• Title/Summary/Keyword: ZnO doping

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Doping and Annealing Effect on Luminescent Characteristics of $_2$ Phosphor Thin Films (ZnGa$_2$O$_4$형광박막의 발광특성에 미치는 도핑 및 어닐리의 효과)

  • 정영호;정승묵;김석범;김영진
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.35 no.6
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    • pp.619-625
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    • 1998
  • Mn doped {{{{ {Zn {Ga }_{2 }O }_{4 } }} thin film phosphors were prepared on Si(100) wafers and ITO coated glass substrates by rf magnetron sputtering technique and the effects of the substrates dopant and the sputtering paramet-ers were analyzed, Changes of the oreintation were observed after annealine tratment. The grain size of {{{{ {Zn {Ga }_{2 }O }_{4 } }} : Mn thin film deposited on Si wafer was smaller than that on ITO/glass substrate which resulted in higher PL intensity. The PL spectra of Mn doped {{{{ {Zn {Ga }_{2 }O }_{4 } }} thin films showed sharp green luminescence spec-trum. According to CL spectrum it could be concluded that Mn ions acted as an actuator for green emission by substituting Zn atom sites.

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RF Sputtering 방법으로 증착시킨 ZnO:Ag 박막의 광학적 특성 연구

  • An, Byeong-Gon;Gang, Hyeon-Cheol
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.02a
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    • pp.424-424
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    • 2012
  • 나노 구조의 반도성 산화물은 독특한 구조적 특성으로 전기적, 광학적 특성을 향상 시킬 수 있다. 현재 연구되고 있는 나노 구조의 반도성 산화물 중 Zinc oxide (ZnO)는 3.37 eV의 bandgap를 갖는 wurtzite 구조체로서 상온에서 60 meV의 exciton binding energy 등 우수한 특성으로 인하여 최근 많이 연구되고 있다. 특히 단파장 light emitting diode 재료로써 기대를 모으고 있는데, 이를 실현하기 위한 가장 큰 문제점이 바로 안정적인 p-type ZnO 박막의 제조이다. 지금까지 알려진 바에 따르면 P를 doping한 후 급속 열처리한 경우 p-type의 전기전도도를 갖는 ZnO 박막을 제조할 수 있다고 보고되어 있으나 vacancy 농도에 따른 불안정적인 요소가 해결해야 할 문제로 남아 있다. 최근 Ag를 doping 시킨 ZnO 박막의 p-type 반도체로서 가능성에 대한 보고가 제기되고 있다. 합성 방법과 조건에 따라서 수 nm에서 수십 또는 수백 nm 크기의 구형 입자나, 리본, 와이어, 로드 그리고 꽃모영 등 다양한 형상을 갖는 나노 구조체를 합성 할 수 있다. 본 연구에서는 ZnO:Ag 박막을 radio-frequency sputtering 방법으로 증착하여 그 물성을 분석하였다. 보통의 sputtering 증착법에서 사용되는 sintering된 타겟과 달리 본 실험은 분말 타겟을 이용하여 박막을 증착하였다. 타겟은 95 wt% ZnO와 5 wt% Ag를 서로 혼합하여 제조하였다. 본 발표에서는 박막의 증착압력 및 증착 온도의 변화에 따른 ZnO:Ag 박막의 구조적, 광학적 특성에 대하여 논의 할 것이다.

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Effects of transition metal-doping on the properties of ZnO nanoparticles and the photocatalytic degradation of methylene blue (전이금속 도핑이 ZnO 나노분말의 특성 및 메틸렌블루 광촉매 분해 특성에 미치는 영향)

  • Chang, Han Kwon;Oh, Kyung Jun;Jang, Hee Dong;Cho, Kuk;Kim, Dong-Jin;Choi, Jin Hoon
    • Particle and aerosol research
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    • v.6 no.1
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    • pp.29-35
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    • 2010
  • Transition metals such as V, Fe, and Ni were used to synthesize doped zinc oxide nanoparticles from mixed liquid precursors by using the flame spray pyrolysis (FSP). The effects of dopants on the powder properties such as morphology, specific surface area, crystal structure, and light adsorption were analyzed by TEM, BET, XRD, and UV-Vis diffuse reflection spectrum (DRS), respectively. The results showed that hexagonal wurtzite structured ZnO:M (M = V, Fe, Ni) nanoparticles were successfully synthesized by the FSP. The transition metal-doping resulted in the decrease in its particle size and crystallite size. The UV-vis absorption spectra of ZnO:M nanoparticles were also red-shifted. ZnO:V showed the highest MB degradation of 99.4% under the UV irradiation after 3 hrs.

