한국재료학회:학술대회논문집 (Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference) (Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference)
한국재료학회 (Materials Research Society of Korea)
- 반년간
한국재료학회 1994년도 추계 학술발표 강연 및 논문 개요집
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;The electronic state calculations for various types of ceramic materials have beell performed by the use of
$DV-X\;{\alpha}$ cluster method. The molecular orbital levels and wave functions for model clusters have been computed to study the electronic properties ami chemical bonding of the ceramics. For${\beta}-sialon(Si_{6-z}Al_zO_zN_{8-z})$ which is a high temperature structural material based on${\beta}-Si_3N_4$ , we have made model cluster calculations to estimate the strength of chemical bonding between atoms by the Mulliken population analysis. It is found that the covalent bonding between Si and N atoms is very strong in pure${\beta}-Si_3N_4$ , but the covalency around solute atom is considerably weakened when Si atom is substituted by AI. This tendency is enhanced by an additional substitution of oxygen atom for N. The result calculated can well explain the experimental data of changes in mechanical properties such as the reductions of Young's modulus and Vickers hardness with increment of z-value in${\beta}-sialon$ . Various model clusters for transition metal oxides which show many interesting physical and chemical properties have also been calculated. High-valent perovskite-type iron oxidesEMFe0_3E (M=Ca and Sr) possess very interesting magnetic and chemical properties. In these oxides, iron exists as$Fe^{4+}$ state, but the experimental measurement of Mossba~er effect suggests that disproportionation$2Fe^{4+}=Fe^{3+}+Fe^{5+}$ takes place for$CaFe0_3$ at low temperatures. The model cluster calculations for these compounds indicated the existence of considerably strong covalent bonding of Fe-O. The calculations of hyperfine interaction at iron neucleus show very good agreement with the experimental Mossbauer measurements. The result calculated also implies that the disproportionation reaction is strongly possible by assuming the quenching of breathing phonon mode at low temperatures.tures. -
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A systematic study on isoelectronic impurities in thin-film eletroluminescent devices (TFELD) has been made on the basis of the experimental analysis aimed at a survey for the blue-emitting materials. Codoping effects of isoelectronic impurities, such as oxygen(O), tellurium(Te), and lithium(Li), on the emissive characteristics of ZnS:Ce
$^{3+}$ and ZnS:Tm$^{3+}$ TFELD have been investigated by means of the X-ray diffraction studies, the Auger electron spectroscopy, the cathodoluminescent spectra, and the electroluminescent spectra. Experiment results reveal that oxygen codoping gives rise to an increase of the luminance, due to a suppression of the nonradiative energy transfer via sulfur vacancies Te codoping in ZnS:Ce$^{3+}$ TFELD result in a large change in the crystal field around Ce$^{3+}$ ions. Li codoping in ZnS:Tm$^{3+}$ TFELD causes the luminance to increase slightly, due to a lowering in the symmetry of Tm$^{3+}$ ions. Likewise, the experimental results suggest strongly that an Auger-type enegy loss via lattece defects such an sulfur vacancies acts as a non-emissive in TFELD.ve in TFELD. -
