Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
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v.36D
no.6
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pp.35-43
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1999
We propose and analyze novel optical thyristor which can be used in free-space optical interconnection(FSOI). Novel optical thyristors are fully depleted optical thyristors(DOTs) using bottom mirror and/or multiple quantum wells (MQW), thereby its switching characteristics can be improved significantly. We obtain switching characteristics using coupled junction model associated with current oriented method. Emission characteristics of the DOT are obtained using thin film characteristic matrix and van Roosbroeck-Shockley relation. Compared to the performance using conventional DOT, the optical switching energy is decreased by a factor of 0.43 and the bit-rate is increased by a factor of 1.61 when the DOT with MQW and bottom mirror is employed for FSOI.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2005.11a
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pp.128-129
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2005
In this research, non-volatile memory effects and nano-crystal creation have been investigated in SiNx containing Si nano-crystals (Si-nc) produced by ICP-CVD and rapid thermal annealing. The quantum dots were created during rapid thermal annealing of Si-rich SiNx thin films. The quantum dot creation was analyzed with photoluminescence spectra, and in case of Si-rich SiNx, it is conformed that the quantum dots are formed easily at 750$\sim$800nm wavelength.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2012.08a
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pp.232-232
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2012
The doping of semiconducting elements is essential for the development of silicon quantum dot (QD) solar cells. Especially the doping elements should be activated by substitution at the crystalline sites in the crystalline silicon QDs. However, no analysis technique has been developed for the analysis of the activated dopants in silicon QDs in $SiO_2$ matrix. Secondary ion mass spectrometry (SIMS) is a powerful technique for the in-depth analysis of solid materials and the impurities analysis of boron and phosphorus in semiconductor materials. For the study of diffusion behaviour of B and P by SIMS, Si/$SiO_2$ multilayer films doped by B or P were fabricated and annealed at high temperatures for the activated doping of B and P. The distributions of doping elements were analyzed by SIMS. Boron found to be preferentially distributed in Si layer rather than the $SiO_2$ layer. Especially the B in the Si layers was separated to two components of an interfacial component and a central one. The central component was understood as the activated elements. On the other hand, phosphorus did not show any preferred diffusion.
Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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2011.05a
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pp.244.2-244.2
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2011
We introduce a novel and robust method for the preparation of nanocomposite multilayers, which allows the excellent photoluminescent (PL) properties as well as the accurate control over the composition and dimensions of multilayers. By exchanging the oleic acid stabilizers of CdSe@ZnS quantum dots (QDs) synthesized in organic solvent with 2-bromo-2-methylpropionic acid (BMPA) in the same solvent, these nanoparticles were be alternately deposited by nucleophilic substitution reaction with highly branched poly(amidoamine) dendrimer (PAMA) through layer-by-layer (LbL) assembly process. Our approach does not need to be transformed into the water-dispersible nanoparticles with electrostatic or hydrogen-bonding groups, which can deteriorate their inherent properties, for the built-up of multilayers. The nanocomposite multilayers including QDs exhibited the strong PL properties achieving densely packed surface coverage as well as long-term PL stability under atmospheric conditions in comparison with those of conventional LbL multilayers based on electrostatic interaction. Furthermore, we demonstrate that the flexible multilayer films with optical properties can be easily prepared using nucleophilic substitution reaction between bromo and amino groups in organic media. This robust and tailored method opens a new route for the design of functional film devices based on nanocomposite multilayers.
Kim, Choong Hyo;Kim, Hong Hee;Hwang, Do Kyung;Suh, Kwang S;Park, Cheol Min;Choi, Won Kook
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2015.08a
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pp.148-148
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2015
Over the past several years, Colloidal core/shell type quantum dots lighting-emitting diodes (QDLEDs) have been developed for the future of optoelectronic applications. An inverted-type quantum-dot light-emitting-diode (QDLED), employing low work function organic material polyethylenimine ethoxylated(PEIE) (<10 nm)[1] modified ZnO nanoparticles (NPs) as electron injection and transport layer, was fabricated by all solution processing method, instead of electrode in the device. The PEIE surface modifier incorporated on the top of the ZnO NPs film, facilitates the enhancement of both electorn injection into the CdSe-ZnS QD emissive layer by lowering the workfunction of ZnO from 3.58eV to 2.87eV and charge balance on the QD emitter. In this inverted QDLEDs, blend of poly (9,9-di-n-octyl-fluorene-alt-benzothiadiazolo) and poly(N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidine] are used as hole transporting layer (HTL) to improve hole transporting property. At the operating voltage of 7.5 V, the QDLED device emitted spectrally orange color lights with high luminance up to 11110 cd/m2, and showed current efficiency of 2.27 cd/A.[2]
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2013.02a
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pp.221-221
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2013
Striving to replace the well known silicon nanocrystals embedded in oxides with solution-processable charge-trapping materials has been debated because of large scale and cost effective demands. Herein, a silicon quantum dot-polystyrene nanocomposite (SiQD-PS NC) was synthesized by postfunctionalization of hydrogen-terminated silicon quantum dots (H-SiQDs) with styrene using a thermally induced surface-initiated polymerization approach. The NC contains two miscible components: PS and SiQD@PS, which respectively are polystyrene and polystyrene chains-capped SiQDs. Spin-coated films of the nanocomposite on various substrate were thermally annealed at different temperatures and subsequently used to construct metal-insulator-semiconductor (MIS) devices and thin film field effect transistors (TFTs) having a structure p-$S^{++}$/$SiO_2$/NC/pentacene/Au source-drain. C-V curves obtained from the MIS devices exhibit a well-defined counterclockwise hysteresis with negative fat band shifts, which was stable over a wide range of curing temperature ($50{\sim}250^{\circ}C$. The positive charge trapping capability of the NC originates from the spherical potential well structure of the SiQD@PS component while the strong chemical bonding between SiQDs and polystyrene chains accounts for the thermal stability of the charge trapping property. The transfer curve of the transistor was controllably shifted to the negative direction by chaining applied gate voltage. Thereby, this newly synthesized and solution processable SiQD-PS nanocomposite is applicable as charge trapping materials for TFT based memory devices.
