• Title/Summary/Keyword: Wurtzite structure

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Si(001) 기판 위에 HWE 방법으로 성장한 GaN 박막 성장 (Growth of GaN epilayer on the Si(001) substrate by hot wall epitaxy)

  • 이훈;윤창주;양전욱;신영진
    • 한국결정성장학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.273-279
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    • 1999
  • Si(001)을 기판으로 한 GaN 박막을 성장하기 위하여 hot wall epitaxy(HWE) 장치를 자체 제작하였다. HWE 장치를 이용하여 Si(001) 기판 위에 GaN 박막에 대한 상온에서의 광 발광(PL) 측정에서 GaN 초기층 성장온도가 $700^{\circ}C$ 보다 낮은 온도 조건에서 성장된 GaN 박막이 Zinc blende 구조와 Wurzite 구조가 혼합되어 성장되어지는 것으로 추측되며, $700^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 성장된 GaN 박막이 주로 wurtzite 구조로 성장된다는 것을 알 수 있다. 그리고 x-선 회절 측정으로부터 성장한 GaN 박막이 Zinc blende와 Wurtzite의 두가지 구조가 혼합된 형태로 성장되었다는 것을 알 수 있었다. GaN 박막을 성장하기 위한 조건에서 초기층 성장조건은 증발부의 온도 $860^{\circ}C$와 기판부의 온도가 $720^{\circ}C$ 근처에서 4분동안 성장하였을 때 Wurtzite의 특성을 보이며, GaN 박막의 성장조건은 기판부의 온도 $1020^{\circ}C$, 증발부의 온도 $910^{\circ}C$에서 그리고 Ammonia gas의 유량을 120 sccm으로 하였을 때 보다 안정한 Wurtzite 구조특성을 보이게 되었다.

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GaN 나노와이어의 인장 변형에 의한 열기계적 거동 해석 (Analysis on Thermomechanical Response to Tensile Deformation of GaN Nanowires)

  • 정광섭;;조맹효
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제25권4호
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    • pp.301-305
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    • 2012
  • 본 연구에서는 GaN 나노와이어의 인장, 압축, 하중 제거 전산모사를 분자동역학 방법을 통하여 수행하였고, 평형 분자동역학 방법인 Green-Kubo 방법을 이용하여 각각의 변형된 구조의 나노와이어의 열전도율을 구하였다. 단면의 형상이 육각형이고, 길이 방향이 [0001] 격자 방향으로 형성된 나노와이어에 인장 하중이 작용하게 되면 나노와이어의 원자 구조는 초기의 wurtzite 구조에서 정방정계 구조로 변형된다. 초기 상태에 압축 하중이 작용하는 경우에는 상변이 현상은 나타나지 않는다. 압축에서 인장으로 변형률이 증가함에 따라 나노와이어의 열전도율은 감소하는 경향을 나타낸다. 이 같은 열전도율의 변화는 변형률에 따른 포논의 감쇠시간 감소에 의한 것이다. 인장에 의해 변형된 정방정계 구조의 나노와이어에서 인장 하중을 제거하는 경우에는 초기의 wurtzite 구조로의 역상변이 현상이 나타나고, 이와 같은 역상변이 과정에 wurtzite 구조와 정방정계 구조가 동시에 나타나는 중간 단계가 존재한다. 중간 단계의 열전도율은 같은 변형률에서 wurtzite 구조일 때보다 낮은 특성을 갖는다. 내부 원자 구조에 따른 열전도율의 차이는 구조적 변형에 의한 포논의 군속도 변화에 따른 것이다.