히토류 불화물인 SmF
$_3$ , PrF$_3$ , 및 TbF$_3$ 를 ZnS 모체에 첨가한 박막 EL소자를 Fig.1과 같이 제작하고 발광중심의 농도변화, 열철, 증착시의 기판온도, 증착되는 막의 두께 등의 조건을 변화시켜서 각 조건에 의존하는 소자의 특성을 X-선회절분석과 분광 스펙트럼 분석으르 바탕으로 해석했다. 광학적 스펙트럼은 발광중심과 모체에 의존하며 기판온도의 변화는 발광층의 결정성 향상에 기여한다는 것을 알았다. 기판 온도의 변화에 의한 막의 결정성 향상과 열처리에 의한 발광중신의 모체내 열확산에 따른 재결정화나 비 방사성이완(non-radiative relaxation)을 일으키는 격자결함의 감소는 EL소자의 발광층내 전도전자에 영향을 미쳐 휘도와 효율의 개선이 이루어짐을 알았다. 소자의 발광층에 흐르는 전도전류와 이동전하량을 각각 Chen-Krupka회로와 Sawyer-Tower회로로 측정했다 -
박막 EL소자의 투명전극으로 제작된 ITO막의 전기적, 광학적 특성을 조사하였다. Plama CVD방법으로 제작된 ITO막은 증착시 산소결핍으로 인한 비 다량결합(non-stochiometry) 에 의해 In이 석출되어 흑화현상이 일어나 전기전도도와 광투과율을 향상을 위해 산소분위기에서 30
$0^{\circ}C$ 로 4분간 열처리를 행하였다. 한편 ITO막의 비저항$\rho$ 와 광투과율 T를 Van der pauw법과 단색 분광계로 각각 측정하였다. 그 결과 상온에서 10-15$\Omega$ /$\square$ 의 면저항과 400-1000nm의 파장영역에서 85-95%의 광투과율을 가져 박막 EL소자의 투명전극 조건을 만족하였다. 열처리에 대학 ITO막의 구조적 특성을 알아보기 위해 X-선회절장치(JEOL.JDX-8030)로 조사하였다. Fig.1은 X-선 회절 패턴을 나타낸다. 열처리후 ITO막은 상대적으로 최대 강도(peak intensity) 가 증가함으로써 열처리에 의해 결정성 향상이되었음을 알수 있다. Fig.2는 파장에 따른 ITO막의 광투과도를 나타낸다. -
Wide gap 반도체 중 하나인 GaN 에너지갭이 실온에서 3.4eV 이고 직접천이형 에너지대 구조를 가지므로 청색 및 자외영역의 파장을 발광하는 발광다이오드와 바도체 레이저 다이오드의 제작에유용한 재료이다. GaN계 III족 질화물반도체가 다파장용 광원으로서 유망함을 보인 것은 1970년대 초방의기초적 연구이다. 이로부터 약 25년이 경고한 현재 청색발광다이오드가 실용화당계에 이르게 되었지만 아직까지 전류주입에 의한 레이저발진은 보고되고있지 않다. 이 논문에서는 ALGaN/GaN이중이종접합(DH) 구조의 광여기에 의한 유도방출과 광학적 이득을 측정하므로서 전류주입에의한 레이저발진의 가능성을 조사하였다. 유기금속기상에피텍셜(MOVPE)법으로 성장한 ALGaN/GaN DH구조의 표면에 수직으로 펄스발진 질소레이저(파장:337.1nm, 주기:10Hz, 폭: 8nsec) 빔의 공출력밀도를 변화시키어 조사하고 시료의단면 혹은 표면으로부터 방출되는 광 스펙트럼을 측정하였다. 입상광밀도가 증가함에 따라 자연방출에 의한 발광피크보다 낮은 에너지에서 발광강도가 큰 유도방출에 의한 피크가 370nm의 파장에서 현저하게 나타났으며 실온에서 유동방출에 필요한 입사공밀도의 임계치는 약 89㎾/
$\textrm{cm}^2$ 이었다. 이는 GaN 단독층에 대한 유동방출의 임계치 700㎾/$\textrm{cm}^2$ 에 비하여 약 1/8정도 낮은 것이며, 이를 전류밀도로 환산하면 약 27㎄/$\textrm{cm}^2$ 정도로서 전류주입에 의하여서도 레이저발진을 실현할 수 있는 현실적인 값이다. 한편 광여기 방법으로 측정한 광학적 이득은 입사광의 밀도가 각각 100㎾/$\textrm{cm}^2$ 과 200㎾/$\textrm{cm}^2$ 일 때 34$cm^{-1}$ / 과 160$cm^{-1}$ / 이었다. 이와 같은 결과는 GaN의밴드단 부근의 파장영역에서 AIGaN 흔정의 굴절율이 GaN의 굴절율보다 작으므로 DH구조의 채택의 의한 광의 몰입이 가능하여 임계치가 저하된 것으로 여겨진다. 또한 광학적 이득의 존재는 이 구조에 의한 극단파장 반도체 레이저다이오드의 실현 가능성을 나타내는 것이다. -
최근 청색반도체레이저의 실현을 위하여 ZnSe가 대표하는 II-Ⅵ족 화합물반도체와 Gan가 대표하는 III족 질화물반도체분야에서 집중적인 연구가 이루어지고 있으며, 아직까지 실용화 되지 않고 있는 청색반도체레이저의 출현에 대하여 많은관심이 모아지고 있다. III족 질화물반도체는 InM(Eg:1.9eV)부터 AIN(Eg: 6.2eV)에 이르기까지 전 조성영역에서 완전한 고용체를 이루며, 실온에서 직접천이형 에너지 대구조를 가지므로 청색 혹은 자외영역에서 동작하는 발광소자를 제작하는데 있어 유망시 되고 있는 소재이다. 특히 GaN와 InN의 3원흔정인 GaInN를 활성층으로 이용하면 그 발전파장을 370nm부터 650nm까지 즉 가시 전 영역으로부터 근 자외영역을 포함할 수 있게 된다. 이 연구에서는 AIGaN/GaInN 이중이종접합(DH) 구조의 고아여기에 의한 유도방출고아의 편광 특성을 조사하였다. 유기금속기상에피텍셜(MOVPE)법으로 성장한 AIGaN/GaInN DH 구조의 표면에 수직으로 펄스 발진 질소레이저(파장: 337.1cm, 주기 10Hz, 폭: 8nsec) 빔을 조사하고 DH구조의 단면으로부터의 유도방출광을 편광기를 통과 시킨 후 스펙트럼을 측정하였다. 입사고아 밀도가 증가함에 따라 약 402nm의 파장에서 유도발출에 의한 가도가 큰 피크가 나타났고, 그 반치폭은 약 18meV이었다. 실온에서 AIGaN/GaInN DH 구조로 부터의 유도방출에 필요한 입사광밀도의 임계치는 약 130㎾/
$\textrm{cm}^2$ 이었다. 한편 편광각이 90$^{\circ}$ 일때는 발광스펙트럼의 강도가 매우 낮고 단지 자연방출에 의한 스펙트럼만이 나타났다. 편광각이 0$^{\circ}$ 일 때 최대의 방출광 강도를 나타내었으며, 편광각이 -90$^{\circ}$ 로 회전함에 따라 발고아강도의 강도가 감소하였다. 이와 같은 결과는 광여기에 의하여 AIGaN/GaInN DH 로 부터의 유도방출광이 GaInN활성층의 단면에 평행한 전기장의방향으로, 즉 TE모드로 선형적으로 편광됨을 의미한다. AIGaN/GanN DH 로 부터의 유도방출이 선형적으로 TE모드로 편광되는 것은 이 구조를 이용한 청색 및 자외선 반도체 레이저다이오드의 실현에 매우 유익한 것이다. -
