• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.317-318
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• 2013

Terahertz (THz) wave는 광학 영역과 방송파 영역 사이에 광대역 주파수 스펙트럼을 차지하고 있다. X선과는 달리 비이온화 광원으로 직진성, 투과성, 낮은 에너지 (meV)를 가지고 있어 비파괴적이고 무해한 장점을 지니고 있다. 본 연구에서는 In0.53Ga0.47As:Be/In0.52Al0.48As의 multi quantum well (MQW)을 Semi-insulting InP:Fe substrate 위에 active layer의 두께와 적층을 변화주어서 성장하였고Au (200 nm)/Ti (30 nm)의 금속전극으로 공정을 하였다. Ti:Sapphire femtosecond pulse laser를 조사하여 THz time-domain spectrometer 시스템을 이용하여 광전도검출법으로 THz 검출 특성을 연구하였다. THz 검출은 짧은 전하수명과 높은 저항을 요구한다. LTInGaAs의 경우 AsGa antisite로 인하여 짧은 전하수명을 얻게 되면 n-type의 높은 전하밀도를 가지게 되어서 저항이 낮아지게 된다. 높은 저항을 만들기 위하여 Be doping을 이용하여 과잉의 전자들을 보상하고 InAlAs layer를 삽입시켜 보다 높은 저항을 얻었다. LT-InGaAs:Be는 LT-GaAs보다 1/70 정도의 amplitude를 보이는데 LT-InGaAs/InAlAs MQW의 경우 LT-GaAs 대비 약 3/4 정도의 큰 amplitude를 얻었다. 또 active layer의 두께가 얇고 적층이 많을수록 신호가 커지는 것을 알 수 있었다. 이는 상대적으로 band gap이 큰 InAlAs층이 더 높은 저항을 만든 것으로 사료된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.11-11
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• 2007

1차원 구조체인 반도체 나노선은 앙자제한효과 (quantum confinement effect) 등을 이용하여 고밀도/고효율의 소자 개발이 기대되고 있다. GaN는 상온에서 3.4 eV의 밴드갭 에너지를 갖는 III-V 족 반도체 재료로써 박막의 경우 광전자 소자로 폭넓게 응용되고 있다. 최근 GaN 나노선의 합성에 성공하면서 발광소자, 고효율의 태양전지, HEMT 등으로의 응용을 위한 많은 연구가 활발히 이루어지고 있다. 하지만, 아직까지 GaN 나노선의 전기적 특성을 제어하는 기술은 확립되지 않고 있다. 본 연구에서는 Vapor solid (VS)법을 이용하여 GaN 나노선을 합성하였으며, GaN 분말과 함께 $Mg_2N_3$ 분말을 첨가하여 (Ga,Mg)N 나노선을 성공적으로 합성하였다. 합성시에 GaN와 Mg 소스간의 거리 변화를 통해 Mg 도핑농도를 제어하고자 하였다. 이 같은 방법으로 합 된 (Ga,Mg)N 나노선의 Mg 도핑농도에 따른 결정학적 특성을 알아보고, (Ga,Mg)N 나노선을 이용하여 소자를 제작한 후 그 전기적 특성을 살펴보고자 한다. X-ray diffraction (XRD)과 high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), EDX를 이용하여 합성된 나노선의 결정학적 특성과 Mg의 도핑 농도를 확인하였다. Photo lithography와 e-beam lithography법을 이용하여 (Ga,Mg)N 나노선 field-effect transistor (FET)를 제작하고, channel current-drain voltage ($I_{ds}-V_{ds}$) 와 channel current-gate voltage ($I_{ds}-V_g$) 측정을 통해 (Ga,Mg)N 나노선이 도핑 농도에 따라 n형에서 p형으로 전기적 특성이 변화함을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.126-127
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• 2007

Sn-filled and Fe-doped $CoSb_3$ skutterudites were synthesized by encapsulated induction melting. Single ${\delta}$-phase was successfully obtained by subsequent annealing and confirmed by X-ray diffraction analysis. Temperature dependences of Seebeck coefficient, electrical resistivity and thermal conductivity were examined from 300 K to 700 K. The positive Seebeck coefficient confirmed the p-type conduction. Electrical resistivity increased with increasing temperature, which shows that the $Sn_zCo_3FeSb_{12}$ skutterudite is highly degenerate. Thermal conductivity was reduced by Sn-filling because the filler atoms acted as phonon scattering centers in the skutterudite lattice. Thermoelectric figure of merit was enhanced by Sn filling and its optimum filling content was considered to be z=0.3 in the $Sn_zCo_3FeSb_{12}$ system.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제15권9호
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• pp.713-718
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• 1994

