• 제목/요약/키워드: Single crystal thin film

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Hot wall epitaxy(HWE)법에 의한 $AgGaSe_2$ 단결정 박막 성장과 열처리 효과 (Growth and effect of thermal annealing for $AgGaSe_2$ single crystal thin film by hot wall epitaxy)

  • 백승남;홍광준;김장복
    • 한국결정성장학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.189-197
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    • 2006
  • [$AgGaSe_2$] 단결정 박막을 수평 전기로에서 합성한 $AgGaSe_2$ 다결정을 증발원으로하여, hot wall epitaxy(HWE) 방법으로 증발원과 기판(반절연성-GaAs(100))의 온도를 각각 $630^{\circ}C,\;420^{\circ}C$로 고정하여 성장하였다. 이때 단결정 박막의 결정성은 광발광 스펙트럼과 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)으로 부터 구하였다. $AgGaSe_2$의 광흡수 스펙트럼으로부터 구한 온도에 의존하는 에너지 밴드갭 $E_g(T)$는 Varshni 공식에 fitting한 결과 $E_g(T)=1.9501eV-(8.79x10^{-4}eV/K)T^2(T+250K)$를 잘 만족하였다. 성장된 $AgGaSe_2$ 단결정 박막을 Ag, Ga, Se 분위기에서 각각 열처리하여 10K에서 photoluminescience(PL) spectrum을 측정하여 점 결함의 기원을 알아보았다. PL 측정으로 부터 얻어진 $V_{Ag},\;V_{Se},\;Ag_{int}$, 그리고 $Se_{int}$는 주개와 받개로 분류되어졌다. $AgGaSe_2$ 단결정 박막을 Ag 분위기에서 열처리하면 p형으로 변환됨을 알 수 있었다. 또한, Ga 분위기에서 열처리하면 열처리 이전의 PL 스펙트럼을 보이고 있어서, $AgGaSe_2$ 단결정 박막에서 Ga은 안정된 결합의 형태로 있기 때문에 자연 결함의 형성에는 관련이 없음을 알았다.

뜨겨운 곁쌓기법에 의해 성장된 $ZnIn_2Se_4$ 단결정 박막의 전기적 특성과 에너지 갭의 온도 의존성 (Study on Electrical Properties and Temperature Dependence of Energy Band Gap for $ZnIn_2Se_4$ Single Crystal Thin Film Grown by Hot Wall Epitaxy)

  • 박향숙
    • 통합자연과학논문집
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    • 제3권1호
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    • pp.54-59
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    • 2010
  • A stoichiometric mixture of evaporating materials for $ZnIn_2Se_4$ single crystal thin films was prepared from horizontal electric furnace. To obtain the single crystal thin films, $ZnIn_2Se_4$ mixed crystal was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the Hot Wall Epitaxy (HWE) system. The source and substrate temperatures were $630^{\circ}C$ and $400^{\circ}C$, respectively. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of $ZnIn_2Se_4$ single crystal thin films measured from Hall effect by van der Pauw method are $9.41{\times}10^{16}cm^{-3}$ and $292cm^2/v{\cdot}s$ at 293 K, respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the $ZnIn_2Se_4$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $Eg(T)=1.8622eV-(5.23{\times}10^{-4}eV/K)T^2/(T+775.5K)$.

광발광 측정법에 의한 $AgGaS_2$ 단결정 박막의 점결함 연구 (Study on Point Defect for $AgGaS_2$ Single Crystal Thin film Obtained by Photoluminescience Measurement Method)

  • 홍광준;김경석
    • 비파괴검사학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.117-126
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    • 2005
  • [ $AgGaS_2$ ] 단결정 박막을 수평 전기로에서 합성한 $AgGaS_2$ 다결정을 증발원으로하여, hot wall epitaxy(HWE) 방법으로 증발원과 기판 (반절연성 -GaAs (100))의 온도를 각각 $590^{\circ}C,\;440^{\circ}C$로 고정하여 성장하였다. 이때 단결정 박막의 결정성은 광발광 스펙트럼과 이중결정 X-선 요동곡선 (DCRC)으로 부터 구하였다. $AgGaS_2$의 광흡수 스펙트럼으로부터 구한 온도에 의존하는 에너지 밴드갭 $E_g(T)$는 Varshni. 공식에 fitting한 결과 $E_g(T)=2.7284 eV-(8.695{\times}10^{-4}eV/K)T^2/T(T+332K)$를 잘 만족하였다. 성장된 $AgGaS_2$, 단결정 박막을 Ag, Ga, S분위기에서 각각 열처리하여 10K에서 photoluminescience(PL) spectrum을 측정하여 점 결함의 기원을 알아보았다. PL 측정으로부터 얻어진 $V_{Ag},\;V_s,\;Ag_{int}$, 그리고 $S_{int}$는 주개와 받개로 분류되어졌다. $AgGaS_2$ 단결정 박막을 Ag분위기에서 열처리하면 n형으로 변환됨을 알 수 있었다. 또한, Ca 분위기에서 열처리하면 열처리 이전의 PL스펙트럼을 보이고 있어서, $AgGaS_2$ 단결정 박막에서 Ga은 안정된 결합의 형태로 있기 때문에 자연 결함의 형성에는 관련이 없음을 알았다.

