• 제목/요약/키워드: R-plane $Al_2O_3$

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R-면 사파이어 기판 위에 플라즈마 분자선 에피탁시법을 이용한 산화아연 박막의 성장 및 특성평가 (Growth and Characterization of ZnO Thin Films on R-plane Sapphire Substrates by Plasma Assisted Molecular Beam Epitaxy)

  • 한석규;홍순구;이재욱;이정용
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제19권10호
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    • pp.923-929
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    • 2006
  • Single crystalline ZnO films were successfully grown on R-plane sapphire substrates by plasma-assisted molecular beam epitaxy. Epitaxial relationship between the ZnO film and the R-plane sapphire was determined to be $[-1101]Al_2O_3{\parallel}[0001]ZnO,\;[11-20]Al_2O_2{\parallel}[-1100]ZnO$ based on the in-situ reflection high-energy electron diffraction analysis and confirmed again by high-resolution X-ray diffraction measurements. Grown (11-20) ZnO films surface showed mound-like morphology along the <0001>ZnO direction and the RMS roughness was about 4 nm for $2{\mu}m{\times}2{\mu}m$ area.

R-면 사파이어 기판 위에 플라즈마 분자선 에피탁시법을 이용한 산화아연 박막의 성장 및 특성평가 (Growth and characterization of ZnO thin films on r-plane sapphire substrates by plasma-assisted molecular beam epitaxy)

  • 한석규;홍순구;이재욱;이정용
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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    • pp.155-156
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    • 2006
  • Single crystalline ZnO fims were successfully grown on r-plane sapphire substrate by plasma-assisted molecular beam epitaxy. Epitaxial relationship between the ZnO film and the-r-plane sapphire was determined to be [-1101]$Al_2O_3\;{\parallel}$ [0001]ZnO, [11-20]$Al_2O_3\;{\parallel}$ [-1100]ZnO based on the in-situ RHEED analysis and confirmed again by HRXRD measurements. Grown (11-20) ZnO films showed faceted structure along the <0001> direction and the RMS roughness was about 4 nm.

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Two Anhydrous Zeolite X Crystal Structures, $Ca_{31}Rb_{30}Si_{100}Al_{92}O_{384}$ and $Ca_{28}Rb_{36}Si_{100}Al_{92}O_{384}$

  • 장세복;김미숙;한영욱;김양
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제17권7호
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    • pp.631-637
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    • 1996
  • The structures of fully dehydrated Ca2+- and Rb+-exchanged zeolite X, Ca31Rb30Si100Al92O384(Ca31Rb30-X; a=25.009(1) Å) and Ca28Rb36Si100Al92O384(Ca28Rb36-X; a=24.977(1) Å), have been determined by single-crystal X-ray diffraction methods in the cubic space group Fd&bar{3} at 21(1) ℃. Their structures were refined to the final error indices R1=0.048 and R2=0.041 with 236 reflections for Ca31Rb30-X, and R1=0.052 and R2=0.043 with 313 reflections for Ca28Rb36-X; I>3σ(I). In both structures, Ca2+ and Rb+ ions are located at six different crystallographic sites. In dehydrated Ca31Rb30-X, sixteen Ca2+ ions fill site I, at the centers of the double 6-rings (Ca-O=2.43(1) Å and O-Ca-O=93.3(3)°). Another fifteen Ca2+ ions occupy site II (Ca-O=2.29(1) Å, O-Ca-O=119.5(5)°) and fifteen Rb+ ions occupy site II opposite single six-rings in the supercage; each is 1.60 Å from the plane of three oxygens (Rb-O=2.77(1) Å and O-Rb-O=91.1(4)°). About two Rb+ ions are found at site II', 1.99 Å into sodalite cavity from their three-oxygen plane (Rb-O=2.99(1) Å and O-Rb-O=82.8(4)°). The remaining thirteen Rb+ ions are statistically distributed over site III, a 48-fold equipoint in the supercages on twofold axes (Rb-O=3.05(1) Å and Rb-O=3.38(1) Å). In dehydrated Ca28Rb36-X, sixteen Ca2+ ions fill site I (Ca-O=2.41(1) Å and O-Ca-O=93.6(3)°) and twelve Ca2+ ions occupy site II (Ca-O=2.31(1) Å, O-Ca-O=119.7(4)°). Sixteen Rb+ ions occupy site II; each is 1.60 Å from the plane of three oxygens (Rb-O=2.81(1) Å and O-Rb-O=90.6(3)°) and four Rb+ ions occupy site II'; each is 1.88 Å into sodalite cavity from their three-oxygen plane (Rb-O=2.99(1) Å and O-Rb-O=83.8(2)°). The remaining sixteen Rb+ ions are found at III site in the supercage (Rb-O=2.97(1) Å and Rb-O=3.39(1) Å). It appears that Ca2+ ions prefer sites I and II in that order, and that Rb+ ions occupy the remaining sites. Rb+ ions are too large to be stable at site I, when they are competing with other smaller cations like Ca2+ ions.