Kim, Gyeong-Jung;Hong, Seung-Hwi;Kim, Yong-Seong;Lee, U;Kim, Yeong-Heon;Seo, Se-Yeong;Jang, Jong-Sik;Sin, Dong-Hui;Choe, Seok-Ho
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2010.08a
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pp.297-297
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2010
Precise control of the position and density of doping elements at the nanoscale is becoming a central issue for realizing state-of-the-art silicon-based optoelectronic devices. As dimensions are scaled down to take benefits from the quantum confinement effect, however, the presence of interfaces and the nature of materials adjacent to silicon turn out to be important and govern the physical properties. Utilization of visible light is a promising method to overcome the efficiency limit of the crystalline Si solar cells. Si quantum dots (QDs) have been proposed as an emission source of visible light, which is based on the quantum confinement effect. Light emission in the visible wavelength has been reported by controlling the size and density of Si QDs embedded within various types of insulating matrix. For the realization of all-Si QD solar cells with homojunctions, it is prerequisite not only to optimize the impurity doping for both p- and n-type Si QDs, but also to construct p-n homojunctions between them. In this study, XPS and SIMS were used for the development of p-type and n-type Si quantum dot solar cells. The stoichiometry of SiOx layers were controlled by in-situ XPS analysis and the concentration of B and P by SIMS for the activated doping in Si nano structures. Especially, it has been experimentally evidenced that boron atoms in silicon nanostructures confined in SiO2 matrix can segregate into the Si/$SiO_2$ interfaces and the Si bulk forming a distinct bimodal spatial distribution. By performing quantitative analysis and theoretical modelling, it has been found that boron incorporated into the four-fold Si crystal lattice can have electrical activity. Based on these findings, p-type Si quantum dot solar cell with the energy-conversion efficiency of 10.2% was realized from a [B-doped $SiO_{1.2}$(2 nm)/$SiO_2(2\;nm)]^{25}$ superlattice film with a B doping level of $4.0{\times}10^{20}\;atoms/cm^2$.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2016.02a
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pp.77-77
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2016
Thin films synthesized by plasma processes have been widely applied in a variety of industrial sectors. The structure control of thin film is one of prime factor in most of these applications. It is well known that the structure of this film is closely associated with plasma parameters and species of plasma which are electrons, ions, radical and neutrals in plasma processes. However the precise control of structure by plasma process is still limited due to inherent complexity, reproducibility and control problems in practical implementation of plasma processing. Therefore the study on the fundamental physical properties that govern the plasmas becomes more crucial for molecular scale control of film structure and corresponding properties for new generation nano scale film materials development and application. The thin films are formed through nucleation and growth stages during thin film depostion. Such stages involve adsorption, surface diffusion, chemical binding and other atomic processes at surfaces. This requires identification, determination and quantification of the surface activity of the species in the plasma. Specifically, the ions and neutrals have kinetic energies ranging from ~ thermal up to tens of eV, which are generated by electron impact of the polyatomic precursor, gas phase reaction, and interactions with the substrate and reactor walls. The present work highlights these aspects for the controlled and low-temperature plasma enhanced chemical vapour disposition (PECVD) of Si-based films like crystalline Si (c-Si), Si-quantum dot, and sputtered crystalline C by the design and control of radicals, plasmas and the deposition energy. Additionally, there is growing demand on the low-temperature deposition process with low hydrogen content by PECVD. The deposition temperature can be reduced significantly by utilizing alternative plasma concepts to lower the reaction activation energy. Evolution in this area continues and has recently produced solutions by increasing the plasma excitation frequency from radio frequency to ultra high frequency (UHF) and in the range of microwave. In this sense, the necessity of dedicated experimental studies, diagnostics and computer modelling of process plasmas to quantify the effect of the unique chemistry and structure of the growing film by radical and plasma control is realized. Different low-temperature PECVD processes using RF, UHF, and RF/UHF hybrid plasmas along with magnetron sputtering plasmas are investigated using numerous diagnostics and film analysis tools. The broad outlook of this work also outlines some of the 'Grand Scientific Challenges' to which significant contributions from plasma nanoscience-related research can be foreseen.
Proceedings of the Korean Magnestics Society Conference
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2004.12a
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pp.219-220
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2004
Superparamagnetic regions and magnetic anisotropic properties in randomly orientated Co nano dots(NDs) were investigated as a function of dot diameter, spacing, and density. The Co NDs were fabricated by intentionally exposing a laser source on ultra thin film. Various dot sizes are ultimately realized by changing laser power, scan condition, and intial film thickness. Magnetic hysteresis loops, angle-dependent magnetization, and temperature dependence magnetization of the Co NDs were measured with a superconducting quantum interference device. The analysis of magnetization and hysteresis loops was effectively used to determine superparamagnetic regions of the Co NDs. Up to now, the experimentally observed results repeal that room temperature superparamagnetic limit of our Co NDs was about 30 nm in diameter, with the confirmation of high resolution transmission electron microscope.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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