$CuInSe_2$ 단결정 박막 성장과 광발광 특성 (Growth and Photoluminescience Properties for $CuInSe_2$ single crystal thin film)

  • 홍광준
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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    • pp.182-183
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    • 2006
  • $CuInSe_2$ single crystal thin films was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the hot wall epitaxy (HWE) system. The temperature dependence of the energy band gap of the $CuInSe_2$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)\;=\;1.1851\;eV\;-\;(8.99\;{\times}\;10^{-4}\;eV/K)T^2/(T\;+\;153K)$. After the as-grown $CuInSe_2$ single crystal thin films was annealed in Cu-, Se-, and In-atmospheres, the origin of point defects of $CuInSe_2$ single crystal thin films has been investigated by the photoluminescence(PL) at 10 K.

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Growth and Characteristics for $ZnGa_2Se_4$ thin film

  • Hong, Kwang-Joon;Lee, Sang-Youl
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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    • pp.136-137
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    • 2006
  • The stochiometric mix of evaporating materials for the $ZnGa_2Se_4$ single crystal thin films were prepared from horizental furnace. To obtains the single crystal thin films, $ZnGa_2Se_4$ mixed crystal were deposited on throughly etched Si(100) by the Hot Wall Epitaxy (HWE) system. The temperates of the source and the substrate were $590^{\circ}C$ and $450^{\circ}C$, respectively. The crystalline structure of single crystal thin films was investigated by the double crystal X-ray diffraction(DCXD). Hall effect on this sample was measured by the method of van der Pauw and studied on carrier density and mobility dependence on temperature.

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Hot Wall Epitaxy(HWE)법에 의한 $AgGaSe_2$ 단결정 박막 성장과 전기적 특성 (Growth and electrical properties for $AgGaSe_2$ epilayers by hot wall epitaxy)

  • 박창선;홍광준
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.96-97
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    • 2008
  • Single crystal $AgGaSe_2$ layers were grown on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate at 420 $^{\circ}C$ with hot wall epitaxy (HWE) system by evaporating $AgGaSe_2$ source at 630 $^{\circ}C$. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of single crystal $AgGaSe_2$ thin films measured with Hall effect by van def Pauw method are $9.24\times10^{16}cm^{-3}$ and 295 $cm^2/V{\cdot}s$ at 293 K, respectively.

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Hot Wall Epitaxy(HWE)법에 의한 $v_2$ 단결정 박막의 성장과 광전류 특성 (Photocurrent Properties and Growth of $CuAlSe_2$ Single Crystal Thin Film by Hot Wall Epitaxy)

  • 유상하;홍광준
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
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    • pp.282-285
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    • 2003
  • Single crystal $CuAlSe_2$ layers were grown on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate at $410\;^{\circ}C$ with hot wall epitaxy (HWE) system by evaporating $CuAlSe_2$ source at $680\;^{\circ}C$. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of single crystal $CuAlSe_2$ thin films measured with Hall effect by van der Pauw method are $9.24{\times}10^{16}\;cm^{-3}\;and\;295\;cm^2/V{\cdot}s$ at 293 K, respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the $CuAlSe_2$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)\;=\;2.8382\;eV\;-\;(8.68\;{\times}\;10^{-4}eV/K)T^2/(T\;+\;155\;K)$. The crystal field and the spin-orbit splitting energies for the valence band of the $CuAlSe_2$ have been estimated to be 0.2026 eV and 0.2165 eV at 10 K, respectively, by means of the photocurrent spectra and the Hopfield quasicubic model. These results indicate that the splitting of the $\Delta$so definitely exists in the ${\Gamma}_5$ states of the valence band of the $CuAlSe_2$. The three photocurrent peaks observed at 10 K are ascribed to the $A_1-$, $B_1-$, and $C_1$-exciton peaks for n = 1.