$CeO_2$ 완충층의 두께가 $Al_2O_3$ 기판 위에 성장된 $YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}$ 박막의 초전도 특성에 미치는 영향 (Effect of $CeO_2$ buffer layer thickness on superconducting properties of $YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}$ films grown on $Al_2O_3$ substrates)

  • 임해용;김인선;김동호;박용기;박종철
    • 센서학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.195-201
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    • 1999
  • $Al_2O_3$ (알루미나 및 R-면 사파이어)기판 위에 c-축 $YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}$ (YBCO) 박막을 펄스레이저 증착법을 이용하여 성장하였다. 완충층으로 사용하기 위해 $Al_2O_3$ 기판 위에 증착한 $CeO_2$ 박막의 결정성은 기판온도에 많은 영향을 받았다. $CeO_2$ 박막은 $800^{\circ}C$의 기판온도에서 $\alpha$-축방향으로 잘 성장하였으며, $CeO_2$ 완충층의 두께에 따라 YBCO/$CeO_2/Al_2O_3$ 박막의 초전도 특성은 큰 변화를 나타내었다. 알루미나 기판 위에서 $CeO_2$ 완충층의 두께는 약 $1200\;{\AA}$이하, 사파이어 기판의 경우 $100{\sim}1000\;{\AA}$ 범위에서 YBCO 박막은 양호한 초전도 특성을 나타내었으나, 그 보다 두껍게 성장시킬 경우 초전도 특성이 급격하게 나빠졌다. 알루미나 기판 위에 성장된 YBCO 박막의 임계온도는 83 K였으며, R-면 사파이어 기판 위에 성장된 YBCO 박막의 임계온도는 ${\geq}89.5\;K$였고, 임계전류밀도는 77K에서 $3{\times}10^6\;A/cm^2$로 나타났다.

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기판 표면의 영향에 의한 ZnO 나노 구조 성장에 관한 연구 (Investigation of the influence of substrate surface on the ZnO nanostructures growth)

  • 하선여;정미나;박승환;양민;김홍승;이욱현;;장지호
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회
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    • pp.1022-1025
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    • 2005
  • ZnO 나노 구조의 형성 시 기판 표면에 의한 영향을 알아보기 위하여, Si(111) 기판과 $Al_2O_3$C (0111)면, A (0112)면, R (2110)면의 기판을 사용하여 나노 구조를 형성시키고 광학적 특성의 변화를 관찰하였다. ZnO 나노 구조는 대기 중에서 수평형 성장로를 이용하였고, 무촉매법으로 Zn 소스만을 사용하여 성장시켰다. 기판의 온도는 500$^{\circ}C$ ${\sim}$ 600$^{\circ}C$로 설정하였고, 성장된 나노 구조는 He-Cd laser (325nm)를 이용하여 10 K에서 300K까지 온도를 변화시키면서 발광 특성의 변화를 분석하였다. 상온에서 측정한 Photoluminescence (PL) 결과로부터, Si과 $Al_2O_3$ 기판에서 각각 384nm, 391 nm의 UV 발광이 관찰되었다. Si 기판에서는 산소 결핍형 결함에 의한 것으로 판단되는 녹색 발광이 관찰되었지만 $Al_2O_3$ 기판에서는 녹색 발광이 관찰되지 않았다. 그리고 온도 변화에 따른 PL 측정 결과 Si과 $Al_2O_3$ 기판에서의 UV 발광 피크의 기원이 다름을 확인할 수 있었다. 이러한 발광 특성의 차이는 기판의 표면 에너지 차이가 나노 구조의 성장 매커니즘에 영향을 주어 발생한 것으로 생각된다.

