• 제목/요약/키워드: temperature photoluminescence spectrum

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SrCl2:Eu2+ 형광체의 광발광 및 광자극발광 특성 (Photostimulated Luminescence and Photoluminescence of SrCl2:Eu2+ Phosphors)

  • 도시홍;서효진;김영국;김도성;김성환;김찬중;이병화;김완;강희동
    • 센서학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.319-326
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    • 2002
  • 고상반응법으로 $SrCl_2:Eu^{2+}$ 형광체를 제작하고, 제작한 형광체의 광자극발광과 광발광 특성을 조사하였다. $SrCl_2:Eu^{2+}$ 형광체의 광발광 및 광자극발광은 $Eu^{2+}$$5d{\rightarrow}4f$ 천이에 기인되었으며, 355 nm의 광으로 여기시켰을 때 광자극발광과 광발광 스펙트럼의 파장범위는 모두 $380{\sim}440\;nm$이었고, 피이크 파장은 407 nm이었다. $SrCl_2:Eu^{2+}$ 형광체의 선량의존성은 $2.5\;mGy{\sim}200\;mGy$ 영역에서 우수한 선형성을 나타내었으며, 상온에서 광자극발광의 fading은 20분에 60%이었다.

Hot wall epitaxy(HWE)법에 의한 $AgGaSe_2$ 단결정 박막 성장과 열처리 효과 (Growth and effect of thermal annealing for $AgGaSe_2$ single crystal thin film by hot wall epitaxy)

  • 백승남;홍광준;김장복
    • 한국결정성장학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.189-197
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    • 2006
  • [$AgGaSe_2$] 단결정 박막을 수평 전기로에서 합성한 $AgGaSe_2$ 다결정을 증발원으로하여, hot wall epitaxy(HWE) 방법으로 증발원과 기판(반절연성-GaAs(100))의 온도를 각각 $630^{\circ}C,\;420^{\circ}C$로 고정하여 성장하였다. 이때 단결정 박막의 결정성은 광발광 스펙트럼과 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)으로 부터 구하였다. $AgGaSe_2$의 광흡수 스펙트럼으로부터 구한 온도에 의존하는 에너지 밴드갭 $E_g(T)$는 Varshni 공식에 fitting한 결과 $E_g(T)=1.9501eV-(8.79x10^{-4}eV/K)T^2(T+250K)$를 잘 만족하였다. 성장된 $AgGaSe_2$ 단결정 박막을 Ag, Ga, Se 분위기에서 각각 열처리하여 10K에서 photoluminescience(PL) spectrum을 측정하여 점 결함의 기원을 알아보았다. PL 측정으로 부터 얻어진 $V_{Ag},\;V_{Se},\;Ag_{int}$, 그리고 $Se_{int}$는 주개와 받개로 분류되어졌다. $AgGaSe_2$ 단결정 박막을 Ag 분위기에서 열처리하면 p형으로 변환됨을 알 수 있었다. 또한, Ga 분위기에서 열처리하면 열처리 이전의 PL 스펙트럼을 보이고 있어서, $AgGaSe_2$ 단결정 박막에서 Ga은 안정된 결합의 형태로 있기 때문에 자연 결함의 형성에는 관련이 없음을 알았다.

광발광 측정법에 의한 $AgGaS_2$ 단결정 박막의 점결함 연구 (Study on Point Defect for $AgGaS_2$ Single Crystal Thin film Obtained by Photoluminescience Measurement Method)