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Hot Wall Epitaxy(HWE)법에 의한 AgGaSe2 단결정 박막 성장과 가전자대 갈라짐에 대한 광전류 연구 (Growth and study on photocurrent of valence band splitting for AgGaSe2 single crystal thin film by hot wall epitaxy)

  • 이관교;홍광준
    • 센서학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.397-405
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    • 2006
  • Single crystal $AgGaSe_{2}$ layers were grown on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate at $420^{\circ}C$ with hot wall epitaxy (HWE) system by evaporating $AgGaSe_{2}$ source at $630^{\circ}C$. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of single crystal $AgGaSe_{2}$ thin films measured with Hall effect by van der Pauw method are $4.05{\times}10^{16}/cm^{3}$, $139cm^{2}/V{\cdot}s$ at 293 K, respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the $AgGaSe_{2}$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_{g}(T)$=1.9501 eV-($8.79{\times}10^{-4}{\;}eV/K)T^{2}$/(T+250 K). The crystal field and the spin-orbit splitting energies for the valence band of the $AgGaSe_{2}$ have been estimated to be 0.3132 eV and 0.3725 eV at 10 K, respectively, by means of the photocurrent spectra and the Hopfield quasicubic model. These results indicate that the splitting of the ${\Delta}So$ definitely exists in the ${\Gamma}_{5}$ states of the valence band of the $AgGaSe_{2}$. The three photocurrent peaks observed at 10 K are ascribed to the $A_{1}-$, $B_{1}-$, and $C_{1}-$exciton peaks for n=1.

Hot Wall Epitaxy(HWE)에 의한 $ZnGa_2Se_4$단결정 박막 성장과 특성에 관한 연구 (Growth and Characterization of $ZnGa_2Se_4$ Single Crystal Thin Films by Hot Wall Epitaxy)

  • 장차익;홍광준;정준우;백형원;정경아;방진주;박창선
    • 한국결정학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.127-136
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    • 2001
  • ZnGa₂Se₄단결정 박막은 수평 전기로에서 함성한 ZnGa₂Se₄다결정을 증발원으로하여, hot wall epitaxy(HWE) 방법으로 증발원과 기판(반절연성-GaAs(100))의 온도를 각각 610℃, 450℃로 고정하여 단결정 박막을 성장하였다. 10 K에서 측정한 광발광 exciton 스펙트럼과 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 반치폭(FWHM)을 분석하여 단결정 박막의 최적 성장 조건을 얻었다. Hall효과는 van der Pauw방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293 K에서 각각 9.63×10/sup 17/㎤, 296 ㎠/V·s였다. 광전류 봉우리의 10 K에서 단파장대의 가전자대 갈라짐(splitting)에의해서 측정된 Δcr (crystal field splitting)은 183.2meV, △so (spin orbit splitting)는 251.9meV였다. 10K의 광발광 측정으로부터 고품질의 결정에서 볼 수 있는 free exciton 과 매우 강한 세기의 중성 받개 bound exciton등의 피크가 관찰되었다. 이때 중성 받개 bound exciton등의 피크가 관찰되었다. 이때 중성 반개 bound excition의 반치폭과 결합에너지는 각각 11meV와 24.4meV였다. 또한 Hanes rule에 의해 구한 불순물의 활성화 에너지는 122meV였다.

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Hot Wall Epitaxy (HWE)에 의한 $CdGa_2Se_4$ 단결정 박막 성장과 특성 (Growth and Characterization of $CdGa_2Se_4$ Single Crystal Thin Films by Hot Wall Epitaxy)

  • 최승평;홍광준
    • 센서학회지
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    • 제10권6호
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    • pp.328-337
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    • 2001
  • 수평 전기로에서 $CdGa_2Se_4$ 다결정을 합성하여 HWE 방법으로 $CdGa_2Se_4$ 단결정 박막을 반절연성 GaAs(100) 위에 성장하였다. $CdGa_2Se_4$ 단결정 박막은 증발원과 기판의 온도를 각각 $630^{\circ}C$, $420^{\circ}C$로 성장하였다. 10K에서 측정한 광발광 exciton 스펙트럼과 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 반치폭(FWHM)을 분석하여 단결정 박막의 최적 성장 조건을 얻었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293K에서 각각 $8.27{\times}10^{17}/cm^3$, $345\;cm^2/V{\cdot}s$였다. 광전류 봉우리의 10K에서 단파장대의 가전자대 갈라짐(splitting)에 의해서 측정된 ${\Delta}Cr$ (crystal field splitting)은 106.5 meV, ${\Delta}So$ (spin orbit splitting)는 418.9 meV였다. 10K의 광발광 측정으로부터 고품질의 결정에서 볼 수 있는 free exciton 과 매우 강한 세기의 중성 주개 bound exciton등의 피크가 관찰되었다. 이때 중성 주개 bound exciton의 반치폭과 결합 에너지는 각각 8 meV와 13.7 meV였다. 또한 Haynes rule에 의해 구한 불순물의 활성화 에너지는 137 meV 였다.

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