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Processings of the P
$b_2$ S$r_2$ ($Y_{1-x}$ C$a_{x}$ ) C$u_3$ $O_{8+{\delta}}$ (2213)system for x=0.4-0.6 to control deleterious oxidative decomposition have been studied. Our results show that comounds are stable at both low p$O_2$ and high p$O_2$ if they are suitably oxidized. Various oxidation and deoxidation procedures have been investigated in order tp determine the optimum hole concentration in the Cu$O_2$ layers for the maximum$T_{c}$ . In cases x=0.5 and x=0.6, the optimum hole concentration in the 2213-phase is achieved, but with accelerated oxidative decomposition. Destite this, the maximum$T_{c}$ ~80-83K for the 2213-phase can be deduced when x=0.5 to 0.6 to 0.6 -
The chemorheological changes and kinetics during curing reaction of an silica filled epoxy system (DGEBA with curing agent Polyxoypropylenediamine) were investigated. This study concentrates on the influence of silica on the reaction kinetics and rheological behavior of the eopxy system. The concentration of the filler was varied 0~200phr. Curing behavior of the silica filled epoxy system was measured at various heating rates with DSC. Conversion was also measured by integrating the obtained DSC curve and Kinetic parameters measured by using the nonlinear regression method. DSC experiments showed that the presence of silica was found to accelerate the progress of the curing reaction and of reduce the heat of reaction compared with that of unfilled epoxy systems . Rheological experiments were conducted on a Physica by using a disposable parallel plate fixture. Material properites were measured such as the elastic modulus(G′), the loss modulus(G"), the loss tangent(tan
$\delta$ ), and the viscosity was at the initial stahe, and the more the silica filler was added, and the lower the gel temperature was in the epoxy system. In this study it is concluded that the curing of the silica filled epoxy system was found to be accelerated, as silica was added to the epoxy compound. -
A microcechanical analysis based on the single fiber model has studied in the standpoint of stress-strain hysteresis response. A comparative study of constraint and unconstraint effects ha been taken into account to investigate includes the stress grouping technique to evaluate the domain-based field quantities. Results indicated that the development of significant fiber stresses both for the tensile and compressive loading, due to the constraint effects, provides an important contribution to the composited strengthening
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The existence of the elastic anisotropic channeling is based on the experimental evidences. The rotating electron pairs orbits play the role of basic bonding orbitals. The abnormal signals from ligand domain and train-membrane in cancer cell, Deformation in fatigue and creep at low stress, con duction, superconduction and semiconduction are all from the new metallic bonding orbital.
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