• 제목/요약/키워드: ZnO doping

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Ferromagnetism and Anomalous Hall Effect in p-Zn0.99Mn0.01O:P

  • Kim, Hyun-Jung;Sim, Jae-Ho;Kim, Hyo-Jin;Hong, Soon-Ku;Kim, Do-Jin;Ihm, Young-Eon;Choo, Woong-Kil
    • Journal of Magnetics
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    • 제10권3호
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    • pp.95-98
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    • 2005
  • We report hole-induced ferromagnetism in diluted magnetic semiconductor $Zn_{0.99}Mn_{0.01}$ films grown on $SiO_2/Si$ substrates by reactive sputtering. The p-type conduction with hole concentration over $10^{18}\;cm^{-3}$ is achieved by P doping followed by rapid thermal annealing at $800^{\circ}C$ in a $N_2$ atmosphere. The p-type $Zn_{0.99}Mn_{0.01}O:P$ is carefully examined by x-ray diffraction and transmission electron microscopy. The magnetic measurements for $p-Zn_{0.99}Mn_{0.01}O:P$ clearly reveal ferromagnetic characteristics with a Curie temperature above room temperature, whereas those for $n-Zn_{0.99}Mn_{0.01}O:P$ show paramagnetic behavior. The anomalous Hall effect at room temperature is observed for the p-type film. This result strongly supports hole-induced room temperature ferromagnetism in $p-Zn_{0.99}Mn_{0.01}O:P$.

Ferromagnetism and p-type Conductivity in Laser-deposited (Zn,Mn)O Thin Films Codoped by Mg and P

  • Kim, Hyo-Jin;Kim, Hyoun-Soo;Kim, Do-Jin;Ihm, Young-Eon;Choo, Woong-Kil;Hwang, Chan-Yong
    • Journal of Magnetics
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    • 제12권4호
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    • pp.144-148
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    • 2007
  • We report on the observation of p-type conductivity and ferromagnetism in diluted magnetic semiconductor $(Zn_{0.97}Mg_{0.01}Mn_{0.02})O:P$ films grown on $SiO_2/Si$ substrates by pulsed laser deposition. The p-type conduction with hole concentration over $10^{18}cm^{-3}$ is obtained by codoping of Mg and P followed by rapid thermal annealing in an $O_2$ atmosphere. Structural and compositional analyses for the p-type $(Zn_{0.97}Mg_{0.01}Mn_{0.02})O:P$ films annealed at $800^{\circ}C$ indicates that highly c-axis oriented homogeneous films were grown without any detectable formation of secondary phases. The films were found to be transparent in the visible range. The magnetic measurements clearly revealed an enhancement of room temperature ferromagnetism by p-type doping.

요오드가 도핑된 무금속 프탈로시아닌/산화아연계의 광기전력 효과(Ⅰ) (The Photovoltaic Effect of Iodine-Doped Metal Free Phthalocyanine/ZnO System (Ⅰ))