Manganese-incorporated neodymium oxide systems with a variety of Mn mol% were prepared to investigate the effect of doping on the electrical properties of neodymium oxide. XRD, XPS, SEM, DSC, and TG techniques were used to analyze the specimens. The systems containing 2, 5, 8, and 10 mol% Mn were found to be solid solutions by X-ray diffraction analysis and the lattice parameters were obtained for the single-phase hexagonal structure by the Nelson-Riley method. The lattice parameters, a and c, decreased with increasing Mn mol%. Scanning electron photomicrographs of the specimens showed that the grain size decreased with increasing Mn mol%. The curves of log conductivity plotted as a function of 1/T in the temperature range from 500 to 1000$^{\circ}C$ at $PO_2$'s of $10^{-5}$ to $10^{-1}$ atm for the specimens were divided into high-and low-temperature regions with inflection points near 820-890$^{\circ}C$. The activation energies obtained from the slopes were 0.53-0.87 eV for low-temperature region and 1.40-1.91 eV for high-temperature region. The electrical conductivities increased with increasing Mn mol% and $PO_2$, indicating that all the specimens were p-type semiconductors. At $PO_2$'s below $10^{-3}$ atm, the electrical conductivity was affected by the chemisorption of oxygen molecule in the temperature range of 660 to 850$^{\circ}C$. It is suggested that electron holes generated by oxygen incorporation into the oxide are charge carriers for the electrical conduction in the high-temperature region and the system includes ionic conduction owing to the diffusion of oxygen atoms in the low-temperature region.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.576-583
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• 2018

탄화규소는 실리콘과 비교시 큰 에너지 밴드 갭을 갖고, 불순물 도핑에 의해 p형 및 n형 전도의 제어가 용이해서 고온용 전자부품 소재로 활용이 가능한 재료이다. 특히 ${\beta}$-SiC 분말로부터 제조한 다공질 n형 SiC 세라믹스의 경우, $800{\sim}1000^{\circ}C$에서 높은 열전 변환 효율을 나타내었다. SiC 열전 변환 반도체를 응용하기 위해서는 변환 성능지수도 중요하지만 $800^{\circ}C$ 이상에서 사용할 수 있는 고온용 금속전극 또한 필수적이다. 일반적으로 세라믹스는 대부분의 보편적인 용접용 금속과는 우수한 젖음을 갖지 못 하지만, 활성 첨가물을 고용시킨 합금의 경우, 계면 화학종들의 변화가 가능해서 젖음과 결합의 정도를 증진시킬 수 있다. 액체가 고체 표면을 적시면 액체-고체간 접합면의 에너지는 고체의 표면에너지 보다 작아지고 그 결과 액체가 고체 표면에서 넓게 퍼지면서 모세 틈새로 침투할 수 있는 구동력을 갖게 된다. 따라서 본 연구에서는 비교적 낮은 융점을 갖는 Ag를 이용해서 다공질 SiC 반도체 / Ag 및 Ag 합금 / SiC 및 알루미나 기판간의 접합에 대해 연구하였고, Ag-20Ti-20Cu 필러 메탈의 경우 SiC 반도체의 고온용 전극으로 적용 가능할 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.596-601
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• 2020

