• 제목/요약/키워드: ZnO doping

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분무 열 분해법을 이용한 Zn2SiO4 : Mn 나노 형광체의 광학적 특성에 관한 연구 (Synthesis of Zn2SiO4 : Mn Phosphor Particles by Spray-pyrolysis Method)

  • 남상훈;김명화;이상덕;부진효
    • 한국진공학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.66-71
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    • 2010
  • PDP를 비롯한 형광체를 이용하는 디스플레이 분야에서 현재 마이크로미터($\mu}$-meter) 이상의 크기를 갖는 기존의 벌크(bulk) 형광체를 능가하는 성능과 새로운 물성을 나타내는 나노형광체(nanophosphor) 개발 및 응용에 대한 연구가 절대적으로 필요한 시점이다. 따라서 본 실험에서는 나노 사이즈의 평균 입자 크기를 갖는 구형의 $Zn_2SiO_4:Mn$ 형광체 입자를 초음파 분무열 분해(ultrasonic spray pyrolysis) 방법을 이용하여 합성하였다. 구형의 형광체 입자의 크기는 분무 장치의 droplet separator를 도입하여 조절하였다. 2 mol%의 망간을 도핑하여 합성한 $Zn_2SiO_4:Mn$ 입자는 시간이 지남에 따라 감소되고, 최근에 고상에서 합성하여 상용화된 물질에 비교할 수 있을 만한 빛 방출의 세기를 가졌다. 형광체 입자의 크기는 무기질 염의 농도가 0에서 5 M로 증가함에 따라 $1\;{\mu}m$에서 $0.2\;{\mu}m$로 감소하였다. 0.5 M 이상의 농도의 전구체 용액에서 얻어진 형광체 입자의 빛 방출은 상용화되어 있는 물질과의 비교를 통해 알아보았다.

Electrical Transport Properties and Magnetoresistance of (1-x)La0.7Sr0.3MnO3/xZnFe2O4 Composites

  • Seo, Yong-Jun;Kim, Geun-Woo;Sung, Chang-Hoon;Lee, Chan-Gyu;Koo, Bon-Heun
    • 한국재료학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.137-141
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    • 2010
  • The $(1-x)La_{0.7}Sr_{0.3}MnO_3(LSMO)/xZnFe_2O_4$(ZFO) (x = 0, 0.01, 0.03, 0.06 and 0.09) composites were prepared by a conventional solid-state reaction method. We investigated the structural properties, magnetic properties and electrical transport properties of (1-x)LSMO/xZFO composites using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), field-cooled dc magnetization and magnetoresistance (MR) measurements. The XRD and SEM results indicate that LSMO and ZFO coexist in the composites and the ZFO mostly segregates at the grain boundaries of LSMO, which agreed well with the results of the magnetic measurements. The resistivity of the samples increased by the increase of the ZFO doping level. A clear metal-to-insulator (M-I) transition was observed at 360K in pure LSMO. The introduction of ZFO further downshifted the transition temperature (350K-160K) while the transition disappeared in the sample (x = 0.09) and it presented insulating/semiconducting behavior in the measured temperature range (100K to 400K). The MR was measured in the presence of the 10kOe field. Compared with pure LSMO, the enhancement of low-field magnetoresistance (LFMR) was observed in the composites. It was clearly observed that the magnetoresistance effect of x = 0.03 was enhanced at room temperature range. These phenomena can be explained using the double-exchange (DE) mechanism, the grain boundary effect and the intrinsic transport properties together.

Flexible nanogenerators용 p-type Li:Cu2O 박막의 특성 연구

  • 조경수;김두희;정권범;나정효;김한기
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.399.1-399.1
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    • 2016
  • p-type 반도체 물질로 알려진 $Cu_2O$에 Li 이온을 doping하면 Cu 이온 자리에 Li이온이 치환되어 p-type의 특성이 더욱 강하게 나타내는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 RF magnetron sputtering방법으로 성막한 p-type형 $Li:Cu_2O$박막의 특성을 연구하고 이를 $Li:Cu_2O-ZnO$ pn 접합 유연 나노제너레이터에 적용하였다. $Li:Cu_2O$ 성막시 $O_2$ 분압을 변수로 100nm 두께의 $Li:Cu_2O$ 박막을 성막하여 전기적, 광학적, 구조적, 표면 특성을 분석하였다. Hall measurement 측정 결과 $Li:Cu_2O$ 박막은 정공을 Major Carrier로 갖는 p-type 반도체임을 확인하였고, $O_2$의 분압이 증가할수록 Mobility 및 Carrier Concentration이 증가함을 확인하였다. 최적조건에서 광학적 투과도는 약 45%를 보였으며, 투과도를 통해 계산한 band gap은 약 2.03eV로써 일반적인 산화물 반도체의 작은 밴드갭을 가지고 있음을 알 수 있었다. 또한 Ellipsometer분석을 통해 $Ar:O_2$ 비가 $Li:Cu_2O$ 굴절률 및 흡광도에 미치는 영향을 연구하였으며, FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Microscope)을 통해 표면을 분석하였다. 또한 XRD(X-ray diffractometer), TEM(Transmission Electron Microscope) 분석을 통하여 상온에서 성막한 $Li:Cu_2O$ 박막의 미세구조를 연구하였다. UPS(Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy) 분석을 통해 일함수를 측정하였다. 이렇게 제작된 p 타입 $Li:Cu_2O$ 박막을 이용하여 $Li:Cu_2O-ZnO$ pn 접합을 구현하고 이를 이용해 유연 나노제너레이터를 제작하였다. 다양한 특성 분석을 통해p-type을 이용한 산화물 박막 기반 유연 나노 제너레이터 특성 향상 메커니즘을 제시하였다.

