JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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v.6
no.3
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pp.131-135
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2006
High electron mobility transistors with InAs channels and antimonide barriers were grown on Si and GaAs substrates by means of molecular beam epitaxy. While direct growth of Sb materials on Si substrate generates disordered and coalescences 3-D growth, smooth and mirror-like 2D growth can be repeatedly obtained by inserting AlSb QD layers between them. Room-temperature electron mobilities of over 10,000 $cm^2/V-s$ and 20,000 $cm^2/v-s$ can be routinely obtained on Si and GaAs substrates, respectively, after optimizing the buffer structure as well as maintaining InSb-like interface.
Park, Mun-Ho;Im, Ju-Yeong;Park, Seong-Jun;Song, Jin-Dong;Choe, Won-Jun
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2011.02a
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pp.156-156
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2011
InAs와 InGaAs 양자점(Quantum Dot: QD)을 이용한 광대역 초발광 다이오드(Superluminescent Diode: SLD) 시료가 분자선증착법(Molecular Beam Epitaxy)을 이용하여 성장되었다. 광대역 파장대 출력을 얻기 위해 각기 다른 종류의 양자점과 다른 크기의 양자점을 적층하였다. 시료는 광발광(Photoluminescence: PL) 측정과 전계발광(Electroluminescence: EL) 측정을 통해 분석 되었으며, PL 측정결과 1222 nm와 1321 nm 파장에서 최대치(peak)를 나타냈으며 EL 측정결과 900mA 전류 주입시 131 nm의 반치폭(Full Width at Half Maximum: FWHM)을 얻었다.
To improve the color gamut of a liquid-crystal display (LCD), we propose a bandpass filter that is added to the backlight unit to optimize the backlight spectrum. The bandpass filter can only transmit red, green and blue light in the visible range, while reflecting the unwanted light. We study the optical properties of the bandpass filter using the transfer-matrix method, and the effect of the bandpass filter on the color gamuts of LCDs is also investigated. When a bandpass filter based on a 5-layer configuration comprising low and high refractive indices ((HL)2H) is used in phosphor-converted white-light-emitting diode (pc-WLED), K2SiF6:Mn4+ (KSF-LED), and quantum-dot (QD) backlights, the color gamuts of the LCDs improve from 72% to 95.3% of NTSC, from 92% to 106.7% of NTSC, and from 104.3% to 112.2% of NTSC respectively. When the incident angle of light increases to 30°, the color gamuts of LCDs with pc-WLED and KSF-LED backlights decrease by 2.9% and 1% respectively. For the QD backlight, the color gamut almost does not change. When the (HL)2H structure is coated on the diffusion film, the color gamut can be improved to 92.6% of NTSC (pc-WLED), 105.6% of NTSC (KSF-LED), and 111.9% of NTSC (QD). The diffusion film has no obvious effect on the color gamut. The results have an important potential application in wide-color-gamut LCDs.
Interest and demand for hydrogen sensors are increasing in the field of H2 leakage detection during storage/transport/use and detection of H2 dissolved in transformer oil for safety issues as well as in the field of breath analysis for non-invasively diagnosing a number of disease states for a healthy life. In this study, various ZnO-based sensors were synthesized by controlling the reduction in crystallite size, decoration of Pt nanoparticles, doping of electron donating atoms, and doping of various atoms with different ionic radii. The sensing response of the various prepared ZnO-based nanoparticles and quantum dots (QDs) for 10 ppm H2 was investigated. Among the samples, the smallest-sized (3.5 nm) In3+-doped ZnO QDs showed the best sensing response, which is superior to those in previously reported hydrogen sensors based on semiconducting metal oxides. The higher sensing response of In-doped ZnO QDs is attributed to the synergic effects of the increased number of oxygen vacancies, higher optical band gap, and larger specific surface area.
Compared with organic fluorophores, semiconductor quantum dots (QDs) have the better properties such as photostability, narrow emission spectra coupled to tunable photoluminescent emissions and exceptional resistance to both photo bleaching and chemical degradation. In this work, CdSe/ZnS QDs nanobeads were prepared by the incorporation of CdSe/ZnS QDs with mesoporous silica to use as the optical probe for detecting toxic and bio- materials with high sensitivity, CdSe/ZnS core/shell QDs were synthesized from the precursors such as CdO and zinc stearate with the lower toxicity than pyrotic precursors. The QD-nanobeads were characterized by transmission electron microscopy, FL microscopy, UV-Vis and PL spectroscopy, respectively.
We describe the importance of zinc oxide nanoparticle (ZnO NP) concentration in the enhancement of electrical properties in a lead sulfide quantum dot (PbS QD)-based shortwave infrared (SWIR) photodetector. ZnO NPs were synthesized using the sol-gel method. The concentration of the ZnO NPs was controlled as 20, 30 and 40 mg/mL in this study. Note that the ZnO NPs layer is commonly used as an electron transport layer in PbS QDs SWIR photodetectors. The photo-to-dark ratio, which is an important parameter of a photodetector, was intensively examined to evaluate the electrical performance. The 20 mg/mL condition of ZnO NPs exhibited the highest photo-to-dark ratio value of 5 at -1 V, compared with 1.8 and 0.4 for 30 mg/mL and 40 mg/mL, respectively. This resulted because the electron mobility decreased when the concentration of ZnO NPs was higher than the optimized value. Based on our results, the concentration of ZnO NPs was observed to play an important role in the electrical performance of the PbS QDs SWIR photodetector.
