• 센서학회지
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• 제23권2호
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• pp.134-141
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• 2014

A stoichiometric mixture of evaporating materials for $BaIn_2Se_4$ epilayers was prepared from horizontal electric furnace. To obtain the single crystal thin films, $BaIn_2Se_4$ mixed crystal was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the Hot Wall Epitaxy (HWE) system. The source and substrate temperatures were $620^{\circ}C$ and $400^{\circ}C$, respectively. The crystalline structure of the epilayers was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of $BaIn_2Se_4$ epilayers measured from Hall effect by van der Pauw method are $8.94{\times}10^{17}cm^{-3}$ and 343 $cm^2/vs$ at 293 K, respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the $BaIn_2Se_4$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)$=2.6261 eV-$(4.9825{\times}10^{-3}eV/K)T^2/(T+558 K)$. The crystal field and the spin-orbit splitting energies for the valence band of the $BaIn_2Se_4$ have been estimated to be 116 meV and 175.9 meV, respectively, by means of the photocurrent spectra and the Hopfield quasicubic model. These results indicate that the splitting of the ${\Delta}so$ definitely exists in the ${\Gamma}_5$ states of the valence band of the $BaIn_2Se_4/GaAs$ epilayer. The three photocurrent peaks observed at 10 K are ascribed to the $A_1-$, $B_1$-exciton for n = 1 and $C_{21}$-exciton peaks for n=21.

• 센서학회지
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• 제24권6호
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• pp.404-411
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• 2015

A stoichiometric mixture of evaporating materials for $BaAl_2Se_4$ single crystal thin films was prepared from horizontal electric furnace. To obtain the single crystal thin films, $BaAl_2Se_4$ mixed crystal was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the Hot Wall Epitaxy (HWE) system. The source and substrate temperatures were $610^{\circ}C$ and $410^{\circ}C$, respectively. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of $BaAl_2Se_4$ single crystal thin films measured from Hall effect by van der Pauw method are $8.29{\times}10^{-16}cm^{-3}$ and $278cm^2/vs$ at 293 K, respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the $BaAl_2Se_4$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)=3.4205eV-(4.3112{\times}10^{-4}eV/K)T^2/(T+232 K)$. The crystal field and the spin-orbit splitting energies for the valence band of the $BaAl_2Se_4$ have been estimated to be 249.4 meV and 263.4 meV, respectively, by means of the photocurrent spectra and the Hopfield quasicubic model. These results indicate that the splitting of the ${\Delta}so$ definitely exists in the ${\Gamma}_5$ states of the valence band of the $BaAl_2Se_4/GaAs$ epilayer. The three photocurrent peaks observed at 10 K are ascribed to the $A_1$-, $B_1$-exciton for n =1 and $C_{31}$-exciton peaks for n=31.

• 한국결정성장학회지
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• 제15권6호
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• pp.252-259
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• 2005

[ $CuGaSe_2$ ] 단결정 박막은 수평 전기로에서 합성한 $CuGaSe_2$ 다결정을 증발원으로하여, hot wall epitaxy(HWE) 방법으로 증발원과 기판(반절연성 GaAs(100))의 온도를 각각 $610^{\circ}C,\;450^{\circ}C$로 고정하여 단결정 박막을 성장하였다. 이때 단결정 박막의 결정성은 광발광 스펙트럼(PL)과 이중결정 X-선 요동곡선 (DCRC)으로부터 구하였다. Hall 효과는 Van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 293 K에서 운반자 농도와 이동도는 각각 $4.87{\times}10^{17}/cm^3,\;129cm^2/V{\cdot}s$였다. $n-Cds/p-CuGaSe_2$ 합 태양전지에 $80mW/cm^2$의 광을 조사시켜 최대 출력점에서 전압은 0.41 V, 전류밀도는 $21.8mA/cm^2$였고, fill factor는 0.75 그리고 태양전지 전력변환 효율은 11.17% 였다.

• 센서학회지
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• 제11권5호
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• pp.309-318
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• 2002

수평 전기로에서 $CdIn_2S_4$ 다결정을 합성하여 HWE(Hot Wall Epitaxy)방법으로 $CdIn_2S_4$ 단결정 박막을 반절연성 GaAs (100)기판에 성장시켰다. $CdIn_2S_4$ 단결정 박막의 성장 조건은 증발원의 온도 $630^{\circ}C$, 기판의 온도 $420^{\circ}C$였고 성장 속도는 $0.5\;{\mu}m/hr$였다. $CdIn_2S_4$ 단결정 박막의 결정성의 조사에서 10 K에서 광발광(photoluminescence) 스펙트럼이 463.9 nm (2.6726 eV)에서 exciton emission 스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중 결정 X-선 요동 곡선(DCRC)의 반폭치(FWHM)도 127 arcsec로 가장 작아 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293K에서 각각 $9.01{\times}10^{16}/cm^3$, $219\;cm^2/V{\cdot}s$였다. $CdIn_2S_4$/SI(Semi-Insulated) GaAs(100) 단결정 박막의 광흡수와 광전류 spectra를 293K에서 10K까지 측정하였다. 광흡수 스펙트럼으로부터 band gap $E_g(T)$는 Varshni 공식에 따라 계산한 결과 $2.7116eV-(7.74{\times}10^{-4}eV/K)T^2$/(T+434K)이었으며 광전류 스펙트럼으로부터 Hamilton matrix(Hopfield quasicubic mode)법으로 계산한 결과 crystal field splitting ${\Delta}cr$값이 0.1291 eV이며 spin-orbit ${\Delta}so$값은 0.0248 eV임을 확인하였다. 10K일 때 광전류 봉우리들은 n = 1일때 $A_1$-, $B_1$-와 $C_1$-exciton 봉우리임을 알았다.

