• 제목/요약/키워드: $V_E$ 스펙트럼

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$CdIn_2Te_4$ 단결정 성장과 광발광 특성 (The Properties of Photoluminescience and Growth of $CdIn_2Te_4$ Single Crystal)

  • 이상열;홍광준
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.82-82
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    • 2003
  • p-CdI $n_2$T $e_4$ 단결정을 Bridgeman법으로 3단 수직 전기로에서 성장하였다. 성장된 결정의 결정성은 X선 회절과 광발광 측정으로 조사하였다 막 성장된(as-grown) 결정과 여러 열처리 CdI $n_2$T $e_4$ 결정들의 광발광 스펙트럼 측정으로부터 CdI $n_2$T $e_4$:Cd 광발광에서는 중성 주개 bound 엑시톤 ( $D^{\circ}$,X)가 우세함을 발견하였고 반면에 CdI $n_2$T $e_4$:Cd 광발광에서는 중성 받개 bound 엑시톤 ( $A^{\circ}$,X)가 완전히 사라졌다. 더우기, CdI $n_2$T $e_4$:Te의 광발광 스펙트럼에서 중성 받개 bound 엑시톤 ( $A^{\circ}$,X) 발광은 막 성장된 CdI $n_2$T $e_4$결정에서처럼 우세하였다. 이러한 결과들은 ( $D^{\circ}$,X)가 주개로써 작용하는 $V_{Te}$ ,와 관련이 있고, ( $A^{\circ}$,X)는 받개로 작용하는 $V_{cd}$와 관련이 있음을 가리킨다. p-CdI $n_2$T $e_4$ 결정은 Cd 증기 분위기에서 열처리한 후에는 n형으로 type conversion이 된다는 것을 알았다. 중성 주개-받개 bound 엑시톤 ( $D^{\circ}$, $A^{\circ}$)과 이들의 TO 포논 복제의 발광은 $V_{Te}$ 나 C $d_{int}$와 같은 주개들과 $V_{cd}$ 또는 T $e_{int}$와 같은 받개들 사이의 상호 작용과 관련이 있다. 또한, CdI $n_2$T $e_4$에서 In은 안정된 결합의 형태로 있기 때문에 자연 결함의 형성에는 관련이 없음을 알았다 알았다았다았다

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Hot Wall Epitaxy 법에 의한 CdIn2S4 단결정 박막의 성장과 광전류 특성 (Growth and Photocurrent Properties of CdIn2S4/GaAs Single Crystal Thin Film by Hot Wall Epitaxy)

  • 이상열;홍광준;박진성
    • 센서학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.309-318
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    • 2002
  • 수평 전기로에서 $CdIn_2S_4$ 다결정을 합성하여 HWE(Hot Wall Epitaxy)방법으로 $CdIn_2S_4$ 단결정 박막을 반절연성 GaAs (100)기판에 성장시켰다. $CdIn_2S_4$ 단결정 박막의 성장 조건은 증발원의 온도 $630^{\circ}C$, 기판의 온도 $420^{\circ}C$였고 성장 속도는 $0.5\;{\mu}m/hr$였다. $CdIn_2S_4$ 단결정 박막의 결정성의 조사에서 10 K에서 광발광(photoluminescence) 스펙트럼이 463.9 nm (2.6726 eV)에서 exciton emission 스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중 결정 X-선 요동 곡선(DCRC)의 반폭치(FWHM)도 127 arcsec로 가장 작아 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293K에서 각각 $9.01{\times}10^{16}/cm^3$, $219\;cm^2/V{\cdot}s$였다. $CdIn_2S_4$/SI(Semi-Insulated) GaAs(100) 단결정 박막의 광흡수와 광전류 spectra를 293K에서 10K까지 측정하였다. 광흡수 스펙트럼으로부터 band gap $E_g(T)$는 Varshni 공식에 따라 계산한 결과 $2.7116eV-(7.74{\times}10^{-4}eV/K)T^2$/(T+434K)이었으며 광전류 스펙트럼으로부터 Hamilton matrix(Hopfield quasicubic mode)법으로 계산한 결과 crystal field splitting ${\Delta}cr$값이 0.1291 eV이며 spin-orbit ${\Delta}so$값은 0.0248 eV임을 확인하였다. 10K일 때 광전류 봉우리들은 n = 1일때 $A_1$-, $B_1$-와 $C_1$-exciton 봉우리임을 알았다.