  • 홍광준;김경석
    • 비파괴검사학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.117-126
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    • 2005
  • [ $AgGaS_2$ ] 단결정 박막을 수평 전기로에서 합성한 $AgGaS_2$ 다결정을 증발원으로하여, hot wall epitaxy(HWE) 방법으로 증발원과 기판 (반절연성 -GaAs (100))의 온도를 각각 $590^{\circ}C,\;440^{\circ}C$로 고정하여 성장하였다. 이때 단결정 박막의 결정성은 광발광 스펙트럼과 이중결정 X-선 요동곡선 (DCRC)으로 부터 구하였다. $AgGaS_2$의 광흡수 스펙트럼으로부터 구한 온도에 의존하는 에너지 밴드갭 $E_g(T)$는 Varshni. 공식에 fitting한 결과 $E_g(T)=2.7284 eV-(8.695{\times}10^{-4}eV/K)T^2/T(T+332K)$를 잘 만족하였다. 성장된 $AgGaS_2$, 단결정 박막을 Ag, Ga, S분위기에서 각각 열처리하여 10K에서 photoluminescience(PL) spectrum을 측정하여 점 결함의 기원을 알아보았다. PL 측정으로부터 얻어진 $V_{Ag},\;V_s,\;Ag_{int}$, 그리고 $S_{int}$는 주개와 받개로 분류되어졌다. $AgGaS_2$ 단결정 박막을 Ag분위기에서 열처리하면 n형으로 변환됨을 알 수 있었다. 또한, Ca 분위기에서 열처리하면 열처리 이전의 PL스펙트럼을 보이고 있어서, $AgGaS_2$ 단결정 박막에서 Ga은 안정된 결합의 형태로 있기 때문에 자연 결함의 형성에는 관련이 없음을 알았다.

Hot Wall Epitaxy (HWE)에 의한 $CdGa_2Se_4$ 단결정 박막 성장과 특성 (Growth and Characterization of $CdGa_2Se_4$ Single Crystal Thin Films by Hot Wall Epitaxy)

  • 최승평;홍광준
    • 센서학회지
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    • 제10권6호
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    • pp.328-337
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    • 2001
  • 수평 전기로에서 $CdGa_2Se_4$ 다결정을 합성하여 HWE 방법으로 $CdGa_2Se_4$ 단결정 박막을 반절연성 GaAs(100) 위에 성장하였다. $CdGa_2Se_4$ 단결정 박막은 증발원과 기판의 온도를 각각 $630^{\circ}C$, $420^{\circ}C$로 성장하였다. 10K에서 측정한 광발광 exciton 스펙트럼과 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 반치폭(FWHM)을 분석하여 단결정 박막의 최적 성장 조건을 얻었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293K에서 각각 $8.27{\times}10^{17}/cm^3$, $345\;cm^2/V{\cdot}s$였다. 광전류 봉우리의 10K에서 단파장대의 가전자대 갈라짐(splitting)에 의해서 측정된 ${\Delta}Cr$ (crystal field splitting)은 106.5 meV, ${\Delta}So$ (spin orbit splitting)는 418.9 meV였다. 10K의 광발광 측정으로부터 고품질의 결정에서 볼 수 있는 free exciton 과 매우 강한 세기의 중성 주개 bound exciton등의 피크가 관찰되었다. 이때 중성 주개 bound exciton의 반치폭과 결합 에너지는 각각 8 meV와 13.7 meV였다. 또한 Haynes rule에 의해 구한 불순물의 활성화 에너지는 137 meV 였다.

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란탄계열 원소를 활성체로 첨가한 LiPO3 유리 섬광체의 제작과 섬광특성 (Fabrication and Scintillation Characteristics of LiPO3 glass scintillators with the lanthanides activators)

  • 황주호;정석준;신상원;최석호;수마로코프
    • 센서학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.139-148
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    • 2003
  • $LiPO_3$에 란탄계열의 원소를 활성체로 첨가하여 '$LiPO_3$:Lanthanides' 유리 섬광체를 제작하였다. 최적의 가열 조건에서 유리 섬광체를 제작하여 광발광(photoluminescence, PL) 특성을 분석하였다. 유리 섬광체의 투명도가 최적이 되는 온도 $950^{\circ}C$, 시간 90분의 조건에서 제작하였으며, 발광스펙트럼 측정 결과 란탄계열의 원소 중 Pr, Nd, Gd, Ho, Er, Tm, Yb, Lu은 고유의 발광 스펙트럼이 형성되지 않아 활성체로서의 적용이 불가능한 것으로 나타났다. $Eu^{2+}$$Eu^{3+}$의 중심파장은 각각 420 nm, 620 nm이였고, $Ce^{3+}$는 약 380 nm. $Tb^{3+}$는 약 550 nm 이였다. $Bi^{3+}$, $Eu^{2+}$, $Ce^{3+}$를 첨가한 $LiPO_3$ 유리 섬광체에 광전증배관을 결합하여 섬광검출기를 구성하여. Ra-Be 중성자 선원을 이용한 중성자 검출실험을 진행한 결과 $Ce^{3+}$를 첨가한 $LiPO_3$ 유리섬광체가 가장 좋은 효율을 보여주었다.

