• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.265-265
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• 2011

자발형성법으로 InP (001) 기판에 성장한 InAs/InAlGaAs 양자점(QDs: quantum dots)의 광학적 특성을 PL (photoluminescence)와 TRPL (time-resolved PL)을 이용하여 분석하였다. InAs QDs 시료는 single layer InAs QDs (QD1)과 7-stacked InAs QDs (QD2)를 사용하였다. 두 시료 모두 저온 (10 K)에서 1,320 nm에서 PL 피크가 나타나고, 온도가 증가함에 따라 PL 피크는 적색편이 (red-shift)를 보였다. 양자점의 온도를 10 K에서 300 K까지 증가하였을 때 QD1은 178 nm 적색편이 하였으며, PL 스펙트럼 폭은 온도가 증가함에 따라 증가하였다. 그러나 QD2는 264 nm 적색편이를 보였으며 PL 스펙트럼의 폭은 QD1 시료와 반대로 온도가 증가함에 따라 감소하였다. QD2의 아주 넓은 PL 스펙트럼 폭과 매우 큰 적색편이는 InAs 양자점 크기의 변화가 QD1에 비해 훨씬 크기 때문이다. QD2의 경우 InAs 층수(layer number)가 증가함에 따라 InAs QD의 크기가 점차 증가하므로 QD 크기의 변화가 single layer인 QD1 시료보다 훨씬 크다. QD1의 PL 소멸은 파장이 증가함에 따라 점차 느려지다가 PL 피크 근처에서 가장 느린 소멸 곡선을 보이고, 파장이 더 증가하였을 때 PL 소멸은 점차 빠르게 소멸하였다. 그러나 QD2의 PL 소멸곡선은 파장이 증가함에 따라 점차 빠르게 소멸하였다. 이것은 QD2는 양자점 크기의 변화가 매우 크기 때문에 (lateral size=18~29 nm, height=2.8~5.9 nm) 방출파장이 증가함에 따라 양자점 사이의 파동함수의 겹침이 증가하여 캐리어의 이완이 증가하기 때문으로 설명된다. 온도에 따른 TRPL 결과는 두 시료 모두 10 K에서 150 K 까지는 소멸시간이 증가하였고, 150 K 이후부터는 소멸시간이 감소하였다. 온도가 증가함에 따라 소멸시간이 증가하는 것은 양자점에서 장벽과 WL (wetting layer)로 운반자(carrier)의 이동, 양자점들 사이에 열에 의해 유도된 운반자의 재분배 등으로 인한 발광 재결합으로 설명할 수 있다. 150 K 이상에서 소멸시간이 감소하는 것은 열적효과에 의한 비발광 재결합 과정에 의한 운반자의 소멸이 증가하기 때문이다. 온도에 따른 TRPL 결과는 두 시료 모두 150 K까지는 발광재결합이 우세하고, 150 K 이상에서 비발광재겹합이 우세하게 나타났다.

• 한국진공학회지
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• 제18권6호
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• pp.474-480
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• 2009

분자선 에피택시 (molecular beam epitaxy: MBE)를 이용하여 GaAs (100) 기판에 Indium interruption growth법으로 성장한 InAs 양자점 (quantum dots: QDs)의 광학적 특성을 photoluminescence (PL)와 time-resolved PL (TRPL) 실험을 이용하여 분석하였다. In interruption growth법은 InAs 양자점 성장 동안 As 공급은 계속 유지하면서 셔터 (shutter)를 이용해 서 In 공급을 조절하는 방법이다. 본 연구에서는 In을 1초 동안 공급하고 셔터를 0초, 9초, 19초, 29초, 또는 39초 동안 닫아 In 공급을 차단하였으며, 공급과 차단 과정을 각 30회 반복하여 양자점을 성장하였다. In interruption 시간을 0초에서 19초까지 증가하였을 때 PL 피크는 1096 nm에서 1198 nm로 적색편이 (~100 nm)하고 PL 세기는 증가하였으나, 19초에서 39초까지 증가하였을 때 PL 스펙트럼의 변화는 없고 PL 세기는 감소하였다. 모든 양자점의 PL 소멸시간 (decay time)은 약 1 ns로 바닥상태 (ground state) PL 피크에서 가장 길게 나타났다. In interruption 시간이 19초인 시료가 가장 좋은 PL 특성과 가장 짧은 운반자 소멸시간을 나타내었다. PL 특성의 향상은 In interruption 시간동안 일정한 양의 In 원자들의 분리와 이동이 증가한 것으로 설명될 수 있다. 이러한 결과로부터 In interruption 법을 이용하여 InAs 양자점의 크기, 균일도, 조밀도 등을 조절하여 원하는 파장대의 양자점을 성장할 수 있음을 알 수 있다.