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$Ca^{2+}$ 이온과 $Cs^+$ 이온으로 치환되고 탈수된 두개의 제올라이트 X $Ca_{35}Cs_{22}Si_{100}Al_{92}O_{384}$$Ca_{29}Cs_{34}Si_{100}Al_{92}O_{384}$의 결정구조 (Crystal Structures of Full Dehydrated $Ca_{35}Cs_{22}Si_{100}Al_{92}O_{384}$and $Ca_{29}Cs_{34}Si_{100}Al_{92}O_{384}$)

  • 장세복;송승환;김양
    • 대한화학회지
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    • 제40권6호
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    • pp.427-435
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    • 1996
  • $Ca^{2+}$ 이온과 $Cs^+$ 이온으로 치환되고 완전히 탈수된 제올라이트 X, $Ca_{35}Cs_{22}Si_{100}Al_{92}O_{384}$($Ca_{35}Cs_{22}$-X; a=25.071(1) $\AA)와Ca_{29}Cs_{34}Si_{100}Al_{92}O_{384}$($Ca_{29}Cs_{34}$-X; a=24.949(1) $\AA)$의 두 개의 결정 구조를 $21^{\circ}C$에서 입방공간군 Fd3을 사용하여 단결정 X-선 회절법으로 해석하고 구조를 정밀화하였다. 탈수한 $Ca_{35}Cs_{22}$-X의 구조를 Full-matrix 최소자승법 정밀화 계산에서 $I>3\sigma(I)$인 322개의 독립 반사를 사용하여 최종 오차 인자를 $R_1$=0.051, $R_2$=0.044까지 정밀화 계산하였고, 탈수한 $Ca_{35}Cs_{22}$-X의 구조는 260개의 독립 반사를 사용하여 $R_1$=0.058, $R_2$=0.055까지 정밀화시켰다. 이들 구조에서 $Ca^{2+}$ 이온과 $Cs^+$ 이온은 서로 다른 5개의 결정학적 자리에 위치하고 있다. 탈수한 $Ca_{35}Cs_{22}$-X 구조에서는 16개의 $Ca^{2+}$ 이온은 D6R의 중심, 자리 I에 모두 채워져 있다(Ca-O=2.41(1) $\AA$, $O-Ca-O=93.4(3)^{\circ}).$ 다른 19개의 $Ca^{2+}$ 이온은 자리 II에 (Ca-O=2.29(1) $\AA$, $O-Ca-O=118.7(4)^{\circ})$, 10개의 $Cs^+$ 이온은 큰 공동에서 6-링 맞은편 II에 채워져 있고, 각각 3개의 산소로 만들어지는 산소 평면으로부터 $1.95\AA$ 들어가 위치하고 $있다(Cs-O=2.99(1)\AA$, $O-Cs-O=82.3(3)^{\circ}).$ 3개의 $Cs^+$ 이온은 산소 평면에서 소다라이트 공동쪽으로 $2.27\AA$ 들어간 자리 II'에서 위치하고 $있다(Cs-O=3.23\AA$, $O-Cs-O=75.2(3)^{\circ}).$ 나머지 9개의 $Cs^+$ 이온은 각각 큰 공동내 2회 회전축을 가지고 있는 48(f) 위치인 자리 III에 통계학적으로 분포하고 $있다(Cs-O=3.25(1)\AA$, Cs-O=3.49(1) $\AA).$ 탈수한 $Ca_{29}Cs_{34}$-X에서 16개의 $Ca^{2+}$ 이온은 자리 I에 채워지고 (Ca-O=2.38(1) $\AA$, $O-Ca-O=94.1(4)^{\circ})$ 13개의 $Ca^{2+}$ 이온은 자리 II에 채워져 있다(Ca-O=2.32(2) $\AA$, $O-Ca-O=119.7(6)^{\circ}).$ 다른 12개의 $Cs^+$ 이온은 자리 II에 채워져 있고, 이들은 산소 평면으로부터 각각 $1.93\AA$ 들어가 위치하고 $있다(Cs-O=3.02(1)\AA$, $O-Cs-O=83.1(4)^{\circ}).$ 7개의 $Cs^+$ 이온은 각각 자리 II'에 위치하고 있고, 산소 평면으로부터 소다라이트 공동으로 $2.22\AA$ 들어가 위치하고 있다(Cs-O=3.21(2) $\AA$, $O-Cs-O=77.2(4)^{\circ}).$ 나머지 16개의 $Cs^+$ 이온은 큰 공동내의 자리 III에 있다(Cs-O=3.11(1) $\AA$, Cs-O=3.46(2) $\AA).Ca^{2+}$ 이온은 자리 I과 자리 II에 우선적으로 위치하고 $Cs^+$ 이온은 너무 커서 자리 I에 채워질 수 없으며 나머지 자리에 채워진다.

