• 제목/요약/키워드: exciton peak

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RF마그네트론 스퍼터링을 이용한 ZnO 박막성장 및 특성평가 (Growth and Chracterization of ZnO films using RF magnetron sputtering)

  • 김일수;정상헌;이병택
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.174-174
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    • 2003
  • ZnO는 상온에서 3.36 eV의 wide band gap과 60 meV의 큰 엑시톤 결합 에너지를 가지며, GaN(28 meV)와 ZnSe(19 meV)와 같은 wide band gap 재료와 비교해서 가장 우수한 exciton emission을 가진다. 이러한 특성 때문에 UV 레이저 및 LED와 같은 광학소자로서 그 응용의 잠재성이 높다. 박막의 우수한 광학적 특성과 결정성을 개선하기 위해 다양한 공정조건(RF 파워, 공정압력, 산소분압, 온도)에서 마그네트론 스퍼터링을 이웅하여 Si 기판상에 ZnO 박막을 성장 하였다. 또한, 저온 self-buffer를 이용하여 박막의 광학적 특성과 결정성을 더욱 개선 할 수 있었다. RF 파워와 공정압력은 박막의 PL(phothluminescehce) 특성이나 결정성에는 큰 영향을 주지 않았고 산소분압은 PL intensity의 변화를 가져왔으며, 온도는 결정성에 큰 영향을 주었다. 산소 분압이 증가 할수록 비화학량론적(산소 공공, 침입형 아연) 결함으로 인한 visiable 영 역의 peak 의 강도가 감소하는 것을 관찰하였다. 온도가 증가할수록 박막의 결정성에 나쁜 영향을 주었는데 저온 self-buffer를 도입하므로써 ZnO 박막의 결정성과 PL특성을 함께 개선하였다.

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Interlayer Engineering with Different Host Material Properties in Blue Phosphorescent Organic Light-Emitting Diodes

  • Lee, Jong-Hee;Lee, Jeong-Ik;Lee, Joo-Won;Chu, Hye-Yong
    • ETRI Journal
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    • 제33권1호
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    • pp.32-38
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    • 2011
  • We investigated the light-emitting performances of blue phosphorescent organic light-emitting diodes, known as PHOLEDs, by incorporating an N,N'-dicarbazolyl-3,5-benzen interlayer between the hole transporting layer and emitting layer (EML). We found that the effects of the introduced interlayer for triplet exciton confinement and hole/electron balance in the EML were exceptionally dependent on the host materials: 9-(4-tert-butylphenyl)-3,6-bis(triphenylsilyl)-9H-carbazole, 9-(4-tert-butylphenyl)-3,6-ditrityl-9H-carbazole, and 4,4'-bis-triphenylsilanyl-biphenyl. When an appropriate interlayer and host material were combined, the peak external quantum efficiency was greatly enhanced by over 21 times from 0.79% to 17.1%. Studies on the recombination zone using a series of host materials were also conducted.

GaN의 기상성장과 특성 (Vapor Phase Epitaxial Growth and Properties of GaN)

  • 김선태;문동찬
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1996년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.72-75
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    • 1996
  • A hydride vapor phase epitaxy (HVPE) method is performed to prepare the GaN thin films on c-plane sapphire substrate. The full-width at half maximum of double crystal X-ray rocking curves from 20$\mu\textrm{m}$-thick GaN was 576 arcsecond. The photoluminescence spectrum measured 10 K shows the hallow bound exciton (I$_2$) line and weak donor-acceptor peak, however, there was not observed deep donor-acceptor pair recombination indicate the GaN crystals prepared in this study are of high purity and high crystalline quality. The GaN layer is n-type conducting with electron mobility of 72 $\textrm{cm}^2$/V$.$sec and with carrier concentration of 6 x 10$\^$18/cm/sup-3/.

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HVPE 법으로 사파이어 기판 위에 성장한 후막 GaN의 특성 (Properties of thick-film GaN on sapphire substrates by HVPE method)

  • 이영주;김선태
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.37-39
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    • 1996
  • A hydride vapor phase epitaxy (HVPE) method was performed to prepare the GaN thick-films on c-plane sapphire substrates. The full-width at half maximum of double crystal X-ray rocking curve from 350${\mu}{\textrm}{m}$ thick GaN was 576 arcsecond. The photo- luminescence spectrum measured (at room temperature) show the narrow bound exciton(I$_2$) line and weak donor-acceptor pair recombination peak, however, there was not observed deep donor-acceptor pare recombination indicate the GaN crystals prepared in this study are of high purity and high crystalline quality.

