MOCVD법으로 성장한 Zn-doped InGaN의 광학적 특성을 photoluminescence를 사용하여 연구하였다. 상온에서 Zn와 관련한 acceptor-like conte들에 대한 넓은 스펙트럼들은 2.81 eV와 2.60 eV에서 관측되었다. 특히, 2.81 eV영역에서는 포논과의 상호작용에 의한 스펙트럼이 나타났으며, 포논 에너지가 $\omega$=92.5 meV의 값을 가짐을 확인하였다. InGaN 시료의 온도 변화에 대한 스펙트럼에서, 온도가 증가함에 따라 청색 발광을 기준으로 낮은 쪽의 에너지에 비해 높은 에너지 쪽의 발광이 빠른 감소를 가져왔으며 아울러 2.81eV 영역에 해당하는 스펙트럼은 18meV만큼 높은 에너지 쪽으로 이동함을 관측하였다. 그러므로 청색 영역에서의 발광은 Zn와 관련된 complex conte체서의 국소화된 천이에 따른 결과이다.
Cr, Cu, Fe 등을 고의적으로 첨가한 MgO 단결정에 자외선 및 X선을 조사하여 여기하고 액체질소온도로부터 500K까지의 범위에서 열자극 발광 그로우곡선과 발광 스펙트럼을 측정 분석하였다. 이 시료에서 얻어진 TSL 그로우곡선은 136.5K, 223.5K, 360K, 390K, 440K, 5개의 봉우리가 얻어졌다. 그들 봉우리의 활성화 에너지 값은 각각 0.27eV와 0.63eV, 1.08eV, 1.19eV, 1.33eV이었다. 우리는 200nm에서 650nm의 파장 범위 내에서 MgO 단결정의 TSL 스펙트럼을 측정하였다. 이 TSL 스펙트럼 측정으로부터 얻어진 345nm, 375nm, 410nm 파장에서 봉우리를 가진 스펙트럼을 분석하였으며, 이들의 발광 기구를 기술하였다. MgO:Cr, MgO:Cu, and MgO:Fe에서 방출된 TSL 스펙트럼의 봉우리는 346nm, 360nm, 375nm의 파장에서 나타났다.
본 연구의 목적은 면진건물의 설계를 수행하는데 있어, 면진건물의 주기, 수평 변위량 등과 같은 면진장치의 성능을 결정하기 위한 중요 요소들을 손쉽게 산정할 수 있는 포락해석용 도표를 산정하는데 있다. 이를 위하여 가속도로 표현되는 설계지진의 위험도 대신, 에너지와 관계된 $V_E$ 스펙트럼을 아울러 산정한다. UBC 97의 지진응답계수를 적용한 경계주기 $T_G$ 및 최대속도 응답 $V_0$를 지반조건별로 제안하였으며, 이를 근간으로 한 스펙트럼 작성법을 제안하였다. 제안된 $V_E$ 스펙트럼을 근거로 지반조건별 포락해석용 도표를 작성하였다.
Iodine 화학수송법으로 성장한 Ni-doped CdGa2Se4와 undoped CdGa2Se4 단결정 의 PL 및 PLE 스펙트럼을 조사하였다. Undoped CdGa2Se4 단결정의 PL 스펙트럼에서는 전도대아래 준 연속적으로 분포된 electron trap과 deep level, 그리고 가전자대 위 0.07eV, 0.12eV에 있는 acceptor level 사이의 전자전이에 의한 2개의 emission band를 2.13eV와 1.20eV 영역에서 관측하였으며, Ni-doped 단결정에서는 Ni2+ 이온의 여기상태 3T1(3P)와 바 닥상태 3T1(3F) 사이의 전자전이에 의한 emission band를 1.48eV 영역에서 관측하였다. 이 러한 결과로부터 제안된 CdGa2Se4의 energy band model은 본 연구의 PL mechanism을 설명하는데 가능함을 보여주었다.
본 논문은 동시진공증발법(co-evaporation method)으로 CIGS 박막(thin film)을 제작을 하였다. 제작과정 중 기판온도(substrate temperature)변화와 Ga/(In+Ga) 조성비(composition ratio) 변화에 따른 저항율(resistivity) 및 흡수스펙트럼(absorbance spectra)을 측정하였다. 기판온도가 상승하면 저항율이 감소하였으며, Ga/(In+Ga) 조성비가 0.30에서 0.72까지 증가됨에 따라 밴드갭(band gap)이 1.26eV, 1.30eV, 1.43eV,1.47eV로 증가됨을 알 수 가 있었다. 동일한 조건에서 조성비를 증가하므로써 두께가 증가되었으며 저항율은 감소하였다. 본 실험을 통하여 CIGS 박막을 제작하면 광흡수률(optical absorbance ratio) 및 광전류(optical current)가 증가 될 것으로 예측할 수가 있다.
