본 논문에서는 thermionic emission 모델을 이용하여 SCH 양자우물 레이저 다이오드에 대한 L-I-V특성을 해석적으로 도출하였다. SCH의 bulk 캐리어와 양자우물 속박 캐리어의 관계를 도출하였고, 주입된 전류를 각 영역에서의 캐리어 재결합을 고려한 전류 연속 방정식을 만족하도록 하였다. 또한, high level injection과 전하 중성 조건하에 ambipolar 확산 방정식을 이용하여 캐리어 분포를 고찰하였다. 위 해석적인 모델을 이용하여 계산한 결과, 클래딩 영역의 전위장벽 변화가 전류 전압 특성 변화의 주요 원인으로 나타났다. 또한 thermionic emission에 의한 주입 전류의 forward flux 증가가 캐리어 주입을 증가시키고, 레이저 다이오드의 직렬 저항을 감소시키는 것을 보였다.
본 연구에서는 광통신 시스템에 응용할 수 있는 InGaAs/lnGaAsP 다중 양자 우물의 장파장용 완전 공핍 광 싸이리스터(depleted optical thyristor)를 제안하고, 도파로 형태로 소자를 제작하여, 최초로 레이징 특성을 측정 분석하였다. 먼저, 완전공핍 광 싸이리스터에 있어서 스위칭 전압과 전류는 각각 4.63 V 와 10uA로 측정되었고, 홀딩 전압(holding voltage)과 전류는 각각 0.59V, 20uA에서 그 특성이 나타났다. 또한, 레이징 되는 문턱 전류(threshold current)는 $25^{\circ}C$에서 111 mA, $10^{\circ}C$에서 72.5 mA로 각각 나타났으며, 문턱 전류의 약 1.41배에 해당하는 동작 전류에서 측정된 레이징 중심 파장은 1.561um로 나타남을 확인하였다.
Son, Jin Gyeong;Choi, Eunjin;Piao, Yuanzhe;Han, Sang Woo;Lee, Tae Geol
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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pp.355-355
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2016
There has been an explosive development of nanocrystal (NC) synthesis and application due to their composition-dependent specific properties. Despite the composition, shape, and size of NCs foremost determine their physicochemical properties, the surface state and molecule conjugation also drastically change their characteristics. To make practical use of NCs, it is a prerequisite to understand the NC surface state and the degree to which they have been modified because the reaction occurs on the interface between the NCs and the surrounding medium. We report in here an analysis method to identify conjugated ligands and their binding states on semiconductor nanocrystals based on their molecular information. Surface science techniques, such as time-of-flight secondary-ion mass spectrometry (ToF-SIMS) and FT-IR spectroscopy, are adopted based on the micro-aggregated sampling method. Typical trioctylphosphine oxide-based synthesis methods of CdSe/ZnS quantum dots (QDs) have been criticized because of the peculiar effects of impurities on the synthesis processes. Since the ToF-SIMS technique provides molecular composition evidence on the existence of certain ligands, we were able to clearly identify the n-octylphosphonic acid (OPA) as a surface ligand on CdSe/ZnS QDs. Furthermore, the complementary use of the ToF-SIMS technique with the FT-IR technique could reveals the OPA ligands' binding state as bidentate complexes.
N+P, N+PP+ 형 태양전지를 제조하여 얻은 실험자료들을 근거로 실리콘 접합형 태양전지에 일반적으로 적용할 수 있는 컴퓨터 모의 실험 프로그램을 개발하고, 이의 유용성을 확인하였다. 이 모의 실험 프로그램은 N+P, P+N, N+PP+, P+NN+형의 실리콘 태양전지에 적용할 수 있는 것으로, 입사광은 AMI, 등강도 광원, 인공조명으로 많이 사용되는 GE -ELH 광원이고, AR코팅은 Si3N4형과 투과도가 파장에 관계없는 일정형 2종류가 있으며, 프로그램에서 이들 전지의 구조, 광원, AR 코팅 종류에 대한 파장 특성분포도 쉽게 변화시킬 수 있도록 되어 있다. 이 모의실험의 결과들을 토대로 N+와 P 영역에서의 평균도오핑농도와 전지의 두께, AMI 스펙트럼에 대한 집광도, 앞면 접합깊이에 대하여 효율이 최대가 되는 최적치들을 구하였으며, 앞면의 표면 재결합 속도, 접합부에서의 캐리어의 유효 수명, 누설저항에 대하여는 허용 한계치로, 기타 효율변화인자로서 동작온도 직렬저항과 전기장의 세기에 대하여는 효율의 변화율로서 파라미터들이 효율에 미치는 영향들을 분석하였다.