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HVPE법으로 성장된 GaN 기판의 광학적 특성 (Optical Properties of HVPE Grown GaN Substrates)

  • 김선태;문동찬
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제11권10호
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    • pp.784-789
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    • 1998
  • In this work, the optical properties of freestanding GaN single crystalline substrate grown by hydride vapor phase epitaxy(HVPE) were investigated. The low temperature PL spectrum in freestanding GaN consists of free and bound exciton emissions, and a deep DAP recombination around at 1.8eV. The optically-pumped stimulated emission in freestanding GaN substrate was observed at room temperature. At the maximum power density of 2MW/$\textrm{cm}^2$, the peak energy and FEHM of stimulated emission were 3.318 eV and 8meV, respectively. The excitation power dependence on the integrated emission intensity indicates the threshold pumping power density of 0.4 MW/$\textrm{cm}^2$.

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$AgGaSe_2$ 단결정 박막 성장과 광발광 특성 (Growth and Photoluminescience Properties for $AgGaSe_2$ Single Crystal Thin Films)

  • 홍광준;윤석진
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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    • pp.159-160
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    • 2006
  • $AgGaSe_2$ single crystal thin films grown by using hot wall epitaxy (HWE) system. The single crystal thin films were investigated by photoluminescence and double crystal X-ray diffraction(DCXD) measurement. From the photoluminescence measurement of $AgGaSe_2$ single crystal thin film, we observed free excition ($E_x$) observable only in high quality crystal and neutral bound exciton ($D^{\circ}$,X) having very strong peak intensity. And, the full width at hall maximum and binding energy of neutral donor bound excition were 8 meV and 14.1 meV, respectively. By Haynes rule, an activation energy of impurity was 141 meV.

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CBD(Chemical Bath Deposition)방법에 의한 ZnSe 박막성장과 광전기적 특성 (Growth and Opto-electric Characterization of ZnSe Thin Film by Chemical Bath Deposition)

  • 홍광준;유상하
    • 센서학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.62-70
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    • 2001
  • CBD방법으로 성장하여 $450^{\circ}C$로 열처리한 ZnSe 박막은 회전 무늬로부터 외삽법으로 구한 격자상수 $a_0$$5.6678\;{\AA}$인 zinc blend임을 알았다. Van der Pauw 방법으로 측정한 Hall 데이터에 의한 이동도는 10 K에서 150 K 까지는 불순물 산란 (impurity scatterimg)에 의하여, 150 K에서 293 K까지는 격자산란 (lattice scattering)에 의하여 감소하는 경향을 나타냈다. 또한 운반자 농도의 ln n대 1/T에서 구한 활성화 에너지($E_a$)는 0.27 eV였다. 투과 곡선의 투과단으로 본 띠 간격은 293 k에서 $2,700{\underline{5}}\;eV$이었던 것이 10K에서는 $2.873{\underline{9}}\;eV$로 변하였다. 광전류 봉우리 위치를 투과단과 비교할 때 293 K에서 30 K까지 관측된 한 개의 봉우리는 가전자대 ${\Gamma}_8$에서 전도대 ${\Gamma}_6$로 전이에 의한 광전류 봉우리이고, 10K에서 관측된 단파장대 417.3 nm($2.971{\underline{4}}\;eV$)의 봉우리는 가전자대 ${\Gamma}_7$에서 전도대 ${\Gamma}_6$로, 431.5 nm($2.873{\underline{3}}\;eV$)의 봉우리는 가전자대 ${\Gamma}_8$에서 전도대 ${\Gamma}_6$로 전이에 의한 광전류 봉우리가 관측된 것으로 판단된다. 광전류 봉우리의 10K에서 단파장대의 가전자대 갈라짐(splitting)에 의해서 측정된 ${\Delta}so$(spin orbit coupling)는 $0.098{\underline{1}}\;eV$ 였다. 10 K에서 광발광 봉우리의 440.7 nm($2.812{\underline{7}}\;eV$)는 자유 엑시톤(free exciton : $E_x$), 443.5 nm ($2.795{\underline{5}}\;eV$)는 주개-얽매인 엑시톤(donor-bound exciton) 인 $I_2(D^0,\;X)$와 445.7 nm ($2.781{\underline{8}}\;eV$)는 반개-얽매인 엑시톤(acceptor-bound exciton) 인 $I_1(A^0,X)$이고, 460.5 nm ($2.692{\underline{3}}\;eV$)는 주개-받개쌍(donor-acceptor pair:DAP) 발광, 580 nm ($2.137{\underline{6}}\;eV$)는 self activated(A)에 기인하는 광발광 봉우리로 분석된다.