광전류 측정으로부터 얻어진 $CdGa_2Se_4$ 에피레이어의 결정장 갈라짐에 대한 에너지 (Crystal field splitting energy for $CdGa_2Se_4$ epilayers obtained by photocurrent measurement)

  • 홍광준
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.144-145
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    • 2009
  • Single crystal $CdGa_2Se_4$ layers were grown on a thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate at $420^{\circ}C$ with the hot wall epitaxy (HWE) system by evaporating the poly crystal source of $CdGa_2Se_4$ at $630\;^{\circ}C$. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of single crystal $CdGa_2Se_4$ thin films measured with Hall effect by van der Pauw method are $8.27\;\times\;10^{17}\;cm^{-3}$, $345\;cm^2/V{\cdot}s$ at 293 K, respectively. The photocurrent and the absorption spectra of $CdGa_2Se_4$/SI(Semi-Insulated) GaAs(100) are measured ranging from 293 K to 10K. The temperature dependence of the energy band gap of the $CdGa_2Se_4$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g$(T) = 2.6400 eV - ($7.721\;{\times}\;10^{-4}\;eV/K)T^2$/(T + 399 K). Using the photocurrent spectra and the Hopfield quasi cubic model, the crystal field energy(${\Delta}cr$) and the spin-orbit splitting energy(${\Delta}so$) for the valence band of the $CdGa_2Se_4$ have been estimated to be 106.5 meV and 418.9 meV at 10 K, respectively. The three photocurrent peaks observed at 10 K are ascribed to the $A_1$-, $B_1$-, and $C_{11}$-exciton peaks.

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Hot - wall epitaxy 방법으로 성장한 ZnSe 박막의 열처리 효과 (Annealing effects of ZnSe epilayer grown by hot-well epiraxy method)

  • 정태수;김택성
    • 한국결정성장학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.96-99
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    • 2000
  • 우리는 hot-well epiraxy 방법으로 성장된 ZnSe 박막의 광발광 측정을 10 K에서 실행하였다. as-grown 박막은 upper polartion과 lower polarition으로 분리된 중성 도너(donor) bound exciton $I_2$($D^{\circ}$,X)가 아주 우세하게 관측되었고 Se분위기 열처리 결과 $I_2$기원이 Se-vacancy에 관련이 있음을 알았다. 또 중성 억셉터(acceptor) bound exciton $I_1$$^d$발광이 관측되었다. 그런데 ZnSe는 self-compensated에 의해 p-type 반전이 어렵다. 우리는 Se 분위기 열처리로부터 $I_1$$^d$ 봉우리가 아주 우세함을 보였다. 이것은 열처리한 ZnSe 박막에 억셉터가 풍부하게 존재한다는 것을 의미하며 결과적으로 광학적인 p-type 반전을 분명하게 관측 할 수 있었다. 또한 엑셉터 불순물의 결합 에너지는 268meV이였다. 장파장대에서 SA 발광은 Se 분위기 열처리 후 사라진 것으로 보아 Se-vacancy와 관련이 있는 것으로 고찰되었다.