Bridgman법으로 성장한 CdIn2Te4 단결정의 광전류 온도 의존성 (Temperature dependence of photocurrent for CdIn2Te4 single crystal grown by Bridgman method)

  • 유상하;홍광준
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.157-157
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    • 2003
  • 수평 전기로에서 CdIn2Te4 다결정을 용융법으로 합성하고 Bridgman법으로 tetragonal structure의 c축에 평행한 CdIn2Te4 단결정을 성장시켰다. c축에 평행한 시료의 광흡수와 광전류 spectra를 293K에서 10K까지 측정하였다. 광흡수 spectra에 의해 band gap Eg(T)는 varshni공식에 따라 계산한 결과 1.4753eV-(7.78$\times$$10^{-3}$eV/K)T$^2$/(T+2155K)임을 확인하였다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293K에서 각각 9.01$\times$$10^{16}$ /㎤, 219 $\textrm{cm}^2$/V.S였다. 광전류 스펙트럼으로부터 Hamilton matrix(Hopfield quasicubic mode)법으로 계산한 결과 crystal field splitting $\Delta$cr값이 0.2704 eV이며 spin-orbit $\Delta$so 값은 0,1465 eV임을 확인하였다. 10K일 때 광전류 봉우리들은 n=1일때 Al-, Bl-와 Cl-exciton 봉우리임을 알았다.

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a-Si:H 분광스펙트럼 특성연구 (A Study on properties of a-Si:H layers by photoelectron spectroscopic)

  • 양현훈;김한울;김주회;김철중;이창권;소순열;박계춘;이진
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.61.1-61.1
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    • 2011
  • We report on a detailed study on gap-state distribution in thin amorphous silicon layers(a-Si:H) with film thickness between 5 nm and 20 nm c-Si wafers performed by UV excited photoelectron spectroscopy(UV-PES). We measured how the work function, the gap state density, the position of the Fermi-level and the Urbch-energy depend on the layer thickness and the doping level of the ultra thin a-Si:H(n) layer. It was found, that for phosphorous doping the position of the Fermi level saturates at $E_F-E_V$=1.47 eV. This is achieved at a gas phase concentration of 10000 ppm $PH_3$ in the $SiH_4/H_2$ mixture which was used for the PECVD deposition process. The variation of the doping level from 0 to 20000 ppm $PH_3$ addition results in an increase of the Urbach energy from 65 meV to 101 meV and in an increase of the gap state density at midgap($E_i-E_V$=0.86eV) from $3{\times}10^{18}$ to $2{\times}1019cm^{-3}eV^{-1}$.

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다공성 실리콘위에 증착된 Cu 박막의 구조적 물리적 특성 (Structuyal and physical properties of thin copper films deposited on porous silicon)

  • 홍광표;권덕렬;박현아;이종무
    • 한국진공학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.123-129
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    • 2003
  • 다공질 실리콘(PS)기판 위에 rf-스퍼터링법으로 10~40 nm의 두께의 반 투과성 구리박막을 증착하였다. PS는 p형 (100) 실리콘 웨이퍼를 기판으로 50㎃/$\textrm{cm}^2$의 전류밀도를 사용하여 전해 에칭법으로 양극 산화하여 제작하였다. PS층과 Cu박막의 미세구조를 분석하기 위하여 SEM, AFM 그리고 XRD 분석을 시행하였다. AFM 분석결과 Cu 박막의 RMS roughness 값은 약 1.47nm로 Volmer-Weber 유형의 결정립 성장을 보였으며, 결정립의 성장은 (111) 배향성을 나타냈다. PS층의 PL 스펙트럼은 blue green 영역에서 관찰되었고, Cu 박막 증착 후 0.05eV의 blue shift가 나타났으며, 약간의 강도저하를 보였다. PS/Cu접합구조의 FTIR스펙트럼은 주 피크변화는 없으나 전반적인 강도의 감소를 보였다. I-V 특성곡선으로 본 PS/Cu 접합구조는 ideality factor가 2.77이고 barrier의 높이가 0.678eV인 Schottky 유형의 다이오드 특성을 보였다. PS/Cu 접합구조로 만든 다이오드 제조로 EL특성을 관찰할 수 있었다.

