• 한국광학회지
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• 제9권2호
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• pp.111-116
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• 1998

활성층의 변형이 0.9%의 압축변형에서 1.4%의 인장변형에 이르는 13개의 InGaAs/InGaAsP 따로가둠 이종접합 다중양자우물 레이저의 문턱전류밀도 값을 계산하여, 변형이 문턱전류밀도에 미치는 영향을 살펴보았다. 양자우물의 띠간격이 1.55.mu.m가 되도록 양자우물의 두께를 정하였고, 레이저의 이득계산을 위한 띠구조 및 전이행렬요소의 계산에는 블록대각화된 8 * 8 이차 $k^{\rarw}$ * $p^{\rarw}$ 해밀토니안을 사용하여 전도띠의 비포물선형 효과 및 원자가띠의 섞임을 모두 고려하였다. 실온의 문턴전류밀도는 중양공띠와 경양공띠가 교차하는 0.4% 인장변형의 값과 두번째 전도부띠가 생기기 시작하는 0.5% 인장변형의 값에서 불연속점을 가졌다. 실온의 문턱전류밀도는 이 0.4-0.5% 인장변형 부근에서 극대가 되고, 양쪽으로 변형값이 달라지면서 감소하였다가 극소점을 거쳐 다시 약간 증가하는 모습을 보였는데, 이는 실험결과와 대체로 일치한다. 이 계산결과를 변형의 효과에 관한 다른 여러 이론적 혹은 실험적인 논문들과 비교 토론하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권3호
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• pp.9-19
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• 2002

본 논문에서는 thermionic emission 모델을 이용하여 SCH 양자우물 레이저 다이오드에 대한 L-I-V특성을 해석적으로 도출하였다. SCH의 bulk 캐리어와 양자우물 속박 캐리어의 관계를 도출하였고, 주입된 전류를 각 영역에서의 캐리어 재결합을 고려한 전류 연속 방정식을 만족하도록 하였다. 또한, high level injection과 전하 중성 조건하에 ambipolar 확산 방정식을 이용하여 캐리어 분포를 고찰하였다. 위 해석적인 모델을 이용하여 계산한 결과, 클래딩 영역의 전위장벽 변화가 전류 전압 특성 변화의 주요 원인으로 나타났다. 또한 thermionic emission에 의한 주입 전류의 forward flux 증가가 캐리어 주입을 증가시키고, 레이저 다이오드의 직렬 저항을 감소시키는 것을 보였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.433-433
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• 2009

ZnO-based materials have been extensively studied for optoelectronic applications due to their superiors physical properties such as wide direct bandgap (~3.37 eV), large exciton binding energy (~60 meV), high transparency in the visible region, and low cost. Especially, one-dimensional (1D) ZnO nanostructures have attracted considerable attention owing to quantum confinement effect and high crystalline quality. Additionally, various nanostructures of ZnO such as nanorods, nanowires, nanoflower, and nanotubes have stimulated the interests because of their semiconducting. and piezoelectric properties. Among them, vertically aligned ZnO nanorods can bring the improved performance in various promising photoelectric fields including piezo-nanogenerators, UV lasers, dye sensitized solar cells, and photo-catalysis. In this work, we studied the effect of the annealing temperature of homo seed layers on the formation of ZnO nanorods grown by hydrothermal method. The effect of annealing temperature of seed layer on the length and orientation of the nanorods was investigated scanning electron microscopy investigation. Transmission electron microscopy and X-ray diffraction measurement were performed to understand the effect of annealing temperatures of seed layers on the formation of nanorods. Moreover, the optical properties of the seed layers and the nanorods were studied by room temperature photoluminescence.

• 한국결정성장학회지
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• 제24권3호
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• pp.111-119
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• 2014

A novel pulsed laser ablation process in liquid was investigated to prepare scheelite-type ceramic [calcium tungstate ($CaWO_4$) and calcium molybdate ($CaMoO_4$)] nanocolloidal particles. The crystalline phase, particle morphology, particle size distribution, absorbance and optical band-gap were investigated. Stable colloidal suspensions consisting of well-dispersed $CaWO_4$ and $CaMoO_4$ nanoparticles with narrow size distribution could be obtained without any surfactant. Particle tracking analysis using optical microscope combined with image analysis was applied for a fast determination of particle size distribution in the prepared nanocolloidal suspensions. The mean nanoparticle size of $CaWO_4$ and $CaMoO_4$ colloidal nanoparticles were 16 nm and 30 nm, with the standard deviations of 2.1 and 5.2 nm, respectively. The optical absorption edges showed blue-shifted values about 60~70 nm than those of reported in bulk crystals. And also, the estimated optical energy band-gaps of $CaWO_4$ and $CaMoO_4$ colloidal particles were 5.2 and 4.7 eV. The observed band-gap widening and blue-shift of the optical absorbance could be ascribed to the quantum confinement effect due to the very small size of the $CaWO_4$ and $CaMoO_4$ nanocolloidal particles prepared by pulsed laser ablation in liquid.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제23권11호
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• pp.848-853
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• 2010

