본 연구에서는 1.1 eV의 에너지대역을 흡수할 수 있는 InAs 양자점구조와 1.3 eV의 에너지 대역을 흡수 할 수 있는 InGaAs 양자우물구조를 이용한 텐덤형 태양전지의 구조를 1D poisson을 이용해 설계하고, 분자선 에피택시 장비를 이용하여 각각 5, 10, 15층씩 쌓은 양자점 및 양자우물구조를 삽입하여 p-n접합을 성장하였다. Photoluminescence (PL) 측정을 이용한 광학적특성 평가에서 양자점 5층 및 양자우물 10층을 삽입한 구조의 PL 피크가 가장 높은 상대발광강도를 나타냈으며, 각각 1.1 eV 및 1.3 eV에서 57.6 meV 및 12.37 meV의 Full Width at Half Maximum을 나타내었다. 양자점의 밀도 및 크기는 Reflection High-Energy Electron Diffraction system과 Atomic Force Microscope를 이용해 분석하였다. 그리고 GaAs/AlGaAs층을 이용한 터널접합에서는 I-V 측정을 통하여 GaAs층의 두께(20, 30, 50 nm)에 따른 터널링 효과를 평가하였다. GaAs 층의 두께가 30 nm 및 50 nm의 터널접합에서는 backward diode 특성을 나타낸 반면, 20 nm GaAs층의 GaAs/AlGaAs 터널접합에서는 다이오드 특성 곡선을 확인하였다.
A reflection type 16x8 S-SEED array from LP(Low Pressure)-MODVD-grown GaAs/AlGaAs extremely shallow quantum well(ESQW) structures, with 4% Al fraction, has been fabricated. Its intrinsic region consists of 50 pairs of alternating 100.angs. GaAs and 100.angs. $Al_{0.04}$Ga$_{0.96}$As layers. A multilayer reflector stack of $Al_{0.04}$/Ga$_{0.96}$ As(599$\AA$)/AlAs(723$\AA$) was incorporated for the reflection plane below the p-i-n structures. The device processing after the MOCVD growth includes the mesa etching, isolation etching, insulator deposition, p & n metallization, and AR(Anti-Reflection) coating. For switching characteristics of the S-SEED in the form of p-i-n ESQW diode, the maximum optical negative resistance was observed at 856nm. Reflectance measurements showed a change from 15.6% to 43.3% for +0.9V to -6V bias. The maximum contrast ration of the S-SEED array was 2.0 and all the 128 devices showed optical bistability with contrast ratios over 2.4 at 5V reverse bias.
We investigate Landau level spectra of twisted bilayer graphene under a perpendicular magnetic field, showing that the layers provide rich electronic structure depending on misoriented angle. New types of excitations with Landau level sequences due to the reflection of interlayer coupling level are matter of interest in the present work. We calculate the electronic structure of bilayer systems with a relative small angle rotation of the two graphene layers. Calculated Landau level spectra for twisted bilayer graphene using a continuum formulation are in good agreement with existing experimental and theoretical studies. Twist angle dependent numerical simulations provide significant insights for the nature of the Landau level spectra in bilayer graphene, combining signals from both massive and massless Dirac fermions. We finally discuss the influence of the graphene layers in the experimental sample that related to the magneto-transport measurements including quantum Hall conductance.
나노 규모의 1차원 양자 구조물을 이용한 전자선 차폐 가능성에 관한 이론적 배경과 한계를 정리한다. 나노 구조물을 이용한 전자선 차폐는 차폐재의 경량화와 소형화에 크게 기여할 것으로 예상되나, 실용화를 위해서는 아직 연구되어야 할 분야가 많다. 임의의 1차원 포텐셜 장벽을 대상으로 양자투과계수 계산을 실행하여, 나노 구조물의 전자선 차폐와 관련된 문제점들을 살펴본다.
양자화학 (quantum chemistry)을 처음 접했을 때, 이전까지의 고전역학 (classical mechanics)에 익숙한 대다수의 학생들은 양자화학을 받아들이는 데 어려움을 겪는다. 모형계에 양자역학 (quantum mechanics)을 직접 적용하여 봄으로써 생소한 양자 개념에 대한 이해를 도울 수 있다. 본 논문에서는 양자동역학 (quantum dynamics)을 수치적으로 구현하는 계산 프로그램을 모형계에 적용하여 양자 개념을 설명할 수 있는 몇 가지 예를 보이고자 한다. 1 차원 시간의존 슈뢰딩거 방정식 (1-D time-dependent $Schr{\ddot{o}}dinger$ equation)의 해를 얻어 양자동역학을 구현하였으며, 그에 해당하는 고전동역학은 뉴턴 방정식 (Newton's equation)의 해로 얻어졌다. 조화 진동자 퍼텐셜 (harmonic oscillator potential), 모스 진동자 퍼텐셜 (Morse oscillator potential), 이중 우물 퍼텐셜 (double-well potential), 네모 퍼텐셜 장벽 (rectangular potential barrier), 그리고 에카트 퍼텐셜 (Eckart potential)에 대한 계산을 수행하였다. 두 가지 동역학을 비교하기 위하여 계산 결과의 시각화 (visualization)를 이용하고 동역학 특성의 차이를 비교하는 차별화 (differentiation)를 강조한다. 영점에너지 (zero-point energy), 위상어긋남 (dephasing), 터널링 (tunneling), 그리고 반사 (reflection) 현상과 같은 양자동역학의 특징을 고전동역학과 비교함으로써 직관적인 이해를 도울 수 있었다. 이러한 결과는 양자화학에 입문하는 학생들을 대상으로 쓰일 수 있는 효율적인 강의 모델을 제시할 것으로 기대한다.