Sulfur에 의하여 치환된 ZnTe 단결정 박막의 광발광 특성 (Photoluminescence characteristics of ZnTe single crystal thin films substi-tuted by sulfur)

  • 최용대
    • 한국결정성장학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.279-283
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    • 2003
  • 본 연구에서는 ZnTe에 S 원자를 소량 첨가한 ZnTe : S 단결정 박막이 열적적층법에 의하여 GaAs(100) 기판 위에 성장되었다. S 원자에 의한 효과를 알기 위하여 ZnTe : S 단결정 박막의 광발광 특성을 조사하였다. 저온 광발광 스펙트럼에서 등전자적 중심(isoelectronic center)으로 보이는 2.339 eV의 피크가 관측되었고, ZnTe 단결정 박막의 광발광 스펙트럼에서 근원을 알 수 없었던 발광 스펙트럼은 관측되지 않았다. 온도에 따른 가벼운 양공 자유 엑시톤의 세기 변화는 외부자기포획(extrinsic self-trapping)으로 설명하였다. 그리고 상온에서 에너지 띠간격 흡수단 근처의 발광선이 관측되었다.

Hot wall epitaxy(HWE)법에 의한 $ZnIn_{2}Se_{4}$ 단결정 박막 성장과 가전자대 갈라짐에 대한 광전류 연구 (Photocurrent study on the splitting of the valence band and growth of $ZnIn_{2}Se_{4}$ single crystal thin film by hot wall epitaxy)

  • 홍광준
    • 한국결정성장학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.217-224
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    • 2008
  • 수평 전기로에서 $ZnIn_2Se_4$ 단결정을 합성하여 HWE(Hot Wall Epitaxy)방법으로 $ZnIn_2Se_4$ 단결정 박막을 반절연성 GaAs(100) 기판에 성장시켰다. $ZnIn_2Se_4$ 단결정 박막의 성장 조건을 증발원의 온도 $630^{\circ}C$, 기판의 온도 $400^{\circ}C$였고 성장 속도는 0.5 $\mu m/hr$였다. $ZnIn_2Se_4$ 단결정 박막의 결정성의 조사에서 10K에서 광발광(photoluminescence) 스펙트럼이 682.7nm ($1.816{\underline{1}}eV$)에서 exciton emission 스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 요통곡선(DCRC)의 반폭치(FWHM)도 128 arcsec로 가장 작아 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농노와 이동도는 293 K에서 각각 $9.41\times10^{16}/cm^{-3}$, $292cm^2/V{\cdot}s$였다. $ZnIn_2Se_4$/SI(Semi-Insulated) GaAs(100) 단결정 박막의 광흡수와 광전류 spectra를 293 K에서 10K까지 측정하였다. 광흡수 스펙트럼으로부터 band gap $E_g(T)$는 varshni공식에 따라 계산한 결과 $E_g(T)=1.8622\;eV-(5.23\times10^{-4}eV/K)T^2/(T+775.5K)$ 이었으며 광전류 스펙트럼으로부터 Hamilton matrix(Hopfield quasicubic mode)법으로 계산한 결과 crystal field splitting energy ${\Delta}cr$값이 182.7meV이며 spin-orbit energy ${\Delta} so$값은 42.6meV임을 확인하였다. 10 K일 때 광전류 봉우리들은 n= 1, 27일때 $A_{1}-$, $B_{1}-$$C_{27}-exciton$ 봉우리임을 알았다.