  • 허순옥;김영순;박윤창
    • 대한화학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.163-175
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    • 1995
  • 무금속 프탈로시아닌/산화아연계의 감광호(photosensitization) 효율을 높이기 위하여 무금속 프탈로시아닌$(H_2Pc)$을 요오드로 도핑[$H_2Pc(I)_x$]하였다. $H_2Pc$ 결정형에 따른 $H_2Pc(I)_x$의 요오드 도핑 함량(x)은 원소 분석한 결과 $X-H_2Pc(I)_{0.92}$이고 ${\beta}-H_2Pc(I)_{0.96}$로 나타났다. $H_2Pc$에 대한 요오드의 도핑특성은 열무게 분석 (thermogravimetric analysis: TGA), UV-Vis, FT-IR 및 Raman 스펙트럼, 그리고 전자스핀 공명(electron spin resonance: ESR)으로 측정하였고, 산화아연에 대한 $H_2Pc(I)_x$의 흡착특성은 라만 스펙트럼 및 ESR로 조사하였다. TGA 분석 결과 $H_2Pc(I)_x$에 존재하는 요오드는 약 265$^{\circ}C$에서 완전히 없어졌고, 514.5 nm로 여기시킨 $H_2Pc(I)_x$$ZnO/H_2Pc(I)_x$의 Raman 스펙트럼에서는 주파수가 90~550 $cm^{-1}$에서 $I_3^-$의 특성 피크가 나타났다. 그리고 $ZnO/H_2Pc(I)_x$$g=2.0025{\pm}0.0005$에서 $ZnO/H_2Pc$보다 아주 강하고 좁은 ESR 신호가 나타났다. 요오드가 도핑된 $ZnO/H_2Pc(I)_x$의 감광화 효과는 요오드가 도핑되지 않은 $ZnO/H_2Pc$보다 높게 나타났다. 즉 670 nm에서 $ZnO/{\chi}-H_2Pc(I)_{0.92}$의 광기전력은 $ZnO/{\chi}-H_2Pc$보다 약 31배 높게 나타났고, ZnO/{\beta}-H_2Pc(I)_{0.96}$$ZnO/{\beta}-H_2Pc$보다 약 5배 높게 나타났다. $H_2Pc$ 결정형에 따른 $ZnO/H_2Pc(I)_x$의 감광화 효과는 670nm에서 $ZnO/{\chi}-H_2Pc(I)_{0.92}$$ZnO/{\beta}-H_2Pc(I)_{0.96}$보다 광기전력이 5배 높게 나타났다. 그러므로 $H_2Pc$가 요오드로 도핑됨에 따라 광전도성이 증가되어 산화아연에 대한 가시부에서의 감광화 효과가 향상되었다.

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Atomic Layer Deposition으로 증착된 Al-doped ZnO Film의 전기적, 구조적 및 광학적 특성 분석 (Electrical, Structural and Optical Characteristic Analysis of Al-doped ZnO Film Deposited by Atomic Layer Deposition)

  • 임정수;정광석;신홍식;윤호진;양승동;김유미;이희덕;이가원
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제24권6호
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    • pp.491-496
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    • 2011
  • Al-doped ZnO film on glass substrate is deposited by ALD in low temperature, using 4-step process (DEZ-$H_2O$-TMA-$H_2O$). To find out the optimal film condition for TCO material, we fabricate Al-doped ZnO films by increasing Al doping concentration at $100^{\circ}C$, so that the Al-doped film of 5 at% shows the lowest resistivity ($1.057{\times}10^{-2}{\Omega}{\cdot}cm$) and the largest grain size (38.047 nm). Afterwards, the electrical and physical characteristics in Al-doped films of 5 at% are also compared in accordance with increasing deposition temperature. All the films show the optical transmittance over 80% and the film deposited at $250^{\circ}C$ demonstrates the superior resistivity ($1.237{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$).

ZnO 박막 센서의 TMA 가스 및 Hall 효과 측정 (The Hall Measurement and TMA Gas Detection of ZnO-based Thin Film Sensors)

  • 류지열;박성현;최혁환;이명교;권태하
    • 센서학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.265-273
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    • 1997
  • RF 마그네트론 스펏터링 방법으로 ZnO 박막을 성장시켜 TMA 가스 센서를 제작하였다. ZnO 박막의 성장분위기 가스와 첨가불순물이 박막의 표면 캐리어(전자) 농도, Hall 전자 이동도, 전기저항률 및 감도에 미치는 영향을 동작온도와 TMA 가스 농도를 변화시켜가며 조사하였다. 산소분위기에서 성장된 박막이 아르곤의 경우보다, 촉매불순물이 첨가된 박막이 첨가되지 않은 경우보다, 각각 표면 캐리어 농도와 Hall 전자 이동도가 높았고, 높은 감도 및 낮은 전기저항률을 나타내었다. 산소분위기에서 성장되었고, 불순물로 4 wt.%의 $Al_{2}O_{3}$, 1 wt.%의 $TiO_{2}$ 및 0.2 wt.%의 $V_{2}O_{3}$를 첨가한 ZnO 박막으로 만든 센서가 가장 높은 표면 캐리어 농도 $5.95{\times}10^{20}cm^{-3}$ 및 Hall 전자 이동도 $177\;cm^{2}/V{\cdot}s$와 가장 낮은 전기저항률 $0.59{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ 및 가장 높은 감도 12.1을 나타내었다. 이때 TMA 가스 농도는 8 ppm, 동작온도는 $300^{\circ}C$였다.