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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.

HWE에 의하여 성장된 CdS : In 박막의 전기광학적 특성과 그 응용 (Electro-Optical Characteristics of CdS : In Films Grown by Hot-Wall Evaporation and Its Application)

  • 최용대;윤희중;김진배;이완호;신영진;양동익
    • 한국진공학회지
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    • 제1권3호
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    • pp.360-370
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    • 1992
  • HWE(Hot-Wall Epitaxy) 방법에 의하여 pyrex 유리기판 위에 CdS 다결정 박막을 성장하였다. X-선 회절실험 결과 CdS 박막은 육방정이었는데 (0002)면보다 91013)면이 강 하게 성장됨을 알 수 있었다. 전자현미경으로 표면을 분석한 결과 입자의 크기는 기판의 온 도가 48$0^{\circ}C$, 증발원의 온도가 $610^{\circ}C$일 때 1~1.5$mu extrm{m}$로서 가장 컸다. 박막의 표면저항은 4-point probe로서 측정한 결과 10-8$\Omega$/\ulcorner이상이었다. 성장된 CdS 다결정 박막의 photoluminesence을 20K에서 측정하였는데 bound exciton, donor acceptor pair에 의한 발광이 관측되었다. Spectral response의 peak는 505nm이었다. CdS 다결정 박막의 표면 저항을 줄이기 위하여 여러 가지 온도에서 Indium을 확산시켰다. 그 결과 표면저항은 ~ $\times$ 101에서 ~ $\times$ 103$\Omega$/\ulcorner 정도 감소되었다. 50$0^{\circ}C$에 In을 1시간 확산시켰을 때 표면저항은 1300$\Omega$/\ulcorner이었다. 이 때 CdS : In의 운반자 농도는 1.2 $\times$ 1018cm-3, 이동도는 1.8cm-2/V-sec, 비저항은 1.3 $\times$ 10-2$\Omega$-cm이었다. CdS : In의 photoluminescence는 20K 에서 Gaussian curve를 보여 주었으며 peak의 위치는 510nm이었다. CdS : In 박막의 spectral response의 peak는 상온에서 500nm이다. CdS : In 광전도 cell의 sensitivity ${\gamma}$ =0.77이고, 최대 허용소비전력은 p=120mW, 100lux에서 rise time은 8 msec, decay time 은 6 msec이다.

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Sulfur에 의하여 치환된 ZnTe 단결정 박막의 광발광 특성 (Photoluminescence characteristics of ZnTe single crystal thin films substi-tuted by sulfur)

  • 최용대
    • 한국결정성장학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.279-283
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    • 2003
  • 본 연구에서는 ZnTe에 S 원자를 소량 첨가한 ZnTe : S 단결정 박막이 열적적층법에 의하여 GaAs(100) 기판 위에 성장되었다. S 원자에 의한 효과를 알기 위하여 ZnTe : S 단결정 박막의 광발광 특성을 조사하였다. 저온 광발광 스펙트럼에서 등전자적 중심(isoelectronic center)으로 보이는 2.339 eV의 피크가 관측되었고, ZnTe 단결정 박막의 광발광 스펙트럼에서 근원을 알 수 없었던 발광 스펙트럼은 관측되지 않았다. 온도에 따른 가벼운 양공 자유 엑시톤의 세기 변화는 외부자기포획(extrinsic self-trapping)으로 설명하였다. 그리고 상온에서 에너지 띠간격 흡수단 근처의 발광선이 관측되었다.