• Applied Science and Convergence Technology
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• 제25권4호
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• pp.81-84
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• 2016

InP/InGaP quantum structures (QSs) grown on GaAs substrates by a migration-enhanced molecular beam epitaxy method were studied as a function of growth temperature (T) using photoluminescence (PL) and emission-wavelength-dependent time-resolved PL (TRPL). The growth T were varied from $440^{\circ}C$ to $520^{\circ}C$ for the formation of InP/InGaP QSs. As growth T increases from $440^{\circ}C$ to $520^{\circ}C$, the PL peak position is blue-shifted, the PL intensity increases except for the sample grown at $520^{\circ}C$, and the PL decay becomes fast at 10 K. Emission-wavelength-dependent TRPL results of all QS samples show that the decay times at 10 K are slightly changed, exhibiting the longest time around at the PL peak, while at high T, the decay times increase rapidly with increasing wavelength, indicating carrier relaxation from smaller QSs to larger QSs via wetting layer/barrier. InP/InGaP QS sample grown at $460^{\circ}C$ shows the strongest PL intensity at 300 K and the longest decay time at 10 K, signifying the optimum growth T of $460^{\circ}C$.

• 한국진공학회지
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• 제22권2호
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• pp.92-97
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• 2013

Migration-enhanced epitaxy 성장한 InAs/GaAs 양자점(quantum dots)의 광학적 특성을 PL (photoluminescence)과 Time-resolved PL 이용하여 분석하였다. InAs 양자점은 In을 9.3초 공급하고 5초 차단한 후 As을 3초, 4초, 6초, 또는 9초 공급하고 5초 차단하는 과정을 3회 반복하여 성장하였다. As을 3초 공급한 시료의 PL 피크는 1,140 nm에서 나타나고, PL 세기는 다른 세 시료에 비해 매우 약하게 나타났다. As 공급시간을 3초에서 증가하였을 때 모든 PL 피크는 1,118 nm로 청색이동하여 나타났으며, PL 세기는 증가하였다. As을 6초 공급한 시료의 PL 세기가 가장 강하게 나타나고, 반치폭(full width at half maximum)도 가장 좁게 나타났다. 이러한 결과는 양자점의 밀도와 균일도(크기변화)로 설명된다. 또한 발광파장에 따른 PL 소멸시간은 PL 피크 근처에서 가장 길게 나타났다.

• 한국광학회지
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• 제8권3호
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• pp.213-217
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• 1997

n형과 p형 GaAs의 도핑에 따른 형광과 시간 분해 형광특성을 조사하였다. 도핑의 농도가 증가할수록 형광의 피크 위치는 p형은 낮은 에너지 쪽으로, n형은 높은 에너지 쪽으로 이동함을 관찰하였다. 이것은 p형은 띠간격 좁아짐 효과가 우세하게 작용하며, n형은 Burstein-Moss효과가 지배적으로 작용하기 때문인 것으로 해석된다. 또한, 도핑의 농도가 증가하면 형광의 소멸시간과 상승시간이 감소하며, p형의 형광소멸시간과 상승시간이 n형보다 더 빠르게 나타났다. 따라서 도핑된 GaAs에서 형광소멸시간과 상승시간은 다수 운반자의 종류와 농도에 의존함을 알 수 있으며, 운반자-운반자 상호작용이 에너지 이완 과정에 중요한 역할을 함을 알 수 있었다.

• Applied Science and Convergence Technology
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• 제24권3호
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• pp.67-71
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• 2015

InP/InGaP quantum structures (QSs) were grown on GaAs (001) substrates by a migration-enhanced molecular beam epitaxy method. Temperature-dependent photoluminescence (PL) and emission wavelength-dependent time-resolved PL (TRPL) were performed to investigate the optical properties of InP/InGaP QSs as a function of migration enhanced epitaxy (MEE) growth cycles from 2 to 8. One cycle for the growth of InP QS consists of 2-s In and 2-s P supply with an interruption time of 10 s after each source supply. As the MEE growth cycle increases from 2 to 8, the PL peak is redshifted and exhibited different (larger, comparable, or smaller) bandgap shrinkages with increasing temperature compared to that of bulk InP. The PL decay becomes faster with increasing MEE cycles while the PL decay time increases with increasing emission wavelength. These PL and TRPL results are attributed to the different QS density and size/shape caused by the MEE repetition cycles. Therefore, the size and density of InP QSs can be controlled by changing the MEE growth cycles.