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Ce 첨가에 따른 저온수성가스전이반응용 Cu/Zn 촉매의 활성 연구 (Enhanced Catalytic Activity of Cu/Zn Catalyst by Ce Addition for Low Temperature Water Gas Shift Reaction)

  • 변창기;임효빈;박지혜;백정훈;정정민;윤왕래;이광복
    • 청정기술
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    • 제21권3호
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    • pp.200-206
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    • 2015
  • 산화세륨의 첨가가 수성가스전이반응 효율에 미치는 영향을 조사하기 위해서, Cu-ZnO-CeO2촉매를 공침법을 사용하여 제조하였다. 일련의 Cu-ZnO-CeO2 촉매는 Cu 함량(50 wt%)을을 고정시키고 산화세륨(CeO2 기준으로, 0, 5, 10, 20, 30, 40 wt%)의 함량을 조절하면서 제조되었고 이를 이용하여 GHSV 95,541 h-1의 기체 유량범위, 200~400 ℃의 온도범위에서 수성가스전이반응 촉매활성이 측정되었다. 또한, BET, SEM, XRD, H2-TPR, XPS 분석을 통하여 촉매특성이 분석되었다. CeO2가 첨가된 촉매는 구리 분산도와 결합에너지 같은 촉매특성의 다양한 변화를 나타내었다. 10wt%의 CeO2가 최적의 첨가량으로 판단되며 이때 촉매는 가장 낮은 온도에서 환원이 일어났으며 반응에서 가장 높은 촉매 활성을 보였다. 또한 CeO2가 첨가된 촉매는 CeO2가 첨가되지 않는 촉매와 비교하여 높은 온도영역에서 활성이 향상되었다. 따라서, 최적 조성의 CeO2첨가는 높은 구리 분산도, 낮은 결합에너지, 구리 금속의 응집 방지를 유도하여 높은 촉매활성을 유도하였다.

실리콘 이종접합 태양전지용 투명 전도 산화막의 전기적, 광학적 특성비교 (The Comparisons of Electrical and Optical Properties on Transprant Conducting Oxide for Silicon Heterojunction Solar Cells)

  • 최수영;이승훈;탁성주;박성은;김원목;김동환
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.57.2-57.2
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    • 2010
  • 투명전도 산화막(Transparent conducing oxide: TCO)은 태양 전지, 터치패널, 가스 센서 등 여러 분야에 적용할 수 있는 물질로서 전기 전도성과 광 투과성을 동시에 가진다. 높은 전기 전도성과 광 투과성을 가지는 Sb:$In_2O_3$(ITO)는 투명전도 산화막 재료로써 가장 일반적으로 사용되고 있으나 인듐의 매장량 한계로 인해 가격이 높다는 단점이 있다. 본 연구에서는 ITO 대체 TCO 물질인 Al doped ZnO(AZO)를 rf magnetron sputter를 이용하여 최적의 수소 도핑량을 찾아 ITO의 전기적 광학적 성질과 비교하였다. AZO 박막은(ZnO:Al2O3 2wt.%)타겟을 이용하여 heater 온도 250도에서 슬라이드 글래스 및 코닝 글래스에 증착시켰고 비교군인 ITO박막은 (In2O3:$SnO_2$ 10wt.%)타겟을 이용하여 수소 도핑 없이 350도로 증착시켰다. AZO 및 ITO 박막의 전기적 특성은 hall measurement를 이용하여 측정하였고, UV-VIS spectrophotometer로 광학적 특성을 측정하였다. 수소 도핑량이 증가함에 따라 AZO 박막의 캐리어 농도가 증가하여 전기적 특성이 향상되었고, 가시광 영역에서 높은 평균 투과도를 유지 하였다. AZO 박막과 ITO 박막의 전기적 및 광학적 특성을 비교한 결과, 최적 수소 도핑량을 가진 AZO 박막은 ITO 박막에 준하는 특성을 보였다.