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펄스레이저를 이용한 $MgTiO_3$ 박막의 성장과 전기적 및 구조적 특성에 관한 연구

  • 한근조;임왕규;이재찬
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.86-86
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    • 1999
  • 본 연구에서는 마이크로파 유전체 소자로서의 응용 및 절연 산화막으로의 응용을 위해 마이크로파 유전체 세라믹으로 사용되어 온 MgTiO3 물질을 펄스 레이저로 박막을 제조하였다. MgTiO3 는 주로 고주파에서 높은 유전율을 갖고 높은 품질계수 (22.000 at 5 GHz) 혹은 낮은 유전손실을 갖으며 유전특성의 온도 안정성이 우수하여 유전체 세라믹 재료로 응용된다. MgTiO3 박막의 성장은 KrF(파장:248nm) 엑시머 레이저를 이용했으며 공정조건으로 박막의 성장온도는 500-75$0^{\circ}C$, 산소 압력은 10-5-200mTorr, 성장 후 냉각시 산소분위기는 200Torr, 레이저 에너지 밀도는 1.5-5J/cm2 등의 조건으로 박막을 성장하였다. MgTiO3 박막을 여러 가지 기판, 즉 Al2O3(r-plane), Si, Pt 위에 성장시켰으며 기판에 따라 에픽텍셜 혹은 다결정 상태를 갖는 ilmenite 구조로 성장되었다. PLD(Pulsed laser deposition)법에 의해 형성된 MgTiO3 박막을 보면, 우선 Al2O3(r-plane) 기판위에 성장된 경우 $700^{\circ}C$에서 에픽텍셜하게 성장하였으며, Si 기판 위에 성장된 경우 $650^{\circ}C$에서부터 (003)면으로 우선 배향된 단일상의 ilmenite 구조가 형성된다. Ptdnl에 성장된 경우 $600^{\circ}C$에서부터 (003)면으로 우선배향성을 가지며 $650^{\circ}C$에서 결정의 안정화를 이루었으나, MgTiO3 박막은 전기적 특성으로 유전특성 및 유전분산 특성 등이 측정 분석되어 MgTiO3 박막의 고주파 유전체로의 응용에 관한 가능성을 토의하였다.

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R-면 사파이어 기판 위에 제작된 계단형 모서리 조셉슨 접합의 특성 (Fabrication and Characterization of Step-Edge Josephson Junctions on R-plane Al$_2O_3$ Substrates)

  • 임해용;김인선;김동호;박용기;박종철
    • 한국초전도학회:학술대회논문집
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    • 한국초전도학회 1999년도 High Temperature Superconductivity Vol.IX
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    • pp.147-151
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    • 1999
  • YBCO step-edge Josephson junction were fabricated on sapphire substrates. The steps were formed on R-plane sapphire substrates by using Ar ion milling with PR masks. The step angle was controlled in the wide range from 25$^{\circ}$ to 50$^{\circ}$ by adjusting both the Ar ion incident angle and the photoresist mask rotation angle relative to the incident Ar ion beam. CeO$_2$ buffer layer and in-situ YBa$_2Cu_3O_{7-{\delta}}$ (YBCO) thin films was deposited on the stepped R-plane sapphire substrates by pulsed laser deposition method. The YBCO film thickness was varied to obtain the ratio of film thickness to step height in the range from 0.5 to 1. The step edge junction exhibited RSJ-like behaviors with I$_cR_n$ product of 100 ${\sim}$ 300 ${\mu}$V, critical current density of 10$^3$ ${\sim}$ 10$^5$ A/ cm$^2$ at 77 K.