본 논문에서는 InGaAs/InAlAs 다중 양자우물을 이용한 두가지 타입의 비대칭 Fabry-Perot 전광 스위치에 대한 해석을 시도하였다. 전광 스위치의 동작을 해석하기 위해서 먼저 양자우물의 광 흡수계수와 굴절율의 변화 특성을 계산하였다. 양자우물의 비선형성 해석 결과를 토대로 전광 수위치의 ON/OFF 비와 스위칭 속도를 비교하였다. 시뮬레이션 결과로부터, DBR을 이용한 구조의 전광 수위치는 DBR이 없는 형태의 전광 수위치보다 ON/OFF 비를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 스위칭 시간도 단축시킬 수 있음을 알 수 있었다.
In the present work, we have developed the simulator to optimize the process conditions of the AR(antireflection) and HR(high-reflection) coatings for the high power laser diode. The simulator can run on the PC. After making the simple optical model, we establish the Maxwell equations for the model by the operator conversion. By using the Mathematica, we derive a matrix for the multilayer system by applying the equations to the model and optimize the AR and HR coating process conditions by obtaining the reflection rate from the matrix. We also prove the validity of the simulator by comparing the simulation with the characteristics of the laser diode which is AR and HR coated according to the optimized conditions.
The amplification method using evanescent wave coupling has a long history and has been widely used as a new lasing method, especially, in the waveguide optics$^{(1)}$ . In particular, it has been observed experimentally that when the light wave propagating in a dielectric medium is totally reflected at the planar interface between the dielectric and a pumped active medium, the reflectance may be greater than unity, i.e., amplification is possible$^{(2)}$ . There were several attempts by other authors to explain this enhanced internal reflection (EIR) classically$^{(3)}$ . They commonly introduced a complex refractive index for the active medium with its imaginary part being negative, and this scheme was also used to describe an amplification process in a waveguide having active-cladding region$^{(4)}$ . However these theories are phenomenological, using macroscopic constants, and therefore a microscopic theory is needed to understand EIR in a fundamental level. (omitted)
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제17권4호
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pp.483-491
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2017
The interdigitated germanium (Ge) meta-lsemiconductor-metal (MSM) photodetectors (PDs) with and without an $SiO_2$ anti-reflection (AR) layer was fabricated, and the effect of $SiO_2$ AR layer on their optoelectronic response properties were investigated in detail. The lowest reflectance of 15.6% at the wavelength of 1550 nm was obtained with a $SiO_2$ AR layer with a thickness of 260 nm, which was in a good agreement with theoretically calculated film thickness for minimizing the reflection of Ge surface. The Ge MSM PD with 260 nm-thick $SiO_2$ AR layer exhibited enhanced device performance with the maximum values of responsivity of 0.65 A/W, the quantum efficiency of 52.2%, and the detectivity of $2.49{\times}10^9cm\;Hz^{0.5}W^{-1}$ under the light illumination with a wavelength of 1550 nm. Moreover, time-dependent switching analysis of Ge MSM PD with 260 nm- thick $SiO_2$ AR layer showed highest on/off ratio with excellent stability and reproducibility. All this investigation implies that 260 nm-thick $SiO_2$ AR layer, which is effective in the reduction in the reflection of Ge surface, has a great potential for Ge based optoelectronic devices.
분자선 에피택시 방법을 이용하여 GaAs 기판 위에 GaAs 및 AlGaAs 에피층을 성장하면서 성장 멈춤 효과를 연구하였다. 성장 멈춤 시간에 따른 에피층 성장 과정은 반사 고에너지 전자회절로 측정하였다. 성장 멈춤 시간은 0, 15, 30, 60초로 하였다. 그리고 성장 멈춤 시간을 달리하여 GaAs/$Al_{0.3}Ga_{0.7}As$ 다양자우물을 성장한 후 양자우물의 특성을 조사하였다. 반사 고에너지 전자회절의 강도 진동은 성장 멈춤 시간에 영향을 받고 있었다. 그리고 양자우물의 광특성도 성장 멈춤 시간에 의존하고 있었다. 성장 멈춤 시간이 30초일 때 우물과 장벽층 사이에 급준한 계면을 가지는 에피층을 얻을 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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