• 한국진공학회지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.474-480
• /
• 2009

분자선 에피택시 (molecular beam epitaxy: MBE)를 이용하여 GaAs (100) 기판에 Indium interruption growth법으로 성장한 InAs 양자점 (quantum dots: QDs)의 광학적 특성을 photoluminescence (PL)와 time-resolved PL (TRPL) 실험을 이용하여 분석하였다. In interruption growth법은 InAs 양자점 성장 동안 As 공급은 계속 유지하면서 셔터 (shutter)를 이용해 서 In 공급을 조절하는 방법이다. 본 연구에서는 In을 1초 동안 공급하고 셔터를 0초, 9초, 19초, 29초, 또는 39초 동안 닫아 In 공급을 차단하였으며, 공급과 차단 과정을 각 30회 반복하여 양자점을 성장하였다. In interruption 시간을 0초에서 19초까지 증가하였을 때 PL 피크는 1096 nm에서 1198 nm로 적색편이 (~100 nm)하고 PL 세기는 증가하였으나, 19초에서 39초까지 증가하였을 때 PL 스펙트럼의 변화는 없고 PL 세기는 감소하였다. 모든 양자점의 PL 소멸시간 (decay time)은 약 1 ns로 바닥상태 (ground state) PL 피크에서 가장 길게 나타났다. In interruption 시간이 19초인 시료가 가장 좋은 PL 특성과 가장 짧은 운반자 소멸시간을 나타내었다. PL 특성의 향상은 In interruption 시간동안 일정한 양의 In 원자들의 분리와 이동이 증가한 것으로 설명될 수 있다. 이러한 결과로부터 In interruption 법을 이용하여 InAs 양자점의 크기, 균일도, 조밀도 등을 조절하여 원하는 파장대의 양자점을 성장할 수 있음을 알 수 있다.

• 한국진공학회지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.321-326
• /
• 2013

디지털 합금(digital alloy) InGaAlAs 다중 양자 우물(multiple quantum wells: MQWs) 구조의 열처리(rapid thermal annealing: RTA) 온도에 따른 발광 특성을 PL (photoluminescence)와 TRPL (time-resolved PL)를 이용하여 분석하였다. $700^{\circ}C$에서 $850^{\circ}C$까지 온도를 변화시켜 RTA한 디지털 합금 MQWs의 PL 결과는 $750^{\circ}C$에서 RTA한 시료가 가장 강한 PL 세기와 가장 좁은 반치폭을 나타내었다. 이것은 $750^{\circ}C$에서 30초 동안 RTA하였을 때 비발광 재결합 센터가 감소하고 가장 매끄러운 경계면이 형성되는 것을 나타낸다. RTA 온도를 $800^{\circ}C$와 $850^{\circ}C$로 증가하였을 때 PL 피크는 청색편이 하였으며 PL 세기는 감소하였다. PL 피크의 청색편이는 RTA 온도가 증가함에 따라 InGaAs/InAlAs SPS (short-period superlattice)의 경계면에서의 Ga과 Al의 혼합(intermixing)으로 Al 함량이 증가한 것으로 설명되며, PL 세기의 감소는 경계면의 거칠기의 증가와 인듐의 상분리(phase separation)로 인한 비균일 조성(compositional fluctuation)으로 설명된다. RTA 온도를 증가하였을 때 PL 소멸시간은 증가하였으며, 이것은 비발광 재결합 센터(결정 결함)가 감소한 것을 나타낸다. 디지털 합금 InGaAlAs MQWs 시료의 PL 특성은 적절한 RTA 조건에서 현저히 향상되는 것을 확인하였다.