수평 전기로에서 AgInS₂ 다결정을 합성하여 HWE(Hot Wall Epitaxy)방법으로 AgInS₂ 단결정 박막을 반절연성 GaAs(100)기판에 성장시켰다. AgInS₂ 단결정 박막의 성장 조건은 증발원의 온도 680℃, 기판의 온도 410℃였고 성장 속도는 0.5㎛/hr였다. AgInS₂ 단결정 박막의 결정성의 조사에서 10 K에서 광발광(photoluminescence)스펙트럼이 597.8 nm(2.0741 eV)에서 exciton emission스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 박폭치(FWHM)도 121 arcsec로 가장 작아 최적 성장 조건임을 알수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293K에서 각각 9.35×10/sup 16/㎤, 294㎠/V·s 였다. AgInS₂ /SI(SEmi-Insulated) GaAs(100) 단결정 박막의 광흡수와 광전류 spectra를 293K에서 10K까지 측정하였다. 광흡수 스펙트럼으로부터 band gap E/sub g/(T)는 Varshni 공식에 따라 계산한 결과 2.1365eV-(9.89×10/sup-3/eV/K/)T²(T+2930K)이었으며 광전류 스펙트럼으로부터 Hamiltopn matrix(Hopfield quasicubic mode)법으로 계산한 결과 crystal field splitting Δcr값이 0.1541eV이며 spin-orbit Δso 값은 0.0129eV임을 확인하였다. 10K일때 광전류 봉우리들은 n=1 일때 A₁-, B-₁와 C₁-exction 봉우림을 알았다.
4MeV X-선을 제조된 beta-eucryptite 에 조사시 킨 후, 300K-600K 온도 구간에서 열자극 방광을 측정하였다. 혼합되어 측정된 열자극발광 스펙트럼은 342K, 392K, 438K, 474K 과 572K 에서 열자극발광 peak가 나타난다. 527K 의 열자극방광 스펙트럼은 retrapping이 일어나는 2nd kinetic order 임을 알았다. Peak shape 법의 활성화에너지는 1.03eV이었고 이탈진 동수는 3.9$\times$$10^{8}$sec$^{-1}$이었다. 또한 initial rise법과 온도 상승률에 따른 활성화 에너지는 각각 1.19$\pm$0.03eV, 1.02$\pm$0.05eV로 나타났다. 최고의 열자극발광 세기를 갖는 온도 527K를 유지하고 측정한 isothermal decay 스펙트럼에 의한 이탈진동수는 heating rate법의 결과와 유사한 2.8$\times$$10^{8}$sec$^{-1}$이었다. 50Gy의 조사선량 범위까지는 조사선량에 따른 열자극발광 세기의 선형성이 유지되었지만, 그 이상의 영역에서는 supralinearity가 나타난 후 saturation되었다.
수평 전기로에서 CuGaTe2 다결정을 합성하여 HWE 방법으로 CuGaTe2 단결정 박막을 반절연성 GaAs(100) 위에 성장하였다. CuGaTe2 단결정 박막은 증발원과 기판의 온도를 각각 67$0^{\circ}C$, 41$0^{\circ}C$로 성장하였다. 이때 단결정 박막의 결정성이 10K에서 측정한 광발광 스펙트럼은 954.5nm (1.2989eV) 근처에서 exciton emission 스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 반폭치(FWHM)도 139arcsec로 가장 작게 측정되어 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. Hall 효과는 van der Paw방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293K에서 각각 8.72$\times$$10^{23}$개/㎥, 3.42$\times$$10^{-2}$$m^2$/V.s였다. 상온에서 CuGaTe2 단결정 박막의 광흡수 특성으로부터 에너지 띠간격이 1.22 eV였다 Band edge에 해당하는 광전도도peak의 온도 의존성은 Varshni 관계식으로 설명되었으며, Varshni 관계식의 상수값은 Eg(0) = 1.3982 eV, $\alpha$= 4.27$\times$$10^{-4}$ eV/K, $\beta$= 265.5 K로 주어졌다. CuGaTe2 단결정 박막의 광전류 단파장대 봉우리들로부터 10K에서 측정된 $\Delta$cr (crystal Field splitting)은 0.0791eV, $\Delta$s.o (spin orbit coupling)는 0.2463eV였다. 10K에서 광발광 봉우리의 919.8nm (1.3479eV)는 free exciton(Ex), 954.5nm (1.2989eV)는 donor-bound exciton 인 I2(DO,X)와 959.5nm (1.2921eV)는 acceptor-bound exciton 인 I1(AO,X) 이고, 964.6nm(1.2853eV)는 donor-acceptor pair(DAP) 발광, 1341.9nm (0.9239eV)는 self activated(SA)에 기인하는 광발광 봉우리로 고찰되었다.
Be을 도핑한 p형 GaSb:Be 에피층의 광여기 발광(PL) 스펙트럼(20 K)의 도핑밀도에 따른 변화를 조사하여, Be 억셉터의 근원을 분석하였다. 도핑을 증가시키면 PL 피크가 고에너지로 변위하고 반치폭은 줄어드는 경향을 보이다가, 밀도가 ${\sim}10^{17}cm^{-3}$ 이상에서 피크 에너지는 오히려 저에너지로 변위하고 반치폭이 늘어나는 현상을 관측하였다. 3개 피크로 분리한 PL 스펙트럼의 적분 PL 강도 변화를 통하여, 도핑 증가에 따라 $Be[Be_{Ga}]$ 준위(0.794 eV)는 감소하는 반면 진성결함에 기인한 $A[Ga_{Sb}]$ 피크(0.778 eV)와 함께 Be과 A 사이에 위치하는 새로운 $Be^*$ 준위(0.787 eV)가 증가하기 때문으로 분석되었다. 이것은 Be을 도핑한 p-GaSb:Be 에피층에는 Be 얕은준위(${\Delta}E=16meV$)와 Be과 A 결함준위가 결합한 $Be^*[Ga_{Sb}-Be_{Ga}]$의 복합준위(${\Delta}E=23meV$)가 공존하기 때문으로 논의하였으며, ${\sim}10^{17}cm^{-3}$ 이상 도핑할 경우에는 Be 준위가 다소 감소할 수 있음을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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