• 제목/요약/키워드: Raman crystallinity

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Cu(InGa)Se$_2$ 박막의 성장온도에 따른 태양전지의 광전특성 분석 (Photovoltaic Properties of Solar Cells with Deposition Temperature of Cu(InGa)Se$_2$ Films)

  • 김석기;이정철;강기환;윤경훈;박이준;송진수;한상옥
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.330-333
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    • 2002
  • The substrate temperature is an important parameter in thin film deposition process. In this paper the effects of the substrate temperature on the properties of CuIn0.75Ga0.25Se2(CIGS) thin films are reported. Structure, surface morphology and optical properties of CIGS thin films deposited at various substrate temperatures have been investigated using a number of analysis techniques. X-ray diffraction (XRD) analysis shows that CIGS films exhibit a strong <112> preferred orientation. As expected, at higher substrate temperatures the films displayed a higher degree of crystallinity. The <112> peak was also enhanced and other CIGS peaks appeared simultaneously These results were supported by experimental work using Raman spectroscopy. The Raman spectra of the as-grown CIGS thin films show only the Al mode peak. The intensity of this peak was enhanced at higher deposition temperatures. Scanning electron microscopy (SEM) results revealed very small grains in films fabricated at 48$0^{\circ}C$ substrate temperature. When the substrate temperature was increased the average grain size also increased together with a reduction in the number and size of the voids. The deposition temperature also had a significant influence on the transmission spectra.

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MPECVD법에 의한 초경인서트 공구의 c-BN 박막 증착 (Deposition of c-BN Films on Tungsten Carbide Insert Tool by Microwave Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition(MPECVD))

  • 윤수종;김태규
    • 한국표면공학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.43-47
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    • 2008
  • Cubic boron nitride(c-BN) films were deposited on tungsten carbide insert tool by microwave plasma enhanced chemical vapor deposition(MPECVD) from a gas mixture of triethyl borate$(B(C_2H_5O)_3)$, ammonia $(NH_3)$, hydrogen$(H_2)$ and argon(Ar). The qualities of deposited thin film were investigated by x-ray diffrac-tion(XRD), field emission scanning electron microscopy(FE-SEM) and micro Raman spectroscope. The surface morphologies of the synthesised BN as well as crystallinity appear to be highly dependent on the flow rate of $B(C_2H_5O)_3$ and $(NH_3)$ gases. The deposited film had more crystallized phases with 5 scem of $B(C_2H_5O)_3$ and $(NH_3)$ gases than with 2 sccm, and the phase was identified as c-BN by micro Raman spectroscope and XRD. The adhesion strength were also increased with increasing flow rates of $B(C_2H_5O)_3$ and $(NH_3)$ gases.

전자 디바이스용 다이아몬드 박막의 제조 및 결정성장 특성 (Preparation of Diamond Thin film for Electric Device and Crystalline Growth)

  • 김규식;박수길;손원근
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1720-1723
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    • 2000
  • Boron doped conducting diamond thin film were grown on Si substrate by microwave plasma chemical vapor deposition from a gaseous feed of hydrogen, acetone/methanol and solid boron. The doping level of boron was controlled from 0ppm to $10^4$ppm (B/C). The Si substrate was tilted ca. 10$^{\circ}$ to make Si substrate have different height and temperature. Experimental results show that same condition but different temperature of Si substrate by height made different crystalline of diamond thin film. There were appeared 3$\sim$4 step of different crystalline morphology of diamond. To characterize the boron-doped diamond thin film, Raman spectroscopy was used for identification of crystallinity. To survey surface morphology, microscope was used. Grain size was changed gradually by different temperature due to different height. The Raman spectrum of film exhibited a sharp peak at 1334$cm^{-1}$, which is characteristic of crystalline diamond. The lower position of diamond film position, the more non-diamond component peak appeared near 1550$cm^{-1}$.

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A Rapid and Simple Homogenizing Method for the Purification of Single-walled Carbon Nanotubes

  • Choi, Sang-Kyu;Jung, Seung-Il;Lee, Seung-Beck
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제9권5호
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    • pp.209-212
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    • 2008
  • We developed a simple and effective purification method to obtain high-purity single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) with low surface damage. The purification process consists of oxidization at $430^{\circ}C$ for 1 h in a furnace system of air atmosphere and homogenization in dilute hydrochloric acid solution for extremely short time. The role of homogenizer was examined during purification process in terms of purity and quality of purified SWCNTs. High-purity and low surface damage of SWCNT products was obtained using homogenizer which was operated at 8500 rpm for 10 min in the environment of 7 % HCI solution. From XRD spectra, we observed that metal catalysts were thoroughly removed. Raman spectra showed that the intensity values of crystallization ($I_{G}/I_{D}$) of purified SWCNTs were very similar with that of pristine SWCNTs. Moreover, the structure damage of purified SWCNTs was hard to find from electron microscopy. Consequently, homogenizing, which is a quick and simple manner, can be promising method for obtaining final SWCNTs with clearly high purity and crystallinity.