Some properties on Conversion Efficiency of Flexible Film-Typed DSCs with ZnO:AI / ITO TCO layers (ZnO:Al 과 ITO 투명전도막을 이용한 플랙시블 타입 DSCs변환효율 특성)

  • Kim, Ji-Hoon;Kwak, Dong-Joo;Sung, Youl-Moon;Kim, Tae-Woo
    • Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
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    • 2009.10a
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    • pp.177-179
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    • 2009
  • In order to investigate the possible application of ZnO films as a transparent conducting oxide (TCO) electrode, ZnO:Al films were prepared by RF magnetron sputtering method. The effects of surface treatment and doping concentration on the structural and electrical properties of ZnO films were mainly studied experimentally. Five-inch PDP cells using either a ZnO:Al or indium tin oxide (ITO) electrode were also fabricated separately under the same manufacturing conditions. The luminous properties of both the transparent conducting oxide electrode were measured and compared with each other. By doping the ZnO target with 2 wt% of Al2O3, the film deposited at a chemical surface treatment resulted in the minimum resistivity of 8.5 _ 10_4 U-cm and a transmittance of 91.7%. And DBD surface treatment resulted in the minimum resistivity of 8.5 _ 10_4 U-cm and a transmittance of 91.7%. Although the luminance and luminous efficiency of the transparent conducting oxide electrode using ZnO:AI are lower than those of the cell with the ITO electrode by about 10%, these values are sufficient enough to be considered for the normal operation of TCO.

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Sol-Gel법에 의해 제조된 ZnO 투명전도막의 특성

  • Ju, Jang-Hwan;Park, Byeong-Ok
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.69-69
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    • 2009
  • Al이 doping된 ZnO 투명전도막을 fusion 1737 기판위에 Sol- Gel법으로 제조하였다. 제조된 Sol은 48시간 이상 숙성하여 안정화 시킨 다음, 박막을 제조하여 doping한 Al의 at%에 따른 박막의 전기, 광학적 특성을 조사하였다. XRD 측정 결과 순수한 ZnO Sol로 제조된 박막의 경우보다 0.75at%의 Al을 첨가하였을 때 가장 강한 peak intensity를 얻을 수 있었으며, 또한 0.75at% 첨가 시 순수한 ZnO 투명전도막보다 3~4order 정도 낮은 비저항을 나타내었다. 광투과율은 Al의 첨가량에 관계없이 90%를 넘는 높은 값을 나타내었다.

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Enhancement of Photo-reduction of Water by Exploiting Zn Doped Mesoporous $TiO_2$

  • Ali, Zahid;Kang, Dae-Joon
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.02a
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    • pp.588-588
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    • 2012
  • Zn-doped $TiO_2$ mesoporous microspheres with high photocatalytic activity were synthesized via combined sol-gel and solvothermal methods for photocatalytic water splitting. It is found that the photocatalytic water splitting and photocatalytic degradation activity can be enhanced by doping an appropriate amount of Zn. Our results reveal that Zn doping inhibits the recombination of photo-generated charge carriers of $TiO_2$ and improves the probability of photo-generated charge carrier separation and hence the photocatalytic activity of $TiO_2$.