주입전류가 문턱전류 이상일 때 선폭증가계수, 구속계수, 내부손실과 레이저의 길이가 λ/4 위상천이 DFB레이저의 단일모드 이득차와 발진주파수의 변화에 미치는 영향에 대하여 체계적으로 연구하였다. 구속계수나 선폭증가계수와 구속계수의 곱으로 주어지는 변수보다 선폭증가계수가 단일모드 이득차 및 발진주파수에 미치는 영향이 크다. 내부손실이나 레이저 길이 각각의 값보다 내부손실과 레이저 길이의 곱으로 정의되는 정규화된 내부손실이 DFB 레이저의 단일모드 이득차 및 발진주파수의 변화에 미치는 영향이 크다. 정규화된 내부손실이 같은 경우에는 내부손실계수보다 레이저의 길이가 동작특성에 미치는 영향이 큼을 알 수 있었다. 또한 양자우물 레이저가 builk 레이저에 비하여 선폭증가계수가 작기 때문에 구속계수와 정규화된 내부손실 값의 변화에 따른 단일모드 이득차의 감소와 발진주파수의 변화가 작음을 보았다.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제15권1호
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pp.131-144
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2015
An extensive investigation of the influence of gate engineering on the CNTFET switching, high frequency and circuit level performance has been carried out. At device level, the effects of gate engineering on the switching and high frequency characteristics for CNTFET have been theoretically investigated by using a quantum kinetic model. It is revealed that hetero - material - gate CNTFET(HMG - CNTFET) structure can significantly reduce leakage current, enhance control ability of the gate on channel, and is more suitable for use in low power and high frequency circuits. At circuit level, using the HSPICE with look - up table(LUT) based Verilog - A models, the performance parameters of circuits have been calculated and the optimum combinations of ${\Phi}_{M1}/{\Phi}_{M2}/{\Phi}_{M3}$ have been concluded in terms of power consumption, average delay, stability, energy consumption and power - delay product(PDP). We show that, compared to a traditional CNTFET - based circuit, the one based on HMG - CNTFET has a significantly better performance (SNM, energy, PDP). In addition, results also illustrate that HMG - CNTFET circuits have a consistent trend in delay, power, and PDP with respect to the transistor size, indicating that gate engineering of CNTFETs is a promising technology. Our results may be useful for designing and optimizing CNTFET devices and circuits.
본 논문에서는 일반적인 광시스템에서 항상 존재하는 잡음 및 외부로부터 더해지는 잡음이 광시스템의 수신기의 성능에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 광전송시스템에서 광검출기가 1 이하의 양자효율을 갖는 경우를 고려하여 온-오프 키잉 전송시에 수신기의 수신 감도를 계산하였다. m이 50이상인 경우 표준에러확률을 유지하기 위한 광시스템의 수신기 감도가 300이하로 계산되어 m가 적은 경우에 비해서 저출력 시스템을 구성할 수 있음을 확인할 수 있었다. 그러나 이러한 값도 실제 시스템에서는 큰 부담이 되는 값이므로 보다 저출력 광원을 사용하는 경우를 고려하여 수신단에 전치증폭기를 설치한 경우에 대해서도 고려하였는데, 그림 3에서 보이는 바와 같이 보다 적은 출력을 갖는 광원을 사용해도 무방하다는 결과를 얻을 수 있었다.
