variation in the emission wavelength of the undoped-GaN layer on the PSS was statistically ${\pm}0.5\;nm$ obtained from the photoluminescence mapping results throughout the whole wafer. These results will be discussed in terms of the mixed dislocation depending on the facets and the period of the patterns.

• 새물리
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• 제68권12호
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• pp.1308-1314
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• 2018

본 연구에서는 고상반응법을 이용하여 $(Y_{0.85-x}Yb_{0.15})_3Ga_5O_{12}:Er^{3+}_x$ 형광체 분말을 합성하고 그 분말의 형광특성을 연구하였다. $Yb^{3+}$ 이온의 농도를 0.15 mol에 고정하고 $Er^{3+}$ 이온의 농도를 변화시키며 제작된 $(Y_{0.85-x}Yb_{0.15})_3Ga_5O_{12}:Er^{3+}_x$ 형광체의 결정성을 X-선 회절장치를 이용하여 형광체 분말의 결정성을 측정하였다. $(Y_{0.85-x}Yb_{0.15})_3Ga_5O_{12}:Er^{3+}_x$ 분말은 $Er^{3+}$ 이온의 함유량에 관계없이 입방정계 구조의 다결정 상으로 성장하였음을 확인할 수 있었다. 형광광도계를 이용하여 형광체의 형광특성을 관찰하였으며, 980 nm 레이저 다이오드와 분광기를 이용하여 형광체의 상방전환 형광특성을 분석하였다. 980 nm 레이저 다이오드로 여기시킨 $(Y_{0.85-x}Yb_{0.15})_3Ga_5O_{12}:Er^{3+}_x$ 형광체의 상방전환 발광스펙트럼은 553 nm 부근의 강한 녹색 형광과 660 nm에서의 약한 적색 형광을 나타내었다. 형광과 상방전환에 의한 형광의 세기는 $Er^{3+}$ 이온의 첨가량이 0.12 mol 일 때 가장 높게 나타났으며, 에너지 전달 과정을 이용해 상방전환에 의한 형광 특성을 분석하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권5호
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• pp.523-528
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• 2023

금속염 수용액과 고분자 매개체를 출발물질로 사용한 액상합성법으로 적색 파장을 방출하는 형광체를 합성하여, 태양전지 성능향상을 위한 소재로서의 적용 가능성을 검토하였다. Ca, Zn, Al, Eu 등 금속의 질산염을 사용하여 수용액을 제조하고 이것을 식물성 고분자인 전분에 함침시킨 전구체를 소결하여 CaZnAlO:Eu 형광체 분말을 합성하였다. 합성한 CaZnAlO:Eu 형광체 분말의 표면구조 및 성분분석을 주사전자현미경(SEM)과 에너지분산형 X-선분광법(EDS)으로 분석하였다. PL측정 결과 650-780nm의 근적외선영역의 발광파장을 가지는 적색형광체가 성공적으로 합성되었다. XRD 분석결과 단일상을 가진 순수한 CZA:Eu³⁺ 형광체가 합성된 것을 확인하였다. SEM, EDS 분석 결과 합성한 Ca₁₄Zn₆Al_9.93O₃₅:Eu³⁺_0.07 형광체 분말의 입도가 균일하며, 부활제로 사용한 Eu 이온이 존재하고 있는 것을 알 수 있다. 합성된 CZA:Eu³⁺ 형광체는 자외선이나 가시광선을 근적외선영역의 파장으로 하향변환하여 태양전지의 광 흡수효율을 높일 수 있는 소재로 활용될 수 있다.