• Applied Science and Convergence Technology
• /
• 제24권4호
• /
• pp.111-116
• /
• 2015

The graphene oxide (GO) and graphene oxide quantum dots (GOQDs), which have gained research interest as new types of light-emitting materials, were synthesized by the modified Hummers method for oxidation of graphite flake and graphite nanoparticle. The optical properties of GO and GOQDs have been compared by mean of photoluminescence (PL), PL excitation (PLE), UV-vis absorbance, and time-resolved PL. The GO have an absorption peak at 229 nm and shoulder part at 310 nm, whereas the GOQDs show broad absorption with a gradual change up without any absorption peaks. The PL emission of GOQDs and GO showed the green color at 520 nm and the red color at 690 nm, respectively. The red emission of GO showed faster PL decay time than the green emission of GOQDs. In particular, the temporal PL profile of the GO showed redshift from 560 nm to 660 nm after the pump event.

• Journal of Photoscience
• /
• 제10권3호
• /
• pp.257-261
• /
• 2003

We have systematically studied the evolution of the photoluminescence(PL) tuning of porous silicon(PS) by electrochemical etching in various mixed electrolytes. The electrolytes employed as an etchants were mixtures of HF:CH$_3$COOH:HNO$_3$:C$_2$H$\_$5/OH solutions where the composition ratios (%) were varied from 10:1.98:0:88.02 to 10: 1.98:8.4:79.62 under constant concentration of HF and CH$_3$COOH with a total volume of 100 ml. Changes in the surface morphology of the samples caused by variations in the etching process were investigated by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). After samples are etched in various mixed electrolytes, FTIR analyses show that there is the non-photoluminescent state and the photoluminescent state simultaneously. The PL spectra show the PL tuning in the ranging from 560 to 700 nm with the increase of HNO$_3$ concentration. An analysis of the subsequent PL relaxation mechanism was carried out by time-correlated single photon counting (TCSPC) method. Based on experimental results, it is assumed that a red shift of the main PL peak position is related to the HNO$_3$ activated formation of silicon oxygen compounds. Therefore, the use of electrolyte mixtures with composition ratios can be obtained adequate and reproducible results for PL tuning.

• Applied Science and Convergence Technology
• /
• 제24권3호
• /
• pp.67-71
• /
• 2015

InP/InGaP quantum structures (QSs) were grown on GaAs (001) substrates by a migration-enhanced molecular beam epitaxy method. Temperature-dependent photoluminescence (PL) and emission wavelength-dependent time-resolved PL (TRPL) were performed to investigate the optical properties of InP/InGaP QSs as a function of migration enhanced epitaxy (MEE) growth cycles from 2 to 8. One cycle for the growth of InP QS consists of 2-s In and 2-s P supply with an interruption time of 10 s after each source supply. As the MEE growth cycle increases from 2 to 8, the PL peak is redshifted and exhibited different (larger, comparable, or smaller) bandgap shrinkages with increasing temperature compared to that of bulk InP. The PL decay becomes faster with increasing MEE cycles while the PL decay time increases with increasing emission wavelength. These PL and TRPL results are attributed to the different QS density and size/shape caused by the MEE repetition cycles. Therefore, the size and density of InP QSs can be controlled by changing the MEE growth cycles.

• 한국광학회지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.213-217
• /
• 1997

n형과 p형 GaAs의 도핑에 따른 형광과 시간 분해 형광특성을 조사하였다. 도핑의 농도가 증가할수록 형광의 피크 위치는 p형은 낮은 에너지 쪽으로, n형은 높은 에너지 쪽으로 이동함을 관찰하였다. 이것은 p형은 띠간격 좁아짐 효과가 우세하게 작용하며, n형은 Burstein-Moss효과가 지배적으로 작용하기 때문인 것으로 해석된다. 또한, 도핑의 농도가 증가하면 형광의 소멸시간과 상승시간이 감소하며, p형의 형광소멸시간과 상승시간이 n형보다 더 빠르게 나타났다. 따라서 도핑된 GaAs에서 형광소멸시간과 상승시간은 다수 운반자의 종류와 농도에 의존함을 알 수 있으며, 운반자-운반자 상호작용이 에너지 이완 과정에 중요한 역할을 함을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.351.2-351.2
• /
• 2016