Electron Spin Transition Line-width of Mn-doped Wurtzite GaN Film for the Quantum Limit

  • Park, Jung-Il;Lee, Hyeong-Rag;Lee, Su-Ho;Hyun, Dong-Geul
    • Journal of Magnetics
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    • 제17권1호
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    • pp.13-18
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    • 2012
  • Starting with Kubo's formula and using the projection operator technique introduced by Kawabata, EPR lineprofile function for a $Mn^{2+}$-doped wurtzite structure GaN semiconductor was derived as a function of temperature at a frequency of 9.49 GHz (X-band) in the presence of external electromagnetic field. The line-width is barely affected in the low-temperature region because there is no correlation between the resonance fields and the distribution function. At higher temperature the line-width increases with increasing temperature due to the interaction of electrons with acoustic phonons. Thus, the present technique is considered to be more convenient to explain the resonant system as in the case of other optical transition systems.

Atomistic simulation of surface passivated wurtzite nanowires: electronic bandstructure and optical emission

  • Chimalgi, Vinay U.;Nishat, Md Rezaul Karim;Yalavarthi, Krishna K.;Ahmed, Shaikh S.
    • Advances in nano research
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    • 제2권3호
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    • pp.157-172
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    • 2014
  • The three-dimensional Nano-Electronic Modeling toolkit (NEMO 3-D) is an open source software package that allows the atomistic calculation of single-particle electronic states and optical response of various semiconductor structures including bulk materials, quantum dots, impurities, quantum wires, quantum wells and nanocrystals containing millions of atoms. This paper, first, describes a software module introduced in the NEMO 3-D toolkit for the calculation of electronic bandstructure and interband optical transitions in nanowires having wurtzite crystal symmetry. The energetics (Hamiltonian) of the quantum system under study is described via the tight-binding (TB) formalism (including $sp^3$, $sp^3s^*$ and $sp^3d^5s^*$ models as appropriate). Emphasis has been given in the treatment of surface atoms that, if left unpassivated, can lead to the creation of energy states within the bandgap of the sample. Furthermore, the developed software has been validated via the calculation of: a) modulation of the energy bandgap and the effective masses in [0001] oriented wurtzite nanowires as compared to the experimentally reported values in bulk structures, and b) the localization of wavefunctions and the optical anisotropy in GaN/AlN disk-in-wire nanowires.

Cyclotron Resonance Line Widths in Wurtzite ZnO Structure under Circularly Oscillating Fields

  • Park, Jung-Il
    • 한국자기공명학회논문지
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    • 제25권4호
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    • pp.51-57
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    • 2021
  • We study optical quantum transition line widths in relation to magnetic field dependence properties of the electrons confined in an infinite square well potential system between z = 0 and z = Lz in the z - direction. We consider two systems-one is subject to right circularly oscillating external fields and the other is subject to left circularly oscillatory external fields. Our results indicate that the line widths of right circularly oscillating external fields is larger than the line widths of left, while the opposite result is obtained for the line widths.

HVPE법으로 성장시킨 GaN 박막의 기판에 따른 극성 특성 (Characterizations of GaN polarity controlled by substrate using the hydride vapor phase epitaxy (HVPE) technique)

  • 오동근;;최봉근;이성철;정진현;이성국;심광보
    • 한국결정성장학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.97-100
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    • 2008
  • HVPE 법에 의해 성장시킨 GaN 박막이 기판에 따라서 극성과 비극성 특성의 변화에 대해 연구하였다. A-plane($11{\bar{2}}0$), C-plane(0001) and M-Plane($10{\bar{1}}0$) 사파이어 기판을 이용하여 $10\;{\mu}m$ 두께의 GaN 박막을 성장하였다. 광학현미경 및 원자력간 현미경(OM, AFM)을 이용해 표면 구조를 관찰하고, HRXD를 통해 이들은 모두 wurtzite 구조를 갖고 C-plane으로 성장시에는, 극성 특성을, A-plane 및 M-plane 성장 시에는 비극성 특성을 가짐을 확인하였으며, Photoluminescence (PL)측정 결과 3.4 eV에서 발광 피크, 2.2 eV에서 yellow luminescence peak를 확인하였다.