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Fluorine and Heavy Metal Oxide Effects on Spectral Properties of Tm3+ in Silicate Glasses

  • Cho, Doo-Hee;Seo, Hong-Seok;Park, Bong-Je;Park, Yong-Gyu
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권8호
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    • pp.725-729
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    • 2003
  • The fluorine doping along with heavy metal oxides remarkably raised the $^3$H$_4$ lifetime and the quantum efficiency in Tm$^{3+}$-doped silicate glasses. 29 mol% of fluorine substitution for oxygen in 70SiO$_2$-15Pbo-12ZnO-3KO$_{1}$2/ glass raised $^3$H$_4$ lifetime to 193 $mutextrm{s}$. Refractive indices were raised by heavy metal oxide substitution, but hardly changed by fluorine substitution. The fluorine doping changed the local structure around Tm$^{3+}$ions, then low energy vibrations related to fluorine are considered to largely reduce the multi-phonon relaxation rates in the oxyfluoride silicate glasses. The $^3$H$_4$ lifetimes and absorption and emission spectra of Tm$^{3+}$doped silicate and oxyfluoride silicate glasses are reported, and Judd-Ofelt calculation results are discussed in this paper.

V2O5 도핑한 페라이트 페이스트로 제조된 칩인덕터의 자기적 특성 (Magnetic Properties of Chip Inductors Prepared with V2O5-doped Ferrite Pastes)

  • 제해준
    • 한국자기학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.109-114
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    • 2003
  • NiCuZn 페라이트에 $V_2O_{5}$를 0~0.5 wt% 첨가하여 페라이트 페이스트를 준비한 후,스크린 인쇄법으로 내부전극이 4.5회 회전된 임의의 크기(7.7$\times$4.5$\times$l.4 mm)의 칩인덕터를 제조하여, $V_2O_{5}$ 첨가량에 따른 미세구조 및 자기적 특성 변화를 분석하였다. $V_2O_{5}$첨가량이 증가할수록 액상소결이 발달하여 페라이트 입계에 내부전극 Ag의 확산과 Cu 석출 현상이 촉진되고, 이로 인하여 과대입자성장이 발달되었다. 이러한 현상은 칩인덕터의 자기적 특성에 큰 영향을 미쳐,900 $^{\circ}C$에서 소결된 $V_2O_{5}$ wt% 첨가시편의 주파수 10 MHz에서의 인덕턴스 값이 3.7$\mu$H로 0.3 wt% 첨가 시편의 4.2 $\mu$H보다 작게 나타났는데, 이는 Ag와 Cu의 석출량이 많아짐에 따라 잔류응력 발생이 심화되기 때문으로 생각된다 또한 $V_2O_{5}$ 0.5 wt% 첨가한 시편의 경우 소결온도가 증가함에 따라 품질계수 값이 감소하였는데, 이 결과도 페라이트 입계에서의 Ag나 Cu의 금속성분의 석출량 증가 및 과대입자성장에 의한 입자크기 증대로 인하여 전체 전기비저항이 감소되기 때문인 것으로 생각된다. 결론적으로 자기적 특성을 고려할 때 0.3 wt%가 적정 첨가량으로 나타났다.

Effect of Co-doping in Indium-Zinc-Tin Oxide based transparent conducting oxides sputtering target

  • 서한;최병현;지미정;원주연;남태방;주병권
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.108-108
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    • 2009
  • ITO에 사용되는 주된 재료인 인듐의 bixbyite 구조는 TCOs의 전기적 특성에서 매우 중요한 것으로 알려져 있다. 때문에 인듐의 Bixbyite구조를 유지하면서 인듐의 사용량을 줄이기 위해 최적의 Solubility limit에 관해 연구하였다. 이를 위해 In2O3-ZnO-SnO2의 삼성분계 기본 조성에 두가지 물질을 추가로 첨가하여 첨가량에 따른 Solubility limit을 연구하였다. Solubility limit의 측정을 위해 X-ray Diffractometer(XRD)를 사용하였으며, 첨가 원소의 양이 증가할수록 TCOs target의 Latice parameter값은 작아졌다, SEM을 통한 미세구조의 관찰로 원소첨가에 따른 샘플의 소결에너지 변화를 분석할 수 있었다. 제작된 시편의 정성분석 및 Chemical binding Energy를 측정하기 위해 X-ray Photo Spectroscopy (XPS)를 이용하였으며, 전기적인 특성 측정을위해 4-Point prove mesurement 방법을 사용하였다.