Fabrication and characterization of CdS film, nanowires and nanobelts grown by VPE

  • Son, Moon-A;Lee, Dong-Jin;Kang, Tae-Won
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.69-69
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    • 2010
  • The research is the structural and optical characteristics of the Cadmium Sulfide(CdS) film, nanowires and nanobelts grown on the $Al_2O_3$ substrate using the vapor phase epitaxy method. The field-emission scanning electron microscopy(FE-SEM) were used to identify the shape of the surface of the nanostructures and x-ray diffraction(XRD) and transmission electron microscopy (TEM) were used to evaluate the structural characterisitcs. As a result, the XRD was confirmed the CdS peak and the substrate peak and TEM showed single crystals with wurtzite hexagonal structure on the nanostructures. As for the optical characteristic of the nanostructures, photoluminescence(PL) and micro-raman spectrum were measured. The PL measurements confirmed the emission peak related bound exciton to neutral donor($D^0X$) peak and free exciton(FX) peak. The micro-raman spectrum showed that the peak of the nanostructures were similar to the pure crystalline CdS peak and each peak were overtone of LO phonon of the hexagonal CdS of the longitudinal optical(LO) phonon mode. Therefore, it is confirmed that the CdS nanostructures grown in this research have superior crystallinity.

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고분자 복합재의 물리화학적 및 전자파차폐 특성에 미치는 탄소나노튜브의 불소화 영향 (Effect of Fluorination of Carbon Nanotubes on Physico-chemical and EMI Shielding Properties of Polymer Composites)

  • 이시은;김도영;이만영;이민경;정의경;이영석
    • 폴리머
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    • 제39권1호
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    • pp.114-121
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    • 2015
  • 탄소나노튜브의 불순물을 제거하고 에폭시 수지와의 계면접착력 향상과 에폭시 내 탄소나노튜브의 분산성 증가를 위하여 불산(hydrofluoric acid)으로 그 표면을 개질하였다. 표면 처리된 탄소나노튜브의 결정성은 광전자 분광기(X-ray photoelectron spectroscopy)와 라만 분광기(Raman spectroscopy)를 통해 분석하였고, 인장시험으로 기계적 강도 분석을 실시하였다. 표면 처리된 탄소나노튜브/에폭시 복합재의 인장강도는 미처리 탄소나노튜브/에폭시 복합재와 비교하여 최대 약 33% 향상됨을 확인할 수 있었고, 탄소나노튜브/에폭시 복합재의 전자파차폐 특성은 탄소나노튜브의 불산처리 농도에 따라 증가하는 경향을 보였고 25%의 농도로 처리되었을 때, 최대 전자파차폐 특성을 보였다. 그러나 기계적 특성 및 전자파차폐 특성은 50% 이상의 불산 농도로 처리된 탄소나노튜브/에폭시 복합재에서 오히려 감소하였으며 이는 높은 농도의 불산으로 인하여 탄소나노튜브의 표면 결정성 감소 및 고유 특성에 영향을 미친 것으로 파악된다. 고분자 복합재의 기계적, 전기적 특성 향상은 불산 처리로 인한 탄소나노튜브의 결정성 향상과 에폭시 수지 내에 분산성의 증가에 기인하였다.

GaN 완충층 두께가 GaN 에피층의 특성에 미치는 영향 (Effects of GaN Buffer Layer Thickness on Characteristics of GaN Epilayer)

  • 조용석;고의관;박용주;김은규;황성민;임시종;변동진
    • 한국재료학회지
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    • 제11권7호
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    • pp.575-579
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    • 2001
  • Metal organic chemical vapor deposition (MOCVB)법을 사용하여 sapphire (0001) 기판 위에 GaN 환충층을 성장하고, 그 위에 GaN 에피층을 성장하였다. GaN 완충층은 55$0^{\circ}C$에서 약 26 nm에서 130 nm까지 각각 다른 두께로 성장하였고, GaN 에피층은 110$0^{\circ}C$에서 약 4 $\mu\textrm{m}$의 두께로 성장하였다. GaN 완충층 성장 후 atomic force microscopy (AFM)으로 표면 형상을 측정하였다. GaN 완충층의 두께가 두꺼워질수록 GaN 에피층의 표면이 매끈해지는 것을 scanning electron microscopy (SEM)으로 관찰하였다. 이것으로 GaN 에피층의 표면은 완충층의 두께와 표면 거칠기와 관계가 있다는 것을 알 수 있었다. GaN 에피층의 결정학적 특성을 double crystal X-ray diffraction (DCXRD)와 Raman spectroscopy로 측정하였다. 성장된 GaN 에퍼층의 광학적 특성을 photoluminescence (PL)로 조사한 결과 두께가 두꺼운 완충층 위에 성장된 에퍼층의 결정성이 더 좋은 반면, 내부 잔류응력은 증가하는 결과를 보였다. 이러한 사실들로부터 완충층의 두께가 두꺼워짐에 따라 내부 자유에너지가 감소하여 에피층 성장시 측면성장을 도와 표면이 매끈해지고, 결정성이 좋아졌다.