• 한국재료학회지
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• 제11권5호
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• pp.419-426
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• 2001

AgGaSe$_2$ 단결정 박막은 수평 전기로에서 합성한 $AgGaSe_2$ 다결정을 증발원으로 하여, hot wall epitaxy (HWE) 방법으로 증발원과 기판 (반절연성-GaAs(100)) 의 온도를 각각 $630^{\circ}C$, $420^{\circ}C$로 고정하여 박막 결정 성장을 하였다. 10K에서 측정한 광발광 excition 스펙트럼과 이중결정 X-선 요동곡선 (DCRC) 의 반치폭 (FWHM )을 분석하여 단결정 박막의 최적 성장 조건을 얻었다. Hall효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293k에서 각각 4.89$\times$$10^{ 16}$/㎤, 129$\textrm{cm}^2$/V.s였다. 광전류 봉우리의 10K에서 단파장대의 가전자대 갈라짐 (splitting)에 의해서 측정된 $\Delta$C$_{r}$ (crystal field splitting)은 0.1762eV, $$\Delta$S_{o}$ (spin orbit splitting)는 0.2494eV였다 10K의 광발광 측정으로부터 고풍질의 결정에서 볼 수 있는 free excitors과 매우 강한 세기의 중성 주개 bound excitors등의 피크가 관찰되었다. 이때 중성 주개 bound ekciton의 반치폭과 결합에너지는 각각 BmeV와 14.1meV였다. 또한 Haynes rule에 의해 구한 불순물의 활성화 에너지는 141meV였다.rule에 의해 구한 불순물의 활성화 에너지는 141meV였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권2호
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• pp.197-206
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• 1999

수평 전기로에서 $AgInSe_2$다결정을 합성하여 HWE(Hot Wall Epitaxy) 방법으로 $AgInSe_2$ 단결정 박막을 반절연성 GaAs(100) 위에 성장하였다. $AgInSe_2$단결정 박막은 증발원과 기판의 온도를 각각 $610^{\circ}C$, $450^{\circ}C$로 성장하였다. 이때 성장된 단결정 박막의 두께는 3.8$\mu\textrm{m}$였다. 단결정 박막의 결정성의 조사에서 20 K에서 측정한 광발광 스펙트럼은 884.1nm(1.4024eV) 근처에서 excition emission 스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 회절곡선(DCXD)의 반폭치(FWHM)도 125arcsec로 매우 작은 값으로 측정되어 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293K에서 각각 $9.58{\times}10^{22} electron/m^3,\; 3.42{\times}10^{-2}m^2/V{\cdot}s$였다. $AgInSe_2$단결정 박막의 광전류 단파장대 봉우리들로부터 20K에서 측정된 $\Delta$Cr(Crystal field splitting)은 0.12eV, $\Delta$So(spin orbit coupling)는 0.29 eV였다. 20K에서 얻어진 광발광 봉우리들 중에서 881.1nm(1.4071 eV)와 882.4nm(1.4051 eV)는 free exciton$E_x$의 upper polariton과 lower polariton인$E_x^U$와 $E_x^L$를 의미하며, 884.1nm(1.4024 eV)는 donor-bound exciton emission에 의한 $I_2$봉우리를, 885.9nm(1.3995 eV)는 acceptor-bound exciton emission에 의한 $I_1$ 봉우리를 각각 나타내었다. 또한 887.5nm(1.3970 eV)에서 관측된 봉우리는 DAP(donor-acceptor pair)에 기인하는 광발광 봉우리로 해석되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제10권6호
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• pp.425-433
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• 2000