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Crystal Structures of Zeolite X Exchanged by Two Different Cations. Structures of Cd32Cs28-X and Cd28Rb36-X (X=Si100Al92O384)

  • Jeong, Gyoung-Hwa;Kim, Yang
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제23권8호
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    • pp.1121-1126
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    • 2002
  • Two anhydrous crystal structures of fully dehydrated Cd2+ - and Cs+ -exchanged zeolite X, Cd32Cs28Si100Al92O384 (Cd32Cs28-X: a = 24.828(11) $\AA)$ and fully dehydrated Cd,sup>2+ - and Rb+ -exchanged zeolite X, Cd28Rb36Si100Al92O384 (Cd28Rb36-X: a = 24.794(2) $\AA$), have been determined by single-crystal X-ray diffraction techniques in the cubic space group Fd3 at $21(1)^{\circ}C.$ The structures were refined to the final error indices, R1 = 0.058 and R2 = 0.065 with 637 reflections for Cd32Cs28-X and R1 = 0.086 and R2 = 0.113 with 521 reflections for Cd28Rb36-X for which I > $3\sigma(I)$. In the structure of Cd,sub>32Cs28-X, 16 Cd2+ ions fill the octahedral sites I at the centers of the double six rings (Cd-O = $2.358(8)\AA$ and O-Cd-O = $90.8(3)^{\circ}$ ). The remaining 16 Cd2+ ions occupy site II (Cd-O = $2.194(8)\AA$ and O-Cd-O = $119.7(4)^{\circ})$ and six Cs+ ions occupy site II opposite to the single six-rings in the supercage; each is $2.322\AA$ from the plane of three oxygens (Cs-O = 3.193(13) and O-Cs-O = $73.0(2)^{\circ}).$ Aboutten Cs+ ions are found at site II', $1.974\AA$ into the sodalite cavity from their three oxygen plane (Cs-O = $2.947(8)\AA$ and O-Cs-O = $80.2(3)^{\circ}).$ The remaining 12 Cs+ ions are distributed over site III' (Cs-O = 3.143(9) and O-Cs-O= $59.1(2)^{\circ})$. In the structure of Cd28Rb36-X, 16 Cd2+ ions fill the octahedral sites I at the center of the double-sixrings (Cd-O = 2.349(15) and O-Cd-O = $91.3(5)^{\circ}$ ). Another 12 Cd2+ ions occupy two different II sites (Cd-O = $2.171(18)/2.269(17)\AA$ and O-Cd-O = $119.7(7)/113.2(7)^{\circ}).$ Fifteen Rb+ ions occupy site II (Rb-O = $2.707(17)\AA$ and O-Rb-O = $87.8(5)^{\circ}).$ The remaining 21 Rb+ ions are distributed over site III' (Rb-O = $3.001(16)\AA$ and O-Rb-O = $60.7(4)^{\circ})$. It appears that the smaller and more highly charged Cd2+ ions prefer sites I and Ⅱ in that order, and the larger Rb+ and Cs+ ions, which are less able to balance the anionic charge of the zeolite framework, occupy sites II and II' with the remainder going to the least suitable site in the structure, site III'.The maximum Cs+ and Rb+ ion exchanges were 30% and 39%, respectively. Because these cations are too largeto enter the small cavities and their charge distributions may be unfavorable, cation-sieve effects might appear.

Scattering법을 이용한 BaMgAl10O17:Eu2+ 청색형광체의 구조와 발광특성 연구 (A Study of the Structure and Luminescence Properly of BaMgAl10O17:Eu2+ Blue Phosphor using Scattering Method)

  • 김광복;김용일;구경완;천희곤;조동율
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.67-74
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    • 2002
  • A phosphor for Plasma Display Panel, BaMgAl$_{10}$ O$_{17}$ :Eu$^{2+}$, showing a blue emission band at about 450nm was prepared by a solid-state reaction using BaCO$_3$, $Al_2$O$_3$, MgO, Eu$_2$O$_3$ as starting materials wish flux AlF$_3$. The study of the behaviour of Eu in BAM phosphor was carried out by the photoluminescence spectra and the Rietveld method with X-ray and neutron powder diffraction data to refine the structural parameters such as lattice constants, the valence state of Eu, the preferential site of Mg atom and the site fraction of each atom. The phenomenon of the concentration quenching was abound 2.25~2.3wt% of Eu due to a decrease in the critical distance for energy transfer of inter-atomic Eu. Through the combined Rietveld refinement, R-factor, R$_{wp}$, was 8.11%, and the occupancy of Eu and Mg was 0.0882 and 0.526 at critical concentration. The critical distance of Eu$^{2+}$ in BAM was 18.8$\AA$ at 2.25% Eu of the concentration quenching. Furthermore, c/a ratio was decreased to 3.0wt% and no more change was observed over that concentration. The maximum entropy electron density was found that the modeling of $\beta$-alumina structure in BaMgAl$_{10}$ O$_{17}$ :Eu$^{2+}$correct coincided showing Ba, Eu, O atoms of z= 1/4 mirror plane.e.ane.e.