• 제목/요약/키워드: Temperature dependence PL

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ZnO Intermediate Layer가 GaN 박막의 PL 특성에 미치는 영향 연구 (Study of the Effects of ZnO Intermediate Layer on Photoluminescence Properties of Magnetron Sputtering Grown GaN Thin Films)

  • 성웅제;이용일;박천일;최우범;성만영
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.574-577
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    • 2001
  • GaN thin films on sapphire were grown by rf magnetron sputtering with ZnO buffer layer. The dependence of GaN film quality on ZnO buffer layer was investigated by X-ray diffraction(XRD). The improved film quality has been obtained by using thin ZnO buffer layer. Using Auger electron spectroscopy(AES), it was observed that the annealing process improved the GaN film quality. The surface roughness according to the annealing temperatures(700, 900, 1100$^{\circ}C$) were investigated by AFM(atomic force microscopy) and it was confirmed that the crystallization was improved by increasing the annealing temperature. Photoluminescence at 8K shows a near-band-edge peak at 3.2eV with no deep level emission.

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CdTe 단결정에서 중성 받게에 구속된 엑시톤의 열 해리 (Thermal dissociation of excitons bound to neutral acceptors in CdTe single crystal)

  • 박효열
    • 한국결정성장학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.185-188
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    • 2000
  • CdTe 단결정에서 중성 받게에 구속된 엑시톤 해리를 PL 스펙트럼의 온도의존성을 측정하여 조사하였다. 12 K에서 CdTe 단결정의 자유 엑시톤의 결합 에너지는 10 meV이고,중성받게에 구속된 결합 에너지는 7.17 meV 이며, 또 중성주게에 구속된 결합 에너지는 14 meV이였다. 또한 ($A^{\circ}$, X)의 활성화 에너지의 값으로부터($A^{\circ}$, X)의 해리는 자유 엑시톤에서 해리됨을 알 수 있었다.

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MBE로 성장된 $In_{0.5}Ga_{0.5}As/GaAs$ 양자점 원적외선 수광소자의 수소화 처리가 광학적 특성에 미치는 특이영향 (Anomalous Effect of Hydrogenation on the Optical Characterization $In_{0.5}Ga_{0.5}As$ Quantum Dot Infrared Photodetectors)

  • 임주영;송진동;최원준;조운조;이정일;양해석
    • 한국진공학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.223-230
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    • 2006
  • 분자선 에피택시 (MBE)법으로 성장된 양자점 원적외선 수광소자(Quantum Dot Infrared Photodetector: QDIP)구조의 $In_{0.5}Ga_{0.5}As/GaAs$ 자발형성 양자점에 대하여, 수소화 처리(Hydrogen Plasma treatment) 전후의 각각의 특성을 광학적인 방법으로 분석하였다. 광학적 특성은 광루미네센스(photoluminescence: PL) 그리고 광전류(Photocurrent: PC)방법으로 각각 15K 300K 10K 130k 범위에서 측정되었으며, 수소화 처리 전후의 $In_{0.5}Ga_{0.5}As$ 자발형성 양자점의 광학적 특성을 비교 분석해보면, 원시료(as-grown)의 하나의 봉우리가 수소화 처리를 통하여 두개의 봉우리로 나뉘지만 PL의 전체 세기(intensity)에는 큰 변화가 없었으며, 광전류는 수소화 처리 후에 감소함을 알 수 있다. 수소화 처리 전후의 샘플에 대해 PL의 결과로부터 활성화 에너지를 계산하여 비교해보면, 수소화 처리 전후의 활성화 에너지가 다름을 알 수 있고, 이 변화된 활성화 에너지 값은 측정된 광전류의 봉우리에 해당하는 에너지 값과 거의 일치함을 알 수 있다. 수소화 처리된 샘플은 역 수소화 처리를 통하여 PL 그래프의 모양이 원시료의 모양으로 되돌아가야 함에도 불구하고, 수소화 처리된 시료의 PL의 그래프와 동일한 모습을 보였다. 이러한 현상은 자발형성 양자점의 수소화 처리에 따른 양자점 내부의 양자점 조성의 변동에 그 원인이 있는 것으로 보인다.