Kim, Joondong;Kim, Hyunyub;Kim, Hyunki;Park, Jangho
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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pp.226-226
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2013
Si is a dominant solar material, which is the second most abundant element in the earth giving a benefit in the aspect in cost with low toxicity. However, the inherent limit of Si has an indirect band gap of 1.1 eV resulting in the limited optical absorption. Therefore, a critical issue has been raised to increase the utilization of the incident light into the Si absorber. The enhancement of light absorption is a crucial to improve the performances and thus relieves the cost burden of Si photovoltaics. For the optical aspect, an efficient design of a front surface, where the incident light comes in, has been intensively investigated to improve the performance of photon absorption. Lambertian light trapping can be attained when the light active surface is ideally rough to increase the optical length by about 50 compared to a planar substrate. This suggests that an efficient design may reduce thickness of the Si absorber from the conventional 100~300 ${\mu}m$ to less than 3 ${\mu}m$. Theoretically, a hole-array structure satisfies an equivalent efficiency of c-Si with only one-twelfth mass and one-sixth thickness. Various approaches have been applied to improve the incident light utilization in a Si absorber using textured structures, periodic gratings, photonic crystals, and nanorod arrays. We have designed hole and pillar structured Si absorbers. Four-different Si absorbers have been simultaneously fabricated on an identical Si wafer with hole arrays or pillar arrays at a fixed depth of 2 ${\mu}m$. We have found that the significant enhanced solar cell performances both for the hole arrayed and pillar arrayed Si absorbers compared to that of a planar Si wafer resulting from the effective improvement in the quantum efficiencies.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제17권4호
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pp.483-491
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2017
The interdigitated germanium (Ge) meta-lsemiconductor-metal (MSM) photodetectors (PDs) with and without an $SiO_2$ anti-reflection (AR) layer was fabricated, and the effect of $SiO_2$ AR layer on their optoelectronic response properties were investigated in detail. The lowest reflectance of 15.6% at the wavelength of 1550 nm was obtained with a $SiO_2$ AR layer with a thickness of 260 nm, which was in a good agreement with theoretically calculated film thickness for minimizing the reflection of Ge surface. The Ge MSM PD with 260 nm-thick $SiO_2$ AR layer exhibited enhanced device performance with the maximum values of responsivity of 0.65 A/W, the quantum efficiency of 52.2%, and the detectivity of $2.49{\times}10^9cm\;Hz^{0.5}W^{-1}$ under the light illumination with a wavelength of 1550 nm. Moreover, time-dependent switching analysis of Ge MSM PD with 260 nm- thick $SiO_2$ AR layer showed highest on/off ratio with excellent stability and reproducibility. All this investigation implies that 260 nm-thick $SiO_2$ AR layer, which is effective in the reduction in the reflection of Ge surface, has a great potential for Ge based optoelectronic devices.
We have synthesized a new green Ir(III) complex fac-tris-(3-methyl-2-phenyl pyridine)iridium(III) $Ir(mpp)_3$ and fabricated phosphorescent polymer light-emitting device using it as a triplet emissive dopant in PVK. $Ir(mpp)_3$ showed absorption centered at 388 nm corresponding to the $^1MLCT$ transition as .evidenced by its extinction coefficient of the order of $10^3{\cdot}$ From the PL and EL spectra of the $Ir(mpp)_3$ doped PVK film, the emission maximum was observed at 523 nm, due to the radiative decay from the $^3MLCT$ state to the ground state, confirming a complete energy transfer from PVK to $Ir(mpp)_3$. The methyl substitution has probably caused a red shift in the absorption and emission spectrum compared to $Ir(mpp)_3$. The device consisting of a 2 % doped PVK furnished 4.5 % external quantum efficiency at 72 $cd/m^2$ (current density of 0.45 $mA/cm^2$ and drive voltage of 13.9 V) and a peak luminance of 25,000 $cd/m^2$ at 23.4 V (494 $mA/cm^2$). This work demonstrates the impact of the presence of a methyl substituent at the 3-position of the pyridyl ring of 2-phenylpyridine on the photophysical and electroluminescence properties.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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