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The electrical properties of ZnO transparent conducting films by doping amounts of $Al_2O_3$ (ZnO 투명전도막의 $Al_2O_3$의 도핑농도에 따른 전기적 특성)

  • Kim, Byung-Sub;Lee, Sung-Wook;Lee, Soo-Ho;Lim, Dong-Gun;Lee, Se-Jong;Park, Min-Woo;Kwak, Dong-Joo
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2004.07b
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    • pp.969-972
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    • 2004
  • Al doped Zinc Oxide(ZnO:Al) films, which is widely used as a transparent conductor in optoelectronic devices such as solar cell, liquid crystal display, plasma display panel, thermal heater, and other sensors, were prepared by using the capacitively coupled DC magnetron sputtering method. In this paper the effect of doping amounts of $Al_2O_3$ on the electrical, optical and morphological properties were investigated experimentally, The results show that the structural and electrical properties of the film are highly affected by the doping. The optimum growth conditions were obtained for films doped with 2 wt% of Al203 which exhibit a resistivity of $8.5{\times}10^{-4}{\Omega}-cm$ associated with a transmittance of 91.7 % for 840 nm in film thickness in the wavelength range of the visible spectrum.

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Characterization of ZnO/MgZnO heterojunction grown by thermal evaporation (열기상증착법으로 성장된 ZnO/MgZnO 이종접합 나노막대의 물성분석)

  • Kong, Bo-Hyun;Jun, Sang-Ouk;Kim, Yung-Yi;Kim, Dong-Chan;Cho, Hyung-Koun;Kim, Hong-Seung
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2006.11a
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    • pp.11-11
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    • 2006
  • ZnO는 넓은 밴드갭(3.37eV)과 큰 액시톤(exciton) 결합에너지(60meV)를 가지는 II-VI족 화합물 반도체이다[1]. 이와같은 특성은 상온에서도 높은 재결합 효율이 기대되는 엑시톤 전이가 가능하여 자발적인 발광특성 및 레이저 발진을 위한 낮은 임계전압을 가져 일광효율이 큰 장점이 있다. 최근에는 ZnO의 전기적, 광학적, 자기적 특성을 높이기 위해 doping에 대한 연구가 많이 보고 되고 있다. 이중 ZnO내에 Mg을 doping하게 되면 Mg 조성에 따라 밴드갭이 3.3~7.7eV까지 변하게 된다. 그러나 이원계 상평형도에 따라 ZnO내에 고용될 수 있는 MgO의 고용도는 4at% 이하이다. 이는 ZnO는 Wurtzite 구조이고, MgO는 rocksalt 구조로 각각 결정구조가 다르기 때문이다. 본 연구는 열기상증착방법(thermal evaporation)으로 ZnO 템플레이트를 이용하여 MgZnO 나노막대를 합성하였고, Zn와 Mg의 서로 다른 녹는점을 이용해 2-step으로 성장을 하였다. 합성은 수평로를 사용하였으며, 반응온도 550, $700^{\circ}C$로 2-step으로 하였으며, 소스로 사용된 Zn(99.99%)과 Mg(99.99%) 분말을 산소를 직접 반응시켜 합성하였다. Ar 가스와 O2 가스를 각각 운반가스와 반응가스로 사용하였다. ZnO 템플레이트 위에 성장시킨 1차원 MgZnO 나노구조의 형태 및 구조적 특성을 FESEM과 TEM으로 분석하였다. 그리고 결정학적 특성은 XRD를 이용해 분석하였다.

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Doping a metal (Ag, Al, Mn, Ni and Zn) on TiO2 nanotubes and its effect on Rhodamine B photocatalytic oxidation

  • Gao, Xinghua;Zhou, Beihai;Yuan, Rongfang
    • Environmental Engineering Research
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    • v.20 no.4
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    • pp.329-335
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    • 2015
  • The effects of ion-doping on $TiO_2$ nanotubes were investigated to obtain the optimal catalyst for the effective decomposition of Rhodamine B (RB) through UV photocatalytic oxidation process. Changing the calcination temperature, which changed the weight fractions of the anatase phase, the average crystallite sizes, the BET surface area, and the energy band gap of the catalyst, affected the photocatalytic activity of the catalyst. The ionic radius, valence state, and configuration of the dopant also affected the photocatalytic activity. The photocatalytic activities of the catalysts on RB removal increased when $Ag^+$, $Al^{3+}$ and $Zn^{2+}$ were doped into the $TiO_2$ nanotubes, whereas such activities decreased as a result of $Mn^{2+}$ or $Ni^{2+}$ doping. In the presence of $Zn^{2+}$-doped $TiO_2$ nanotubes calcined at $550^{\circ}C$, the removal efficiency of RB within 50 min was 98.7%.