Hot Wall Epitaxy (HWE)법에 의한 ZnIn2S4 단결정 박막 성장과 광전류 특성 (Growth and photocurrent properties for ZnIn2S4 single crystal thin film by Hot Wall Epitaxy method)

  • 박창선;홍광준
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.156-156
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    • 2003
  • 수평 전기로에서 ZnIn$_2$S$_4$ 다결정을 합성하여 HWE(Hot Wall Epitaxy)방법으로 2nIn2S4단결정 박막을 반절연성 GaAs(100)기판 위에 성장시켰다. ZnIn2S4 단결정 박막은 증발원의 온도를 610 $^{\circ}C$, 기판의 온도를 450 $^{\circ}C$로 성장시켰고 성장 속도는 0.5 $\mu\textrm{m}$/hr로 확인되었다. ZrIn2S4 단결정 박막의 결정성의 조사에서 10 K에서 광발광(photoluminescence) 스펙트럼이 433 nm (2.8633eV)에서 exciton emission스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 반폭치(FWHM)도 133 arcsec로 가장 작아 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293K에서 각각 8.51$\times$$10^{17}$ electron/$cm^{-3}$ 291 $\textrm{cm}^2$/v-s였다. ZnIn2S4 단결정 박막의 광전류 단파장대 봉우리들로부터 10 K에서 측정된 $\Delta$Cr(crystal field splitting)은 0.1678 eV, $\Delta$So(spin orbit coupling)는 0.0148 eV였다. 10 K의 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 9 meV와 26 meV 였다. 또한 Haynes rule에 의해 구한 불순물의 활성화 에너지는 130 meV 였다.다.

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Fullerene $C_{60}$의 전자흡수 스펙트럼:분자에서 결정까지 (Electronic Absorption Spectra of the Fullerene $C_{60}$:From a Molecule to Crystals)

  • 백청아;;;이주현;남희동;박성
    • 한국재료학회지
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    • 제8권8호
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    • pp.733-736
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    • 1998
  • 분자들이 용액 내에서의 cluster나 박막 내에서의 cluster와 같이 다른 cluster로 뭉쳐졌을 때, 가시광선과 자외선부근의 영역에서 fullerene $C_{60}$의 전자흡수 스펙트럼 변화가 관찰되었다. 2.73eV에서 흡수 피크들이 관찰되었는데, 이러한 피크들은 독립된 분자들로부터 온 것이 아니라 분자들의 직접적인 상호작용으로부터 온 것으로 생각된다. Grained fullerene 박막에서는 흡수피크들이 3.35eV에서도 관찰되었는데 이러한 피크들은 grain의 계면에서 분자들의 상호작용으로부터 온 것으로 생각된다. 이러한 흡수의 Dichroism은 비등방성 macrostructure를 갖는 시료에서도 관찰되었다.

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$Mg_{x}Zn_{1-x}$Te 단결정 성장과 광전류 특성 (Crystal growth and photocurrent of $Mg_{x}Zn_{1-x}$Te single crystals)

  • 전용기
    • 한국결정성장학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.6-13
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    • 2001
  • 수직 Bridgman 방법으로 $Mg_xZn_{1-x}Te(0{\le}X{\le}0.48)$ 단결정을 성장하였다. 성장된 단결정의 결정구조는 X = 0~ 0.48 범위내에서는 zincblende 이었고, 성분이 증가함에 따라 격자 상수 값이 6.103$\AA$(X = 0.0)으로부터 6.239$\AA$(X = 0.48)까지 a(X)=6.103 + (0.33)X 를 만족하며 선형적으로 증가하였으며, 외사법에 의해 얻어진 zincblende MgTe의 격자상수는 6.433$\pm$0.002$\AA$로 주어졌다. 광전류 스펙트럼 측정 결과 $Mg_xZn_{1-x}Te$(X=0) 단결정의 에너지 띠 간격은 4.2K와 294K에서 각각 2.380 eV와 2.260eV 이었다. X 값에 따른 광전류 스펙트럼은 성분이 증가함에 따라 피크가 단파장 쪽으로 이동하였으며, X 값에 따른 에너지 띠 간격의 변화는 $E_g$(X)=b+(0.8)X를 만족하는 선형적인 변화를 보였다. 외사법으로부터 구한 zincblende MgTe의 에너지 띠 간격은 4.2K와 297K에서 각각 3.18ev와 3.06eV로 주어졌다. 또한 광전류 peak는 온도가 상승함에 따라 장파장 쪽으로 이동하였으며, 100K 이상의 온도에서 온도계수 $dE_g$/dT=-(5.6~$6.1){\times}10^{-4}$eV/K 이었다.

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