수평 전기로에서 $CuGaTe_2$다결정을 합성하여 HWE 방법으로 $CuGaTe_2$단결정 박막을 반절연성 GaAs (100) 위에 성장하였다. $CuGaTe_2$단결정 박막은 증발원과 기판의 온도를 각각 $670^{\circ}C$, $410^{\circ}C$로 성장하였다. 이때 단결정 박막의 결정성이 10K에서 측정한 광발광 스펙트럼은 954.5 nm(1.2989 eV) 근처에서 exciton emission 스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 반폭치(FWHM)도 139arcsec로 가장 작게 측정되어 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. Hall효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293 K에서 각각 $8.72{\times}10{23}$개 $\textrm m^3$, $3.42{\times}10^{-2}$ $\textrm m^2$/V.s였다. 상온에서 $CuGaTe_2$단결정 박막의 광흡수 특성으로부터 에너지 띠간격이 1.22 eV였다. Bandedge에 해당하는 광전도도 peak의 온도 의존성은 varshni 관계식으로 설명되었으며, varshni 관계식의 상수값은 $E_g$(0) = 1.3982 eV, $\alpha$ = $4.27{\times}10^{-4}$eV/K, $\beta$ = 265.5K로 주어졌다. $CuGaTe_2$단결정 박막의 광전류 단파장대 봉우리들로부터 10K에서 측정된$\Delta$cr(crystal field splitting)은 0.0791 eV, $\Delta$s.o(spin orbit coupling)는 0.2463 eV였다. 10K에서 광발광 봉우리의 919.8nm(1.3479 eV) free exciton($E_x$), 954.5nm(1.2989 eV)는 donor-bound exciton 인 $I_2(D^0,X)$와 959.5nm(1.2921 eV)는 acceptor-bound exciton 인 $I_1(A_0, X)$이고, 964.6nm(1.2853 eV)는 donor-acceptor pair(DAP) 발광, 1341.9nm(0.9239 eV)는 self activated(SA)에 기인하는 광발광 봉우리로 고찰되었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.144-145
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• 2009

Single crystal $CdGa_2Se_4$ layers were grown on a thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate at $420^{\circ}C$ with the hot wall epitaxy (HWE) system by evaporating the poly crystal source of $CdGa_2Se_4$ at $630\;^{\circ}C$. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of single crystal $CdGa_2Se_4$ thin films measured with Hall effect by van der Pauw method are $8.27\;\times\;10^{17}\;cm^{-3}$, $345\;cm^2/V{\cdot}s$ at 293 K, respectively. The photocurrent and the absorption spectra of $CdGa_2Se_4$/SI(Semi-Insulated) GaAs(100) are measured ranging from 293 K to 10K. The temperature dependence of the energy band gap of the $CdGa_2Se_4$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g$(T) = 2.6400 eV - ($7.721\;{\times}\;10^{-4}\;eV/K)T^2$/(T + 399 K). Using the photocurrent spectra and the Hopfield quasi cubic model, the crystal field energy(${\Delta}cr$) and the spin-orbit splitting energy(${\Delta}so$) for the valence band of the $CdGa_2Se_4$ have been estimated to be 106.5 meV and 418.9 meV at 10 K, respectively. The three photocurrent peaks observed at 10 K are ascribed to the $A_1$-, $B_1$-, and $C_{11}$-exciton peaks.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.154-154
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• 2003

A stoichiometric mixture of evaporating materials for CuGaSe2 single crystal thin films was prepared from horizontal electric furnace. Using extrapolation method of X-ray diffraction patterns for the polycrystal CuGaSe2, it was found tetragonal structure whose lattice constant at and co were 5.615 ${\AA}$ and 11.025 ${\AA}$, respectively. To obtain the single crystal thin films, CuGaSe2 mixed crystal was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the hot wall epitaxy (MWE) system. The source and substrate temperatures were Slot and 450$^{\circ}C$, respectively. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (UXD). The carrier density and mobility of CuGaSe2 single crystal thin films measured with Hall effect by van der Pauw method are 5.0l${\times}$10$\^$17/ cm$\^$-3/ and 245 $\textrm{cm}^2$/V$.$s at 293K, respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the CuGaSe2 obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, Eg(T) = 1.7998 eV - (8.7489${\times}$10$\^$-4/ eV/K)T$^2$/(T + 335 K. After the as-grown CuGaSe2 single crystal thin films was annealed in Cu-, Se-, and Ca-atmospheres, the origin of point defects of CuGaSe2 single crystal thin films has been investigated by the photoluminescence(PL) at 10 K The native defects of V$\_$CU/, V$\_$Se/, Cu$\_$int/, and Se$\_$int/ obtained by PL measurements were classified as a donors or accepters type. And we concluded that the heat-treatment in the Cu-atmosphere converted CuGaSe2 single crystal thin films to an optical n-type. Also, we confirmed that Ga in CuGaSe2/GaAs did not form the native defects because Ga in CuGaSe2 single crystal thin films existed in the form of stable bonds.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제13권4호
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• pp.367-380
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• 2013

In this paper, an analytical threshold voltage model is developed for a short-channel double-material-gate (DMG) strained-silicon (s-Si) on silicon-germanium ($Si_{1-X}Ge_X$) MOSFET structure. The proposed threshold voltage model is based on the so called virtual-cathode potential formulation. The virtual-cathode potential is taken as minimum channel potential along the transverse direction of the channel and is derived from two-dimensional (2D) potential distribution of channel region. The 2D channel potential is formulated by solving the 2D Poisson's equation with suitable boundary conditions in both the strained-Si layer and relaxed $Si_{1-X}Ge_X$ layer. The effects of a number of device parameters like the Ge mole fraction, Si film thickness and gate-length ratio have been considered on threshold voltage. Further, the drain induced barrier lowering (DIBL) has also been analyzed for gate-length ratio and amount of strain variations. The validity of the present 2D analytical model is verified with ATLAS$^{TM}$, a 2D device simulator from Silvaco Inc.