SiC는 큰 밴드 갭 에너지를 갖고, 불순물 도핑에 의해 p형 및 n형 전도의 제어가 용이해서 고온용 전자부품소재로 활용이 가능한 재료이다. 따라서 국내 부존 규조토의 고부가가치 활용을 위해 정제 규조토로부터 합성한 β-SiC 분말의 열전물성에 대해 조사하였다. 정제한 규조토 중의 SiO₂ 성분을 카본블랙으로 환원 탄화 반응시켜 β-SiC 분말을 합성하고, 잔존하는 불순물(Fe, Ca 등)을 제거하기 위해서 산처리 공정을 행하였다. 분말의 성형체를 질소 분위기 2000℃에서 1~5시간 소결시켜 n형 SiC 반도체를 제작하였다. 소결시간이 길어짐에 따라 캐리어 농도의 증가 및 입자간의 연결성 향상에 의해 도전율이 향상되었다. 합성 및 산처리한 β-SiC 분말에 내재하는 억셉터형 불순물(Al 등)로 인한 캐리어 보상효과가 도전율 향상에 저해하는 요인으로 나타났다. 소결시간이 증가함에 따라 입자 및 결정 성장과 함께 적층 결함 밀도의 감소에 의해 Seebeck 계수의 절대값이 증가하였다. 본 연구에서의 열전 변환 효율을 반영하는 power factor는 상용 고순도 β-SiC 분말로 제작한 다공질 SiC 반도체에 비해 다소 작게 나타났지만, 산처리 공정을 정밀하게 제어하면 열전물성은 보다 향상될 것으로 판단된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제4권1호
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• pp.11-20
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• 1994

분자선에피택시(molecular beam epitaxy)법을 이용하여 GaAs 및 ALGaAs layer를 undoped 반절연(100) GaAs 기판위에 성장하였고, 최적의 성장온도와 성장된 시료에 대한 전기적 및 광학적 특성을 조사 하였다. Undoped GaAs층의 성장에 있어서는 측정결과로 부터 As/Ga의유속비가 약 20, 성장온도가 $570^{\circ}C$일때 12K에서의 Photoluminescence 반폭치(FWHM)가 1.14meV인 결정성이 좋은 시료가 얻어졌으며, p형으로서 carrier 농도가 $1.5{\times}10^{14}cm^{-3}$ 미만이고, Hall 이동도가 300K에서 $579cm^2/V-s$인 양질의 에피층이 얻어졌다. 또한 이들 시료에서는 ODLTS, DLTS측정으로 부터 2개의 hole형 깊은 주위만이 관측되었다. Undoped AlGaAs층의 성장에 있어서는 As/(Ga+Al)의 유속비가 20이고 $60^{\circ}C$의 성장온도에서 표면 morphology와 결정성이 좋은 시료를 성장할 수 있었으며, 0.17~0.85eV에서 8개의 깊은 준위가 관측되엇다. Si이 도핑된 AlGaAs 층의 경우, PL 스펙트럼으로 부터 Si의 도핑효과를 관측할 수 있었으며, Hall 측정으로부터 300K에서 $1.5{\times}10^{16}cm^{-3}$일 때 Hall 이동도가 $2547cm^2/V-s$인 시료를 얻을 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제42권6호
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• pp.618-628
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• 1998

순수한 CaO, Mn-doped CaO, Mn/CaO, K/CaO 촉매를 제조하고 이들의 메탄 활성화반응에 대한 촉매활성을 600∼800$^{\circ}C$ 온도영역에서 실험하여 산화칼슘의 촉매활성에 대한 망간과 칼륨의 첨가효과를 조사하였다. 촉매의 특성을 조사하기 위하여 X-선 분말회절분석(XRD), X-선 광전자분석(XPS), 주사전자현미경분석(SEM), 시차열분석(DSC) 및 열무게분석(TG)을 실시하였다. 촉매반응은 직결 기체크로마토그래피를 이용한 단방향 흐름 반응기로서 이루어졌다. 표준반응조건은 $p(CH_4)/p(O_2)=250$ Torr/50 Torr이며 반응기체의 주입속도는 30mL/min, 그리고 He 희석기체와 함께 전체압력은 1 atm이였다. 실험한 촉매들 중에서 6.3 mol% Mn-doped CaO 촉매가 가장 우수한 $C_2$ 선택성을 보였으며 775$^{\circ}C$에서 $C_2$ 선택성과 $C_2$ 수율이 각각 43.2%와 8.0% 이었다. 적은 양의 망간을 도프한 산화칼슘 촉매들은 망간의 양이 증가함에 따라 $C_2$ 선택성이 향상되는 경향을 보였으나 많은 양의 망간([Mn]>6.3 mol%)을 도프한 촉매에서는 $C_2$ 선택성이 감소하는 경향을 보였다. 금속이온이 도프되지 않은 6 wt.% Mn/CaO와 6 wt.% K/CaO 촉매는 700$^{\circ}C$에서 각각 13.2%와 30.9%의 $C_2$ 선택성을 보여 담지효과는 Mn보다도 K가 훨씬 우수함을 보였다. CaO와 Mn-doped CaO 촉매의 전기전도도를 $10^{-3}∼10^{-1}\;atm$의 산소분압 영역에서 측정한 결과 모두 p형의 전기적 특성을 보였으며 도프한 망간의 농도가 증가함에 다라 전기전도도는 감소하는 경향을 보였다. 촉매표면에 생성된 틈새형 산소이온이 메탄을 활성화할 수 있음을 제안하였고 틈새형 사소이온의 생성을 고체화학적 관점에서 논의하였다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2011년도 임시총회 및 하계학술연구발표회
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• pp.7-8
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• 2011

