Journal of Sensor Science and Technology (센서학회지)

The Korean Sensors Society (한국센서학회)
권호 표지

The Structural and Optical Properties of ZnO : $Al_{2}O_{3}$ Compound by Reaction Sintering

Reaction Sintering에 의한 ZnO : $Al_{2}O_{3}$ 합성물의 구조 및 광학적 특성

  • 강병모 (전남대학교 공과대학 전자공학과) ;
  • 박계춘 (목표대학교 공과대학 전기공학과) ;
  • 유용택 (전남대학교 공과대학 전자공학과)
  • Published : 1998.05.30
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Abstract

2nO and $Al_{2}O_{3}$ powder were weighed in 1 : 1 mole ratio and ball-milled in ethanol for 3 h. Dried mixture were pressed and then sintered at $900^{\circ}C{\sim}1200^{\circ}C$ for 3 h in vacuum($3{\times}10^{-5}$ Torr). According to XRD, remnant ZnO and $Al_{2}O_{3}$ not converted to $ZnAl_{2}O_{4}$ were observed up to $1100^{\circ}C$, which were completely changed to$ZnAl_{2}O_{4}$ ternary compound at $1200^{\circ}C$. Optical bandgap is calculated at 4.75 eV. With increasing sintering temperature, PL spectrums shifted to shorter wavelengths and are appeared 430nm at $1200^{\circ}C$.

ZnO 분말과 $Al_{2}O_{3}$ 분말을 1 : 1의 mole 비로 ball milling 시킨 후, 압착하여 펠렛을 제작하였다. 소성시 분위기를 진공으로 유지하기 위하여 각각 $3{\times}10^{-5}$ Torr의 진공도로 석영관에 봉입한 다음 $900^{\circ}C{\sim}1200^{\circ}C$로 소성하였다. 실험결과, $900^{\circ}C{\sim}1100^{\circ}C$까지는 ZnO, $Al_{2}O_{3}$ 및 $ZnAl_{2}O_{4}$의 혼합구조를 보이다가 $1200^{\circ}C$에서 (311), (220)면등의 주된 피크를 갖는 다결정으로 성장하여 $ZnAl_{2}O_{4}$ 삼원화합물의 구조가 확인되었고, 전자현미경촬영에 의해 화합물의 결정화된 입자들이 관찰되었다. 광흡수측정에 의해 에너지 밴드갭은 약 4.53 eV로 계산되었으며, PL 스펙트럼은 소결온도의 상승에 따라 단파장영역으로 이동하여, $1200^{\circ}C$에서 430nm부근에서 발광피크를 보였다.

Keywords