Graphene quantum dots (GQDs) have attracted much attention because of various advantages such as cost-effectiveness of synthesis, low toxicity, and photostability. The origins of photoluminescence (PL) in GQDs were suggested as the intrinsic states for localized sp2 carbon domains and the extrinsic states formed by oxygen-functional groups.[1,2] Nevertheless, it is still unclear to understand the information of electric band structure in GQD. Here, we observed excitation energy induced S-shaped PL behavior. The PL peak energy position shows an S-shaped shift (redshift-blueshift-redshift) as function of the excitation wavelengths. From various samples, we only observed S-shaped PL shift in the GQDs with both luminescent origins of intrinsic and extrinsic states. Therefore, this S-shaped PL shift is related to different weight of intrinsic and extrinsic states in PL spectrum depending on the excitation wavelengths. This would be the key result to understand the electric band structure of the GQDs and its derivatives.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• 제5권5호
• /
• pp.194-198
• /
• 2004

The influences of the deep-level concentration of p-type Si substrates on the optical properties of nano-porous silicon (PS) are investigated by deep level transient spectroscopy (DLTS) and photoluminescence (PL). Utilizing a Si substrate with Fe contaminations significantly enhanced the PL intensity of PS. All the PS samples formed on Fe-contaminated silicon substrates had stronger PL yield than that of reference PS without any intentional Fe contamination but the emission peak is not significantly changed. For the PS 1000 sample with Fe contamination of 1,000 ppb, the maximum PL intensity showed about ten times stronger PL than that of the reference PS sample. From PL and DLTS results, the PL efficiency strongly depends on the Fe-related trap concentration in Si substrates.

• 한국진공학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.92-97
• /
• 2013

Migration-enhanced epitaxy 성장한 InAs/GaAs 양자점(quantum dots)의 광학적 특성을 PL (photoluminescence)과 Time-resolved PL 이용하여 분석하였다. InAs 양자점은 In을 9.3초 공급하고 5초 차단한 후 As을 3초, 4초, 6초, 또는 9초 공급하고 5초 차단하는 과정을 3회 반복하여 성장하였다. As을 3초 공급한 시료의 PL 피크는 1,140 nm에서 나타나고, PL 세기는 다른 세 시료에 비해 매우 약하게 나타났다. As 공급시간을 3초에서 증가하였을 때 모든 PL 피크는 1,118 nm로 청색이동하여 나타났으며, PL 세기는 증가하였다. As을 6초 공급한 시료의 PL 세기가 가장 강하게 나타나고, 반치폭(full width at half maximum)도 가장 좁게 나타났다. 이러한 결과는 양자점의 밀도와 균일도(크기변화)로 설명된다. 또한 발광파장에 따른 PL 소멸시간은 PL 피크 근처에서 가장 길게 나타났다.

• 한국재료학회지
• /
• 제5권8호
• /
• pp.936-944
• /
• 1995

본 논문에서는 저압 유기금속 기상성장(low pressure metal organic vapor phase epitaxy) 장치에 의해 성장된 InGaAsP/InP 구조의 상(phase) 분리현상(Spinodal 분해)이 photoluminescence (PL)의 강도와 반치폭(full-width at half maximum, FWHM)에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 시료의 격자부정합은 double crystal x-ray diffractometer를 사용하여 측정하였고, InGaAsP에피막의 Spinodal분해조직은 투과전자현미경 (transmission electron microscopy, TEM)을 사용하여 관측하였다. 격자부정합에서 도출된 부정합응력과 Spinodal 모듈레이션의 주기(periodicity)와 밀접한 관계가 있음이 밝혀졌다. 또한 이러한 InGaAsP에피막의 미세조직 구조와 시료의 광전 특성이 어떤 관계가 있는지 알기 위해 PL 실험을 수행했으며, PL강도와 FWHM이 조성 모듈레이션의 주기에 강하게 의존한다는 것을 알 수 있었다. 이 현상을 심층적으로 연구하기 위해 부정합응력이 야기할 수 있는 interaction 탄성변형 에너지라는 새로운 함수를 유도하였으며 이에 의하여 실험결과를 설명할 수 있었다.