Kim, Yerin;Choi, Yu Rim;Kim, Bong-Geun;Na, Hyon Bin
Applied Chemistry for Engineering
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v.33
no.5
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pp.451-458
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2022
Semiconductor quantum dots (QDs) are optical probes with excellent fluorescence properties. Therefore, they have been applied to various bio-medical imaging techniques and biosensors. Due to the unique optical characteristics of wide absorption and narrow fluorescence energy bands, multiple types of signals can be generated by the combination of fluorescence wavelengths from different QDs, which enables the simultaneous detection of more than two biomarkers. In this review, the advantages and applications of QDs and QD nanobeads (QBs) in multiple biomarker assays were described, and new developments or improvements in multiplexed biomarker detection techniques were summarized. In particular, recent reports were summarized, focusing on the design strategies in immunoassay construction and signal transducing materials for fluorescence-linked immunosorbent assays using QDs and immunochromatographic assays using QBs. New detection platforms will be developed for early diagnosis of diseases and other fields if multiplexed detection technologies of excellent accuracy and sensitivity are combined with artificial intelligence algorithms.
Park, Young-Bin;Kim, Shin-Ho;Ha, Rin;Lee, Hyun-Ju;Lee, Jung-Chul;Bae, Jong-Seong;Kim, Yang-Do
Korean Journal of Materials Research
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v.20
no.11
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pp.586-591
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2010
Solar cells have been more intensely studied as part of the effort to find alternatives to fossil fuels as power sources. The progression of the first two generations of solar cells has seen a sacrifice of higher efficiency for more economic use of materials. The use of a single junction makes both these types of cells lose power in two major ways: by the non-absorption of incident light of energy below the band gap; and by the dissipation by heat loss of light energy in excess of the band gap. Therefore, multi junction solar cells have been proposed as a solution to this problem. However, the $1^{st}$ and $2^{nd}$ generation solar cells have efficiency limits because a photon makes just one electron-hole pair. Fabrication of all-silicon tandem cells using an Si quantum dot superlattice structure (QD SLS) is one possible suggestion. In this study, an $SiO_x$ matrix system was investigated and analyzed for potential use as an all-silicon multi-junction solar cell. Si quantum dots with a super lattice structure (Si QD SLS) were prepared by alternating deposition of Si rich oxide (SRO; $SiO_x$ (x = 0.8, 1.12)) and $SiO_2$ layers using RF magnetron co-sputtering and subsequent annealing at temperatures between 800 and $1,100^{\circ}C$ under nitrogen ambient. Annealing temperatures and times affected the formation of Si QDs in the SRO film. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) spectra and x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) revealed that nanocrystalline Si QDs started to precipitate after annealing at $1,100^{\circ}C$ for one hour. Transmission electron microscopy (TEM) images clearly showed SRO/$SiO_2$ SLS and Si QDs formation in each 4, 6, and 8 nm SRO layer after annealing at $1,100^{\circ}C$ for two hours. The systematic investigation of precipitation behavior of Si QDs in $SiO_2$ matrices is presented.
Ha, Jae-Du;Hwang, Jeong-U;Gang, Sang-U;No, Sam-Gyu;Lee, Sang-Jun;Kim, Jong-Su;Krishna, Sanjay;Urbas, Augustine;Ku, Zahyun
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2013.02a
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pp.334-334
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2013
In the past decade, the infrared detectors based on intersubband transition in quantum dots (QDs) have attracted much attention due to lower dark currents and increased lifetimes, which are in turn due a three-dimensional confinement and a reduction of scattering, respectively. In parallel, focal plane array development for infrared imaging has proceeded from the first to third generations (linear arrays, 2D arrays for staring systems, and large format with enhanced capabilities, respectively). For a step further towards the next generation of FPAs, it is envisioned that a two-dimensional metal hole array (2D-MHA) structures will improve the FPA structure by enhancing the coupling to photodetectors via local field engineering, and will enable wavelength filtering. In regard to the improved performance at certain wavelengths, it is worth pointing out the structural difference between previous 2D-MHA integrated front-illuminated single pixel devices and back-illuminated devices. Apart from the pixel linear dimension, it is a distinct difference that there is a metal cladding (composed of a number of metals for ohmic contact and the read-out integrated circuit hybridization) in the FPA between the heavily doped gallium arsenide used as the contact layer and the ROIC; on the contrary, the front-illuminated single pixel device consists of two heavily doped contact layers separated by the QD-absorber on a semi-infinite GaAs substrate. This paper is focused on analyzing the impact of a two dimensional metal hole array structure integrated to the back-illuminated quantum dots-in-a-well (DWELL) infrared photodetectors. The metal hole array consisting of subwavelength-circular holes penetrating gold layer (2DAu-CHA) provides the enhanced responsivity of DWELL infrared photodetector at certain wavelengths. The performance of 2D-Au-CHA is investigated by calculating the absorption of active layer in the DWELL structure using a finite integration technique. Simulation results show the enhanced electric fields (thereby increasing the absorption in the active layer) resulting from a surface plasmon, a guided mode, and Fabry-Perot resonances. Simulation method accomplished in this paper provides a generalized approach to optimize the design of any type of couplers integrated to infrared photodetectors.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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