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$CuAlSe_2$ 단결정 박막의 성장과 광전류 특성 (Growth and Photocurrent Properties for $CuAlSe_2$ Single Crystal Thin film)

  • 홍광준;백승남
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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    • pp.226-229
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    • 2004
  • A stoichiometric mixture of evaporating materials for $CuAlSe_2$ single crystal thin films was prepared from horizontal electric furnace. To obtain the single crystal thin films, $CuAlSe_2$ mixed crystal was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the hot wall epitaxy (HWE) system. The source and substrate temperatures were $680^{\circ}C$ and $410^{\circ}C$, respectively. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of $CuAlSe_2$ single crystal thin films measured with Hall effect by van der Pauw method are $9.24{\times}10^{16}\;cm^{-3}$ and $295\;cm^2/V{\cdot}s$ at 293 K, respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the $CuAlSe_2$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)\;=\;2.8382\;eV\;-\;(8.68{\times}10^{-4}\;eV/K)T^2/(T+155K)$. The crystal field and the spin-orbit splitting energies for the valence band of the $CuAlSe_2$ have been estimated to be 0.2026 eV and 0.2165 eV at 10K, respectively, by means of the photocurrent spectra and the Hopfield quasicubic model. These results indicate that the splitting of the ${\Delta}so$ definitely exists in the ${\Gamma}_5$ states of the valence band of the $CuAlSe_2$. The three photocurrent peaks observed at 10K are ascribed to the $A_1-$, $B_1-$, and $C_1$-exciton peaks for n = 1.

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Hot Wall Epitaxy(HWE)법에 의한 $v_2$ 단결정 박막의 성장과 광전류 특성 (Photocurrent Properties and Growth of $CuAlSe_2$ Single Crystal Thin Film by Hot Wall Epitaxy)

  • 유상하;홍광준
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
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    • pp.282-285
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    • 2003
  • Single crystal $CuAlSe_2$ layers were grown on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate at $410\;^{\circ}C$ with hot wall epitaxy (HWE) system by evaporating $CuAlSe_2$ source at $680\;^{\circ}C$. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of single crystal $CuAlSe_2$ thin films measured with Hall effect by van der Pauw method are $9.24{\times}10^{16}\;cm^{-3}\;and\;295\;cm^2/V{\cdot}s$ at 293 K, respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the $CuAlSe_2$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)\;=\;2.8382\;eV\;-\;(8.68\;{\times}\;10^{-4}eV/K)T^2/(T\;+\;155\;K)$. The crystal field and the spin-orbit splitting energies for the valence band of the $CuAlSe_2$ have been estimated to be 0.2026 eV and 0.2165 eV at 10 K, respectively, by means of the photocurrent spectra and the Hopfield quasicubic model. These results indicate that the splitting of the $\Delta$so definitely exists in the ${\Gamma}_5$ states of the valence band of the $CuAlSe_2$. The three photocurrent peaks observed at 10 K are ascribed to the $A_1-$, $B_1-$, and $C_1$-exciton peaks for n = 1.

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Hot Wall Epitaxy(HWE)법에 의한 AgGaSe2 단결정 박막 성장과 가전자대 갈라짐에 대한 광전류 연구 (Growth and study on photocurrent of valence band splitting for AgGaSe2 single crystal thin film by hot wall epitaxy)

  • 이관교;홍광준
    • 센서학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.397-405
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    • 2006
  • Single crystal $AgGaSe_{2}$ layers were grown on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate at $420^{\circ}C$ with hot wall epitaxy (HWE) system by evaporating $AgGaSe_{2}$ source at $630^{\circ}C$. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of single crystal $AgGaSe_{2}$ thin films measured with Hall effect by van der Pauw method are $4.05{\times}10^{16}/cm^{3}$, $139cm^{2}/V{\cdot}s$ at 293 K, respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the $AgGaSe_{2}$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_{g}(T)$=1.9501 eV-($8.79{\times}10^{-4}{\;}eV/K)T^{2}$/(T+250 K). The crystal field and the spin-orbit splitting energies for the valence band of the $AgGaSe_{2}$ have been estimated to be 0.3132 eV and 0.3725 eV at 10 K, respectively, by means of the photocurrent spectra and the Hopfield quasicubic model. These results indicate that the splitting of the ${\Delta}So$ definitely exists in the ${\Gamma}_{5}$ states of the valence band of the $AgGaSe_{2}$. The three photocurrent peaks observed at 10 K are ascribed to the $A_{1}-$, $B_{1}-$, and $C_{1}-$exciton peaks for n=1.