We have grown GaN nanowires by the low pressure MOCVD method on Ni deposited oxidized Si surface and have established optimum conditions by observing surface microstructure and its photoluminescence. Optimum growth temperature of $880^{\circ}C$, growth time of 30 min, TMG source flow rate of 10 sccm have resulted in dense nanowires on the surface, however further increase of growth time or TMG flow rate has not increased the length of nanowire but has formed nanocrystals. On the contrary, the increase of ammonia flow has increased the length of nanowires and the coverage of nanowire over the surface. The shape of nanowire is needle-like with a Ni droplet at its tip; the length is tens of micron with more than 40 nm in diameter. Low temperature photoluminescence obtained from the sample at optimum growth condition has revealed several peaks related to exciton decay near band-edge, but does not show any characteristic originated from one dimensional quantum confinement. Strong and broad luminescence at 2.2 eV is observed from dense nanowire samples and this suggests that the broad band is related to e-h recombination at the surface state in a nanowire. The current result is implemented to the nanowire device fabrication by nanowire bridging between micro-patterned neighboring Ni catalysis islands.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.38.1-38.1
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• 2011

최근 중동정세의 변화와 유류 소비의 증가에 따른 유가의 급등과, 일본 지진사태로 일어난 원자력 발전의 안정성에 대한 문제로 인하여 안전하고 깨끗하게 에너지를 생산할 수 있는, 저탄소 녹색성장을 구현할 수 있는 신재생 에너지에 관련된 연구에 많은 관심이 모아지고 있다. 특히 태양광 에너지를 전기로 변환하여 사용하는 것은 최근 가장 큰 관심사 중 하나이다. 나노결정 Si (nc-Si) 박막은 이러한 광전자 산업 및 태양 에너지 분야에서의 폭넓은 응용 가능성으로 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 nc-Si 박막의 발광 특성은 비정질 박막내 Si 나노결정에 기인한 양자제한효과(quantum confinement effect)에 의한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 증착시 기판에 AC (alternating current) Bias를 인가하여 PE CVD 기법으로 nc-Si:H 박막을 증착하였다. H2와 SiH4를 각기 45, 20 sccm으로, 100 W의 RF 전압을 주어 플라즈마를 생성하였으며, 60~900 Hz의 주파수 범위에서 60 V의 Bias를 인가하여 박막을 증착하였다. 이들 박막의 결정 크기, 결정화도, 나노 구조 및 광학적, 화학적, 기계적 특성을 XRD, FT-IR, Raman spectroscopey, AFM, PL, Nano indenter 등을 사용하여 조사하였으며, 기판에 인가된 전압과 주파수에 따른 결정크기와 박막의 광학적 특성과 상관관계를 고찰하였다. Bias 전압에 따라 ~1에서 ~4 nm의 크기를 갖는 나노 크리스탈이 생성 되었으며, 최고 10%의 나노결정 분율을 가지는 박막을 증착하였다. 이는 광학적 특성에도 영향을 주어 PL (photoluminescence)의 피크는 470~710 nm의 영역에서 관찰되었다. 또한 AC-Bias의 영향으로 박막 내 응력 해소에도 영향을 주어 박막내 존재하는 응력이 결정에 미치는 영향도 알 수 있었다. 이번 발표에선 증착 조건에 따른 박막의 나노구조 및 광학적 특성의 변화와 이들 간의 상관관계를 발표하고자 한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.95-95
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• 2009

Single-crystalline Bi nanowires have motivated many researchers to investigate novel quasi-one-dimensional phenomena such as the wire-boundary scattering effect and quantum confinement effects due to their electron effective mass (~0.001 me). Single crystalline Bi nanowires were found to grow on as-sputtered films after thermal annealing at $270^{\circ}C$. This was facilitated by relaxation of stress between the film and the thermally oxidized Si substrate that originated from a mismatch of the thermal expansion. However, the method is known to produce relatively lower density of nanowires than that of other nanowire growth methods for device applications. In order to increase density of nanowire, we propose a method for enhancing compressive stress which is a driving force for nanowire growth. In this work, we report that the compressive stress can be controlled by modifying a substrate structure. A combination of photolithography and a reactive ion etching technique was used to fabricate patterns on a Si substrate. It was found that the nanowire density of a Bi film grown on $100{\mu}m{\times}100{\mu}m$ pattern Si substrate increased over seven times higher than that of a Bi sample grown on a normal substrate. Our results show that density of nanowire can be enhanced by sidewall effect in optimized proper pattern sizes for the Bi nanowire growth.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.7-7
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• 2009