Temperature dependence of energy band gap for ZnO thin films

  • Hong, Myung-Seok;Hong, Kwang-Joon
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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    • pp.99-100
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    • 2007
  • ZnO films on $Al_2O_3$ substrates were grown using a pulsed laser deposition method. Through photoluminescence (PL) and X-ray diffraction (XRD) measurements, the optimum growth conditions for the ZnO growth were established. The results of the XRD measurements indicate that ZnO films were strongly oriented to the c-axis of the hexagonal structure and epitaxially crystallized under constraints created by the substrate. The full width half maximum for a theta curve of the (0002) peak was $0.201^{\circ}$. Also, from the PL measurements, the grown ZnO films were observed to give free exciton behaviour, which indicates a high quality of the epilayer. The Hall mobility and carrier density of the ZnO films at 293 K were estimated to be $299\;cm^2/V\;s$ and $8.27\;{\times}\;10^{16}\;cm^{-3}$, respectively. The absorption spectra revealed that the temperature dependance of the optical band gap on the ZnO films was $E_g(T)\;=\;3.439\;eV\;-\;(5.30\;{\times}\;10^{-4}\;ev/K)T^2(367\;+\;T)$.

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Photoluminescence properties of Mn4+-activated Li2ZnSn2O6 red phosphors

  • Choi, Byoung Su;Lee, Dong Hwa;Ryu, Jeong Ho;Cho, Hyun
    • Journal of Ceramic Processing Research
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    • 제20권1호
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    • pp.80-83
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    • 2019
  • The Mn4+-activated Li2ZnSn2O6 (LZSO:Mn4+) red phosphors were synthesized by the solid-state reaction at temperatures of 1100-1400 ℃ in air. The synthesized LZSO:Mn4+ phosphors were confirmed to have a single hexagonal LZSO phase without the presence of any secondary phase formed by the Mn4+ addition. With near UV and blue excitation, the LZSO:Mn4+ phosphors exhibited a double band deep-red emission peaked at ~658 nm and ~673 nm due to the 2E → 4A2 transition of Mn4+ ion. PL emission intensity showed a strong dependence on the Mn4+ doping concentration and the 0.3 mol% Mn4+-doped LZSO phosphor produced the strongest PL emission intensity. Photoluminescence emission intensity was also found to be dependent on the calcination temperature and the optimal calcination temperature for the LZSO:Mn4+ phosphors was determined to be 1200 ℃. Dynamic light scattering (DLS) and field-effect scanning electron microscopy (FE-SEM) analysis revealed that the 0.3 mol% Mn4+-doped LZSO phosphor particles have an irregularly round shape and an average particle size of ~1.46 ㎛.

PLD법에 의해 제조된 ZnO박막의 두께 변화에 따른 특성 연구 (Thickness dependence of ZnO thin films grown on sapphire by PLD)

  • 윤욱희;명재민;이동희;배상혁;윤일구;이상렬
    • 한국재료학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.319-323
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    • 2001
  • 펄스레이저 증착법 (PLD)으로 (0001)면 사파이어 기판 위에 성장시킨 ZnO 박막의 두게 변화가 표면형상, 결정성 및 전기/광학적 특성에 미치는 효과에 대하여 조사하였다. SEM 및 XRD 분석을 통해 약 4000 의 두께에서 3차원 island들이 생성되며, 박막의 두께가 증가함에 따라 결정립의 크기가 증가하고, 결정성이 향상되었음을 알 수 있었다 상온에서의 PL 측정을 통해 두께가 증가함에 따라 ultraviolet(UV) 및 deep level emission peak의 강도가 급격히 증가함을 알 수 있었다. Hall측정 결과, 모든 박막들이 H형 전도도를 보였고, 운반자농도가 $10^{19}$ $cm^{-3}$ 이상이었으며, 두께가 증가할수록 운반자농도가 감소하여 약 4000 에서 포화되는 경향을 보였다. 따라서, 사파이어 기판 위에 증착시킨 ZnO 박막은 약 4000 의 두께에서 bulk ZnO의 특성을 나타내었다.

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유기금속화학기상증착법을 이용한 적층 InAs 양자점 적외선 수광소자 성장 및 특성 평가 연구 (Study of Multi-stacked InAs Quantum Dot Infrared Photodetectors Grown by Metal Organic Chemical Vapor Deposition)

  • 김정섭;하승규;양창재;이재열;박세훈;최원준;윤의준
    • 한국진공학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.217-223
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    • 2010
  • 유기금속화학기상증착법으로 적층 InAs/$In_{0.1}Ga_{0.9}As$ DWELL (dot-in-a-well) 구조를 성장하여 n-i-n 구조의 적외선 수광소자를 제작하였으며, PL (photoluminescence) 발광 특성 및 암전류 특성을 분석하였다. 동일한 조건으로 양자점을 적층하였을 때 크기 및 밀도의 변화에 의한 이중 PL peak을 관찰하였으며, TMIn의 유량을 조절함으로써 단일 peak을 갖는 균일한 크기의 양자점 적층 구조를 성장할 수 있었다. 적외선 수광소자 구조를 성장함에 있어서, 상부의 n-형 GaAs의 성장 온도가 600도 이상인 경우 PL 발광 세기가 급격히 감소하였고 이에 따른 암전류의 증가를 관찰하였다. 0.5 V 인가 전압에서 암전류의 온도 의존성에 대한 활성화 에너지의 크기는 성장온도가 580도인 경우 106 meV이고, 650도의 경우는 48 meV로 급격이 낮아졌다. 이는 고온의 성장 온도에 의한 InAs 양자점과 $In_{0.1}Ga_{0.9}As$ 양자우물구조 계면에서의 열적 상호 확산에 의하여 비발광 천이가 증가되었기 때문이다.