Basically, the lattice mismatch between film and substrate can make those BiFeO3(BFO) films distorted with strain structure. BFO phase can be stabilized on LaAlO3(LAO) represents the example of a multiferroic with giant axial ratio. Its crystal structure is not strictly tetragonal, but tetragonal with a slight monoclinic distortion and related to the rotation of the oxygen octahedra. In this study, we show that phases with a tetragonal-like epitaxial BFO films can indeed be ferroelectric and also can be stabilized via epitaxial growth onto LAO. Recent reports on epitaxial BFO films show that the crystal structure changes from nearly rhombohedral ("R-like") to nearly tetragonal("T-like") at strains exceeding approximately -4.5%, with the "T-like" structure being characterized by a highly enhanced c/a ratio. While both the "R-like" and the "T-like" phases are monoclinic, our detailed x-ray diffraction results reveal asymmetry change from MA and MC type, respectively. By applying additional strain or by modifying the unit cell volume of the film by substituting Ba for Bi, the monoclinic distortion in the "T-like" MC phase is reduced, i.e. the system approaches a true tetragonal symmetry. There are two different M-H loops for $Bi_{1-x}Ba_xFeO_{3-{\delta}}$(BBFO) and BFO films on SrTiO3(STO) & LAO substrates. Along with the ferroelectric characterization, these magnetic data indicate that the BFO phase stabilized on LAO represents the first example of a multiferroic with giant axial ratio. However, there is a significant difference between this phase and other predicted ferroelectrics with a giant axial ratio: its crystal structure is not strictly tetragonal, but tetragonal with a slight monoclinic distortion. Therefore, in going from bulk to highly-strained films, a phase sequence of rhombohedral(R)-to-monoclinic ["R-like" MA-to-monoclinic, "T-like" MC-to-tetragonal (T)] is observed. This sequence is otherwise seen only near morphotropic phase boundaries in lead-based solid-solution perovskites (i.e. near a compositionally induced phase instability), where it can be controlled by electric field, temperature, or composition. Our results show that this evolution can occur in a lead-free, stoichiometric material and can be induced by stress alone. Those major results are summarized as follows ; 1) Ba-doping increases the unit cell volume, 2) BBFO on LAO can be fully strained up to x=0.08 as a strain limit (Fig. 1), 3) P(E) & M(H) properties can be tuned by the variation of composition, strain, and film thickness.

• 한국결정성장학회지
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• 제28권2호
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• pp.57-62
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• 2018

본 연구에서는 Mg acetate 수용액을 사용한 간편한 도핑방법으로 불순물을 주입하여 성장한 $Ga_2O_3$ 박막의 불순물 주입 효과에 대해 연구하였다. MOCVD 방법을 이용해 Si 기판 위에 undoped $Ga_2O_3$ 박막과 Mg-doped $Ga_2O_3$ 박막을 각각 $600^{\circ}C$와 $900^{\circ}C$의 성장온도에서 30분간 성장하였다. 표면 형상 분석 결과 Mg 불순물 주입에 따른 큰 차이는 확인되지 않았으며 $900^{\circ}C$에서 성장한 박막의 표면이 $600^{\circ}C$에서 성장한 박막의 표면보다 큰 거칠기를 가지고 다결정화 되는 것을 확인하였다. 광학적 특성 분석 결과, 도핑된 샘플의 경우 전체적인 발광 피크가 red shift 되었고 UV 방출 세기가 커지는 특성을 보였다. I-V 측정 결과로부터 Mg 불순물에 의해 $600^{\circ}C$ 성장 박막의 누설전류가 감소하고, $900^{\circ}C$ 성장 박막의 광전류는 증가하는 효과를 확인하였다.