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고상 성장법을 이용한 실리콘 태양전지 에미터 형성 연구 (A Study on Solid-Phase Epitaxy Emitter in Silicon Solar Cells)

  • 김현호;지광선;배수현;이경동;김성탁;박효민;이헌민;강윤묵;이해석;김동환
    • Current Photovoltaic Research
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    • 제3권3호
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    • pp.80-84
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    • 2015
  • We suggest new emitter formation method using solid-phase epitaxy (SPE); solid-phase epitaxy emitter (SEE). This method expect simplification and cost reduction of process compared with furnace process (POCl3 or BBr3). The solid-phase epitaxy emitter (SEE) deposited a-Si:H layer by radio-frequency plasma-enhanced chemical vapor deposition (RF-PECVD) on substrate (c-Si), then thin layer growth solid-phase epitaxy (SPE) using rapid thermal process (RTP). This is possible in various emitter profile formation through dopant gas ($PH_3$) control at deposited a-Si:H layer. We fabricated solar cell to apply solid-phase epitaxy emitter (SEE). Its performance have an effect on crystallinity of phase transition layer (a-Si to c-Si). We confirmed crystallinity of this with a-Si:H layer thickness and annealing temperature by using raman spectroscopy, spectroscopic ellipsometry and transmission electron microscope. The crystallinity is excellent as the thickness of a-Si layer is thin (~50 nm) and annealing temperature is high (<$900^{\circ}C$). We fabricated a 16.7% solid-phase epitaxy emitter (SEE) cell. We anticipate its performance improvement applying thin tunnel oxide (<2nm).

화학기상증착법에 의한 6H-SiC 기판상의 3C-SiC 이종박막 성장 (Heteroepitaxial growth of 3C-SiC on 6H-SiC substrates by thermal chemi-cal vapor deposition)

  • 장성주;박주훈
    • 한국결정성장학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.290-296
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    • 2003
  • 본 연구에서는 열화학기상증착법을 사용하여 6H-SiC 기판 위에 silane($SiH_4$)과 prophane($C_3H_8$)을 사용하여 3C-SiC 이종박막을 성장시키고 이의 성장 특성을 조사하였다. C/Si 유량 비율이 4.0, 운반기체의 유량은 5 slm이고 성장온도가 $1200^{\circ}C$인 경우의 박막성장율은 약 1.8 $\mu$m/h이었다. 성장박막의 Nomarski 표면형상, X-선 회절분광, Raman 산란 특성 및 광발광(PL) 특성 등을 측정하고 성장조건에 따른 결정성을 비교하였다. 이러한 평가를 통하여 성장온도 $1150^{\circ}C$ 이상에서 양질의 결정성 3C-SiC 이종박막이 성장점을 확인하였다.

Crystalline Growth Properties of Diamond Thin Film Prepared by MPCVD

  • Park Soo-Gil;Kim Gyu-Sik;Einaga Yasuaki;Fujishima Akira
    • 전기화학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.200-203
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    • 2000
  • Microwave plasma chemical vapor deposition을 이용하여 붕소가 도핑된 전도성 다이아몬드 박막을 제조하였다. 탄소원으로는 아세톤과 메탄올을 사용하였으며, 붕소원으로는 $B_2O_3$를 사용하고, 운반가스로는 수소를 사용하였다. 이때 붕소의 도핑농도는 약 $10^2ppm\;(B/C)$이였다. Si 기질 각 부분의 온도와 플라즈마에서의 거리를 다르게 하기 위해서 Si 기질을 배치함에 있어 약$10^{\circ}$를 기울여 다이아몬드 박막을 성장시켰다. 실험결과 모두 동일한 조건 이였으나 같은 Si 기질 위에 높이에 따른 온도구배가 형성되었으며, 그에 따라 다이아몬드의 결정 또한 각기 달랐다. 다이아몬드 박막에 나타난 결정형태의 분포는 약 $3\~4$부분으로 나뉘어 있었다 제조된 다이아몬드 박막의 특성을 확인하기 위해 Raman spectrum을 이용해 다이아몬드의 결정성을 확인하였고, 표면의 형태를 관찰하기 위해 현미경을 사용하였다. 입자의 크기는 각기 다른 Si기질의 높이에 의한 온도구배로 인하여, 기질의 높이에 따라 서서히 달라졌다. 다이아몬드 박막의 Raman spectrum측정결과 $1334cm^{-1}$에서 강한 peak가 발견되었으며, 이것은 결정성 다이아몬드의 일반적인 특성 이였다. Si 기질 중 낮은 곳에 위치한 부분의 Raman spectrum은 비다이아몬드의 peak인 $1550cm^{-1}$ 부근에서 넓게 peak가 상승된 것이 관찰되었다.