Photoluminescence property of vertically aligned ZnO nanorods.

  • Das, S.N.;Kar, J.P.;Choi, J.H.;Myoung, J.M.
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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    • pp.25.2-25.2
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    • 2009
  • Vertically aligned zinc oxide(ZnO) nanorods (NRs) with different surface morphology were grown by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) on sapphire substrate with different deposition condition. Based on the surface morphology, ZnO nanostructures are divided into three types: nanoneedles, nanonails and nanorods with rounded tip. Variable temperature photoluminescence (PL) have employed to probe the exciton recombination in high density and vertically aligned ZnO Nanorod arrays. Low temperature photoluminescence measurements do not show any significant yellow emission, but the near band edge excitonic emission shows very strong dependence with the surface morphology. The recombination properties are expected to be different due to different surface-to-volume ratio and distribution of potential fluctuations of intrinsic defects.

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적외선검출소자를 위한 GaSb 결정 및 MBE로 성장한 Gasb/SI-GaAs 박막의 진성결함에 관한 연구 (Study on the Intrinsic Defects in Undoped GaSb Bulk and MBE-grown GaSb/SI-GaAs Epitaxial Layers for Infrared Photodetectors)

  • 김준오;신현욱;최정우;이상준;노삼규
    • 한국진공학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.127-132
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    • 2009
  • Sb에 기초한 응력 초격자 적외선검출소자의 구성 물질인 도핑하지 않은 기판 GaSb 결정과 GaSb/SI-GaAs 박막에 잔존하고 있는 진성결함 (intrinsic defect)을 비교 조사하였다. 상온 근처 (250 K)까지 광여기 발광 (PL)을 보이는 GaSb 결정에서의 발광 에너지의 온도의존성으로부터, 밴드갭 에너지에 관한 경험식인 Varshni 함수의 파라미터 ($E_o$, $\alpha$, $\beta$)를 결정하였다. GaAs 기판 위에 성장된 이종 GaSb 박막에서는 GaSb 주요 진성결함으로 알려져 있는 29 meV의 이온화 에너지를 가지는 위치반전 (antisite) Ga ([$Ga_{Sb}$]) 결함과 함께 위치반전 Sb ([$Sb_{Ga}$])와의 복합결함 ([$Ga_{Sb}-Sb_{Ga}$])과 관련된 것으로 분석된 732/711 meV의 한 쌍의 깊은준위 (deep level)가 관측되었다. PL의 온도 및 여기출력 의존성을 분석하여, Sb-rich상태에서 성장된 GaSb 박막에서는 잉여 Sb의 자발확산 (self-diffusion)에 의하여 치환된 위치전도 [$Ga_{Sb}$] 및 [$Sb_{Ga}$]가 결합하여 [$Ga_{Sb}-Sb_{Ga}$]의 깊은준위를 형성하는 것으로 해석되었다.

라디오파 마그네트론 스퍼터링으로 증착된 AZO 박막의 특성에 대한 급속 열처리 효과 (Effects of Rapid Thermal Annealing on the Properties of AZO Thin Films Grown by Radio-frequency Magnetron Sputtering)

  • 조신호
    • 한국진공학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.377-383
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    • 2009
  • 라디오파 마그네트론 스퍼터링 방법을 사용하여 사파이어 기판 위에 Al 도핑된 ZnO (AZO) 박막을 성장시킨 후에 온도 범위 $600-900^{\circ}C$에서 급속 열처리를 수행하였다. 박막의 결정 구조와 표면 형상은 각각 X-선 회절법과 주사전자현미경으로 조사하였다. 급속 열처리 온도가 증가함에 따라 박막의 결정성은 향상되었고, 평균 50 nm의 크기를 갖는 육각형 형태의 결정 입자가 관측되었다. 증착된 모든 박막은 파장 영역 400-1100 nm에서 92%의 평균 투과율을 나타내었다. 열처리 온도가 증가함에 따라 박막의 밴드갭 에너지는 감소하였고, 광여기 발광 신호의 경우에 자외선 발광 신호의 세기가 감소하면서 400 nm에 중심을 둔 보라색 발광 신호가 주된 피크를 형성하였다. 박막의 전기적 특성은 열처리 온도에 현저한 의존성을 보였다.