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화염법에 의한 천이금속 첨가 이산화티타늄 나노분말의 제조 (Fabrication of Transition-metal-incorporated TiO2 Nanopowder by Flame Synthesis)

  • 박훈;지현석;이승용;안재평;이덕열;박종구
    • 한국분말재료학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.399-405
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    • 2005
  • Nanopowders of titanium dioxide $(TiO_2)$ incorporating the transition metal element(s) were synthesized by flame synthesis method. Single element among Fe(III), Cr(III), and Zn(II) was doped into the interior of $TiO_2$ crystal; bimetal doping of Fe and Zn was also made. The characteristics of transition-metal-doped $TiO_2$ nanopowders in the particle feature, crystallography and electronic structures were determined with various analytical tools. The chemical bond of Fe-O-Zn was confirmed to exist in the bimetal-doped $TiO_2$ nanopowders incorporating Fe-Zn. The transition element incorporated in the $TiO_2$ was attributed to affect both Ti 3d orbital and O 2p orbital by NEXAFS measurement. The bimetal-doped $TiO_2$ nanopowder showed light absorption over more wide wavelength range than the single-doped $TiO_2$ nanopowders.

Mn-Zn 훼라이트의 $GeO_{2}$$SnO_{2}$ 첨가효과 (Doping Effects with $GeO_{2}$ and $SnO_{2}$ in Mn-Zn Ferrites)

  • 최용석;유병두;김종오
    • 한국자기학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.99-104
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    • 1992
  • 상용의 Mn-Zn 훼라이트에 $GeO_{2}$$SnO_{2}$를 0.05, 0.3, 1.0 wt% 첨가하여 투자율의 온도특성, 손실인자 및 미세구조변화를 X-선 회절분석기, 주사전자현미경 및 LCR meter를 이용하여 관찰 하였다. $SnO_{2}$, $GeO_{2}$의 첨가량이 증가함에 따라, 투자율의 SPM(Secondary Peak Maximum)는 약 $80^{\circ}C$로부터 상온이하로 이동하였다. 미세구조의 현격한 변화없이 수반된 이러한 SPM의 이동은 이온 반경이 다른 Sn과 Ge이 주격자에 고용되었기 때문으로 판단된다. 투자율 및 손실인자의 주파수 의존성은 투자율이 100 kHz까지 모든조성에서 큰 변화가 없음을 알수있었고 손실인자는 10 kHz에서 최대값을 얻을 수 있었다.

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New doping technique of Mn Activator on ZnS Host for Photoluminescence Enhancement

  • Wentao, Zhang;Lee, Hong-Ro
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2008년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.9-10
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    • 2008
  • Triple layers structure of $SiO_2$/ZnS:Mn/ZnS was synthesized by using ion substitution and chemical precipitation method. Each layer thickness was controlled by adjusting the concentration of manganese (II) acetate ($Mn(CH_3COO)_2$) and tetraethyl orthosilicate (TEOS). The structure and morphology of prepared phosphors were investigated by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and electron probe microscopic analyzer (EPMA). Photoluminescence (PL) properties of ZnS with different layer thickness and amount of Mn activator were analyzed by PL spectrometer. PL emission intensity and PL stability were analyzed for evaluating effects of Mn activator.

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