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GZO 타겟 결정성에 따른 박막의 전기적 광학적 특성 (A Study on Electrical, Optical Properties of GZO Thin Film with Target Crystalline)

  • 이규호;김경환
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.114-120
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    • 2012
  • In this research, we prepared Ga doped zinc oxide(ZnO:Ga, GZO) targets each difference sintering temperature $700^{\circ}C$, $800^{\circ}C$, and doping rate 1 wt.%, 2 wt.%, 3 wt.%. The characteristics of thin film on glass substrates which deposited by facing target sputtering in pure Ar atmosphere are reported. Ga doped zinc oxide film is attracted material through low resistivity, high transmittance, etc. When prepared target powder's structure was investigated by scanning electron microscope, densification and coarsening by driving force was observed. For each ZnO:Ga films with a $Ga_2O_3$ content of 3 wt.% at input power of 45W, the lowest resistivity of $9.967{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ ($700^{\circ}C$) and $9.846{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ ($800^{\circ}C$) was obtained. the carrier concentration and mobility were $4.09{\times}10^{20}cm^{-3}$($700^{\circ}C$), $4.12{\times}10^{20}cm^{-3}$($800^{\circ}C$) and $15.31cm^2/V{\cdot}s(700^{\circ}C)$, $12.51cm^2/V{\cdot}s(800^{\circ}C)$, respectively. And except 1 wt.% Ga doped ZnO thin film, average transmittance of these samples in the range 350-800 nm was over 80%.

산소분압에 따른 IGZO 박막트랜지스터의 특성변화 연구

  • 한동석;강유진;박재형;윤돈규;박종완
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.497-497
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    • 2013
  • Semiconducting amorphous InGaZnO (a-IGZO) has attracted significant research attention as improved deposition techniques have made it possible to make high-quality a-IGZO thin films. IGZO thin films have several advantages over thin film transistors (TFTs) based on other semiconducting channel layers.The electron mobility in IGZO devices is relatively high, exceeding amorphous Si (a-Si) by a factor of 10 and most organic devices by a factor of $10^2$. Moreover, in contrast to other amorphous semiconductors, highly conducting degenerate states can be obtained with IGZO through doping, yet such a state cannot be produced with a-Si. IGZO thin films are capable of mobilities greaterthan 10 $cm^2$/Vs (higher than a-Si:H), and are transparent at visible wavelengths. For oxide semiconductors, carrier concentrations can be controlled through oxygen vacancy concentration. Hence, adjusting the oxygen partial pressure during deposition and post-deposition processing provides an effective method of controlling oxygen concentration. In this study, we deposited IGZO thinfilms at optimized conditions and then analyzed the film's electrical properties, surface morphology, and crystal structure. Then, we explored how to generate IGZO thin films using DC magnetron sputtering. We also describe the construction and characteristics of a bottom-gate-type TFT, including the output and transfer curves and bias stress instability mechanism.

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Synthesis and Characterization of Zn(1-x)NixAl2O4 Spinels as a New Heterogeneous Catalyst of Biginelli's Reaction

  • Akika, Fatima-Zohra;Kihal, Nadjib;Habila, Tahir;Avramova, Ivalina;Suzer, Sefik;Pirotte, Bernard;Khelili, Smail
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권5호
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    • pp.1445-1453
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    • 2013
  • $Zn_{(1-x)}Ni_xAl_2O_4$ (x = 0.0-1.0) spinels were prepared at $800^{\circ}C$ by co-precipitation method and characterized by infrared spectroscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. The specific surface area was determined by BET. SEM image showed nano sized spherical particles. XPS confirmed the valence states of the metals, showing moderate Lewis character for the surface of materials. The powders were successfully used as new heterogeneous catalysts of Biginelli's reaction, a one-pot three-component reaction, leading to some dihydropyrimidinones (DHPMs). These new catalysts that produced good yields of DHPMs, were easily recovered by simple filtration and subsequently reused with persistent activity, and they are non-toxic and environmentally friendly. The optimum amount of catalyst is 20% by weight of benzaldehyde derivatives, while the doping amount has been found optimal for x = 0.1.

Synthesis and characterization of ZnS:Mn,Cl phosphor by combustion method

  • Park, Jo-Yong;Han, Sang-Do;Myung, Kwang-Shik;Kim, Byung-Guen;Yang, Hua;O, Byung-Seung
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.2
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    • pp.980-983
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    • 2003
  • The preparation of ZnS:Mn,Cl phosphor has been carried out by combustion method. Manganese nitrate was decomposed with an organic fuel at $500^{\circ}C$ to give fine sized crystallites in presence of alkali metal halides at a lower temperature than the conventional synthesis. The phosphors thus obtained were then heated at 900 to $1200^{\circ}C$ in an inert atmosphere, for 3hours to get better luminescent properties. The phosphors were prepared at different temperatures and at different doping concentrations of manganese to determine the optimal conditions for synthesizing the phosphors with superior optical properties. Scanning electron microscopy (SEM) investigations have been carried out to observe the particle morphology and the grain size. Powder X-ray diffraction(XRD) was also performed to characterize the phosphors.

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