Lead telluride (PbTe) is a very promising thermoelectric material due to its narrow band gap (0.31 eV at 300 K), face-centered cubic structure and large average excitonic Bohr radius (46 nm) allowing for strong quantum confinement within a large range of size. In this work, we present the thermoelectric properties of individual single-crystalline PbTe nanowires grown by a vapor transport method. A combination of electron beam lithography and a lift-off process was utilized to fabricate inner micron-scaled Cr (5 nm)/Au (130 nm) electrodes of Rn (resistance of a near electrode), Rf (resistance of a far electrode) and a microheater connecting a PbTe nanowire on the grid of points. A plasma etching system was used to remove an oxide layer from the outer surface of the nanowires before the deposition of inner electrodes. The carrier concentration of the nanowire was estimated to be as high as $3.5{\times}10^{19}\;cm^{-3}$. The Seebeck coefficient of an individual PbTe nanowire with a radius of 68 nm was measured to be $S=-72{\mu}V/K$ at room temperature, which is about three times that of bulk PbTe at the same carrier concentration. Our results suggest that PbTe nanowires can be used for high-efficiency thermoelectric devices.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.304.2-304.2
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• 2014

Chalcogenides (Te,Se) and pnictogens(Bi,Sb) materials have been widely investigated as thermoelectric materials. Especially, Bi2Te3 (Bismuth telluride) compound thermoelectric materials in thin film and nanowires are known to have the highest thermoelectric figure of merit ZT at room temperature. Currently, the thermoelectric material research is mostly driven in two directions: (1) enhancing the Seebeck coefficient, electrical conductivity using quantum confinement effects and (2) decreasing thermal conductivity using phonon scattering effect. Herein we demonstrated influence of annealing temperature on structural and thermoelectrical properties of Bismuth-telluride-selenide ternary compound thin film. Te-rich Bismuth-telluride-selenide ternary compound thin film prepared co-deposited by thermal evaporation techniques. After annealing treatment, co-deposited thin film was transformed amorphous phase to Bi2Te3-Bi2Te2Se1 polycrystalline thin film. In the experiment, to investigate the structural and thermoelectric characteristics of Bi2Te3-i2Te2Se1 films, we measured Rutherford Backscattering spectrometry (RBS), X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, Scanning eletron microscopy (SEM), Transmission electron microscopy (TEM), Seebeck coefficient measurement and Hall measurement. After annealing treatment, electrical conductivity and Seebeck coefficient was increased by defect states dominated by selenium vacant sites. These charged selenium vacancies behave as electron donors, resulting in carrier concentration was increased. Moreover, Thermal conductivity was significantly decreased because phonon scattering was enhanced through the grain boundary in Bi2Te3-Bi2Te2Se1 polycrystalline compound. As a result, The enhancement of thermoelectric figure-of-merit could be obtained by optimal annealing treatment.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1998년도 제14회 학술발표회 논문개요집
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• pp.110-110
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• 1998

GaN는 직접천이형 에너지 캡을 가지며 In과 화합물을 형성할 경우 1.geV-3.4eV까지 다양한 에너지 캡을 가지므로 청색 발광소자 고출력소자 고온 전자소자둥 웅용성이 많 은 물절로서 각광을 받고 있다. 그러나 G랴‘에 적합한 기판이 없다는 문제점으로 인하여 F FET, LD와 같은 다양한 구조의 웅용에 제 약이 따랐다. 이에 본 연구에서는 RF(radio frequency) Plasma-Assisted MBE( molecular beam e epitaxy )를 이용하여 InxGaj xN/G암J 양자우물 구조를 성장하였다. 이렇게 성장된 I InxGaj xN 박막과 InxGaj xN/GaN 양자우물구조의 특성의 분석은 광학적 특성올 PL( p photoluminescence ) , 결 정 성 의 분석 은 XRD ( x-ray diffraction ), 표면 과 단변 의 계 변 특성은 SEM(scanning electron microscopy)을 이용하여 분석하였다. 저온 PL의 측정결 과 기판온도를 680$^{\circ}$C로 고정한 후 In cell의 온도를 650$^{\circ}$C에서 775$^{\circ}$C까지 증가함에 따라 I InxGaj xN에 관계된 피크위치가 약3이neV정도 red shift 함을 관찰할 수 있었다. 한편 I InxGaj xN/GaN 양자우물구조의 경우 PL피크가 3.2없eV로써 InxGaj- xN의 PL 피크에 비 해 에서 약 25me V 고에너지 이동이 관측되었으며 이것은 우불 내에서 에너지레벨의 c confinement효과에 의해 에너지의 변화에 의한 것엄올 확인하였으며, 양자우물 구조에서 우물의 두께를 줄임에 따라 변화 폭은 1이neV정도 고에너지 이동을 관찰할 수 있었다. X XRD 측정의 결과 In의 mole fraction에 따라 격자상수의 변화를 관찰하였으며, 결정 성의 변화를 피크의 세기로 관찰하였다 .. XRD로 판단한 In의 mole fraction은 0.2임을 알 았다 .. SEM 측정은 표변과 단면의 측정으로서 표연특성과 단면의 특성을 InxGaj xN, I InxGaj xN/GaN 양자우물 구조 모두 알아보았다. 측정 결과 InxGaj-xN의 성 장조건으로 기판온도가 낮아지면서 표면의 거칠기 정도가 증가하였으며,680$^{\circ}$C의 기판온도에서 성장 한 양자우물 구조에 있어서 매끄라운 표면올 얻올 수 있었다.