• 제목/요약/키워드: Superlattice

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The Structural Investigation for the Enhancement of Electrical Conductivity in Ga-doped ZnO Targets

  • 윤상원;서종현;성태연;안재평;권훈;이건배
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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    • pp.243.2-243.2
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    • 2011
  • ZnO materials with a wide band gap of approximately 3.3 eV has been used in transparent conducting oxides (TCO) due to exhibitinga high optical transmission, but its low conductivity acts as role of a limitation for conducting applications. Recently, Ga or Al-doped ZnO (GZO, AZO) becomes transparent conducting materials because of high optical transmission and excellent conductivity. However, the fundamental mechanism underlying the improvement of electrical conductivity of the GZO is still the subject of debate. In this study, we have fully investigated the reasons of high conductivity through the characterization of plane defects, crystal orientation, doping contents, crystal structure in Zn1-xGaxO (x=0, 3, 5.1, 5.6, 6.6 wt%). We manufactured Zn1-xGaxO by sintering ZnO and Ga2O3 powers, having a theoretical density of 99.9% and homogeneous Ga-dopant distribution in ZnO grains. The GZO containing 5.6 wt% Ga represents the highest electrical conductivity of $7.5{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}m$. In particular, many twins and superlattices were induced by doping Ga in ZnO, revealed by X-ray diffraction measurements and TEM (transmission electron microscopy) observations. Twins developed in conventional ZnO crystal are generally formed at (110) and (112) planes, but we have observed the twins at (113) plane only, which is the first report in ZnO material. Interestingly, the superlattice structure was not observed at the grains in which twins are developed and the opposite case was true. This structural change in the GZO resulted in the difference of electrical conductivity. Enhancement of the conductivity was closely related to the extent of Ga ordering in the GZO lattice. Maximum conductivity was obtained at the GZO with a superlattice structure formed ideal ordering of Ga atoms.

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(CrAs)3(MnAs)3(110) 초격자의 전자구조와 자성에 대한 제일원리 연구 (First-principles Study on the Magnetism and Electronic Structure of (CrAs)3(MnAs)3(110) Superlattice)

  • 이재일;홍순철
    • 한국자기학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.111-114
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    • 2006
  • Zinc-blonde 구조를 가지는 CrAs와 MnAs에서 (110)면 원자층으로 이루어진 초격자의 자성을 제일원리 방법을 이용하여 연구하였다. 이를 위해 CrAs와 MnAs의 (110)층이 각기 세 층씩 교대로 반복되는 $(CrAs)_3(MnAs)_3(110)$ 초격자계의 전자구조를 총 퍼텐셜 선형보강평면파동(FLAPW) 에너지띠 방법을 이용하여 계산하였다. Cr-As로 이루어진 층과 Mn-As로 이루어진 층이 접합되는 계면에 있는 Cr과 Mn원자의 자기모멘트를 계산한 결과 각기 $3.07\;\mu_B$$3.74\;\mu_B$로 가운데 층의 Cr과 Mn의 자기모멘트 값인 $3.06\;\mu_B$$3.76\;\mu_B$보다 약간 크거나 작았다. 계산된 상태밀도로부터 이 계의 전자구조와 반쪽금속성을 고찰하였다.

전기장과 자기장하의 GaAs/AlxGa1-xAs 다중 양자 우물 내 플라즈몬의 광학적 속성 (Optical Properties of Plasmons in a GaAs/AlxGa1-xAs Multiple Quantum Well Under Electric and Magnetic Fields)

  • 안형수;이상칠;김석환
    • 새물리
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    • 제68권11호
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    • pp.1183-1191
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    • 2018
  • $GaAs/Al_xGa_{1-x}As$ 다중 양자 우물들에 의한 초격자내 플라즈몬들이 다른 유전 계면과 반포물선 구속 퍼텐셜에 의한 거동을 초격자 축에 수직한 자기장과 평행한 전기장하에서 이전의 이론적 토대하에서 연구하였다. 막 위상 근사 방법을 사용하여 부 밴드 내와 부 밴드 사이의 전이가 고려된 밀도-밀도 상관함수로부터 표면과 벌크 상태의 분산 에너지를 전체 양자 우물의 평균 전기장, 자기장의 세기 및 조성비의 함수로 얻었다. 또한 여러 가지 평균 전기장, 자기장의 세기에 대한 라만 세기를 그들 상태에 대해 입사광의 에너지 함수로 얻었다.