• 한국진공학회지
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• 제15권3호
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• pp.301-307
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• 2006

P-modulation doping된 In(Ga)As/InGaAsP 양자점에서의 decay time 특성을 undoped 양자점 시료와의 비교를 통해 살펴보았다. 10 K 에서의 photoluminescence (PL) 세기는 doping 된 양자점이 doping되지 않은 양자점에 비해 약 10배 정도 약하게 나왔다. 또한 Time resolved PL (TR-PL) 실험을 통해 얻은 양자점 시료의 기저상태 PL peak 에서의 decay time은 doping된 양자점이 doping 되지 않은 양자점에 비해 매우 짧게 나왔다. 이러한 PL 세기와 decay time 특성을 통해서 본 연구에서 측정한 doping 된 양자점의 경우에는 doping에 의해 결함이 증가하게 되고, 그로 인해 운반자의 비발광 경로가 증가하게 되어 doping 된 양자점의 경우에 decay time이 짧게 나타나는 것으로 분석하였다.

• 한국진공학회지
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• 제20권6호
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• pp.442-448
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• 2011

자발형성법으로 InP (001) 기판에 성장한 InAs/InAlGaAs 양자점(QDs, quantum dots)의 광학적 특성을 PL (photoluminescence)과 TRPL (time-resolved PL)을 이용하여 분석하였다. InAs 양자점 시료는 single layer InAs/InAlGaAs QDs (QD1)과 7-stacked InAs/InAlGaAs QDs (QD2)를 사용하였다. 저온(10 K)에서 QD1과 QD2 모두 1,320 nm에서 PL 피크가 나타났으며, 온도를 300 K까지 증가하였을 때 각각 178 nm와 264 nm의 적색편이(red-shift)를 보였다. QD1의 PL 소멸시간은 PL 피크인 1,320 nm에서 1.49 ns이고, PL 피크를 중심으로 장파장과 단파장으로 이동하면서 점차 짧아졌다. 그러나 QD2의 PL 소멸시간은 발광파장이 1,130 nm에서 1,600 nm까지 증가할 때 1.83 ns에서 1.22 ns로 점진적으로 짧아졌다. 이러한 QD2의 PL과 TRPL 결과는 평균 양자점의 크기가 InAs/InAlGaAs 층이 증가함에 따라 점차 증가하기 때문으로 single layer인 QD1에 비해 양자점 크기의 변화가 더 크기 때문으로 설명된다.

• Applied Science and Convergence Technology
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• 제24권4호
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• pp.111-116
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• 2015

The graphene oxide (GO) and graphene oxide quantum dots (GOQDs), which have gained research interest as new types of light-emitting materials, were synthesized by the modified Hummers method for oxidation of graphite flake and graphite nanoparticle. The optical properties of GO and GOQDs have been compared by mean of photoluminescence (PL), PL excitation (PLE), UV-vis absorbance, and time-resolved PL. The GO have an absorption peak at 229 nm and shoulder part at 310 nm, whereas the GOQDs show broad absorption with a gradual change up without any absorption peaks. The PL emission of GOQDs and GO showed the green color at 520 nm and the red color at 690 nm, respectively. The red emission of GO showed faster PL decay time than the green emission of GOQDs. In particular, the temporal PL profile of the GO showed redshift from 560 nm to 660 nm after the pump event.

• 한국진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.342-347
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• 2012

Migration-enhanced molecular beam epitaxy법을 이용하여 GaAs 기판에 성장한 InAs 양자점(quantum dots: QDs)의 광학적 특성을 PL (photoluminescence)과 time-resolved PL을 이용하여 분석하였다. 시료 온도, 여기 광의 세기, 발광 파장에 따른 InAs/GaAs QDs (QD1)과 $In_{0.15}Ga_{0.85}As$ 캡층을 성장한 InAs/GaAs QDs (QD2)의 발광특성을 연구하였다. QD2의 PL 피크는 QD1의 PL 피크보다 장파장에서 나타났으며, 이것은 InGaAs 캡층의 In이 InAs 양자점으로 확산되어 양자점의 크기가 증가한 것으로 설명된다. 10 K에서 측정한 QD1과 QD2의 PL 피크인 1,117 nm와 1,197 nm에서 PL 소멸시간은 각각 1.12 ns와 1.00 ns이고, 발광파장에 따른 PL 소멸시간은 PL 피크 근처에서 거의 일정하게 나타났다. QD2의 PL 소멸시간이 QD1보다 짧은 것은 QD2의 양자점이 커서 파동함수 중첩이 향상되어 캐리어 재결합이 증가한 때문으로 설명된다.