전착법에 의한 $CdSe_xTe_{1-x}$ 박막의 제작과 결정구조 분석 (Electrochemical Deposition of $CdSe_xTe_{1-x}$ Thin Films and Analysis of Their Crystal Structure)

  • 김영유;이기선
    • 태양에너지
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    • 제10권3호
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    • pp.53-59
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    • 1990
  • 음극 전착법에 의해서 $CdSe_xTe_{1-x}$ 박막을 제작하고 그 결정구조를 조사하였다. 전착 전위 -0.45V vs.Ag/AgCl 근처에서 몰비 x값에 관계없이 일정한 한계전류가 나타났으며, 생성박막은 몰비 $x=0{\sim}0.8$ 범위에서 cubic zinc-blonde 구조이었으며 x=1에서 hexagonal wurtzite 구조이었다.

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전착법에 의한 ZnO 박막의 결정구조 및 광흡수 특성 (Crystal Structure and Optical Absorption of ZnO Thin Films Grown by Electrodeposition)

  • 최춘태;서정남
    • 센서학회지
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    • 제9권6호
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    • pp.455-460
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    • 2000
  • 질산 아연, $Zn(NO_3)_2$, 수용액 속에서 전착에 의해 ITO 유리기판에 ZnO 박막을 성장하였다. 성장 매개 변수로 용액농도, 성장온도, 및 전착 전위를 선택하였으며, 성장된 박막은 SEM사진과 XRD 및 광흡수 계수 측정을 통해 연구되었다. 성장된 ZnO 박막은 육방정계 wurtzite 구조를 가지며, 질산아연 수용액농도가 0.1mol/liter, 성장온도 $60^{\circ}C$ 및 Ag/AgCl 기준전극에 대한 전위 -0.7V인 조건에서 양질의 ZnO 박막이 성장되었다.

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RHEED에 의한 GaN, InN 핵생성층의 열처리 효과 분석 (Characterization of GaN and InN Nucleation Layers by Reflection High Energy Electron Diffraction)

  • 나현석
    • 열처리공학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.124-131
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    • 2016
  • GaN and InN epilayers with nucleation layer (LT-buffer) were grown on (0001) sapphire substrates by radio-frequency plasma-assisted molecular beam epitaxy (RF-MBE). As-grown and annealed GaN and InN nucleation layers grown at various growth condition were observed by reflection high-energy electron diffraction (RHEED). When temperature of effusion cell for III source was very low, diffraction pattern with cubic symmetry was observed and zincblende nucleation layer was flattened easily by annealing. As cell temperature increased, LT-GaN and LT-InN showed typical diffraction pattern from wurtzite structure, and FWHM of (10-12) plane decreased remarkably which means much improved crystalline quality. Diffraction pattern was changed to be from streaky to spotty when plasma power was raised from 160 to 220 W because higher plasma power makes more nitrogen adatoms on the surface and suppressed surface mobility of III species. Therefore, though wurtzite nucleation layer was a little hard to be flattened compared to zincblende, higher cell temperature led to easier movement of III surface adatoms and resulted in better crystalline quality of GaN and InN epilayers.

Synthesis of CdS Nanocrystals with Different Shapes via a Colloidal Method

  • Bai, Jie;Liu, Changsong;Niu, Jinzhong;Wang, Hongzhe;Xu, Shasha;Shen, Huaibin;Li, Lin Song
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제35권2호
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    • pp.397-400
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    • 2014
  • Size- and shape-controlled monodisperse wurtzite structured CdS nanorods have been successfully synthesized using a facile solution-based colloidal method. Depending on the control of injection/growth temperatures and the variation of Cd-to-S molar ratios, the morphology of the CdS nanocrystals (NCs) can be adjusted into bullet-like, rod-like, and dot-like shapes. X-ray diffraction (XRD), transition electron microscopy (TEM), and absorption spectroscopy were used to characterize the structure, morphology, and optical properties of as-synthesized CdS NCs. It was found that uniform CdS nanorods could be successfully synthesized when the injection and growth temperatures were very high (> $360^{\circ}C$). The aspect ratios of different shaped (bullet-like or rod-like) CdS NCs could be controlled by simply adjusting the molar ratios between Cd and S.